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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS NATURALES Y MATEMATICAS Formulación de Proyectos “Obtención de urea a partir de gas natural”

Integrantes:  Alejandro Aucapìña  Alejandra Macías  Jean Pierre Mero  María José Villacis

Paralelo: 1

Profesor: Ing. Eduardo Armijos

Fecha: Guayaquil 11 de Julio del 2018

1. Objetivos Determinar la cantidad de agua que pasa hacia la formación permeable cuando una presión diferencial es ejercida sobre el fluido de perforación. 2. Introducción Funciones del lodo Una de las funciones del lodo de perforación es el de sellar las formaciones permeables y controlar la filtración (pérdida de filtrado). Al tener un revoque o filtrado de lodo grueso se pueden tener condiciones de aumento del torque y arrastre, tuberías pegadas, la pérdida de circulación y daños a la formación. Revoque El revoque o costra de lodo es una capa que se forma por la deposición de sólidos que contienen los fluidos de perforación en las paredes del pozo de perforación.

3. Teoría El revoque depende de: La dependencia del revoque consiste de: - tamaño - forma - distribución - compresibilidad - sólidos

Filtrado de lodo El filtrado es la cantidad de fluido que invade la formación por influencia de la presión de la columna de lodo. La presión hidrostática produce que el filtrado fluya a través de la roca y deposite los sólidos que contiene en la pared del pozo provocando la formación del revoque. Es un parámetro que indica la cantidad relativa de líquido que se filtra a través del revoque hacia las formaciones permeables del yacimiento cuando una presión diferencial es ejercida. Este parámetro es medido con el filtro prensa que indica la velocidad a la cual se fuerza un fluido a través del papel filtro. Depende de la presión, de la dispersión, de la temperatura y del tiempo. Esta propiedad del fluido es medida en condiciones en la cual el fluido se mantiene estático, a baja presión y baja temperatura para fluidos de base agua y a alta temperatura y alta presión para fluidos base aceite. El filtrado de lodo es esencial porque da estabilidad al hoyo, pero a su vez daña a la zona de interés o zona productora por lo tanto es de suma importancia su control.

Filtro prensa API Para una prueba API de pérdida de flujo a baja temperatura y baja presión se requiere el uso de un filtro prensa API estándar, presurizada hasta un diferencial de 100 psi La presión puede ser aplicada ya sea por gas o un líquido. No se debe usar oxígeno comprimido como fuente de presión debido a su peligrosidad, ya que en presencia de petróleo el oxígeno se puede combinar en una mezcla explosiva, haciendo que el filtro se incendie. Existen filtros prensa que contienen reguladores de presión y que pueden ser presurizados por medio de cilindros portables

4. Materiales Tanto para la viscosidad API como para la viscosidad con el viscosímetro de Fann Equipo Multimixer

Vaso para poner la arcilla

Características Mezclador sustancias

Imagen de

con el agua

Vaso para mezclar arcilla y agua

Probeta Cilindro graduado de 10 cc

Probeta

Balanza analítica

Marca: Scout Pro Capacidad máxima: 600g Linealidad: ± 0,1 g

Cronómetro

Mide la segundos.

Arcilla

Arcilla

Agua

Agua

Jarra para arcilla (lodo)

recoger

la

viscosidad

en

Para recoger la arcilla y no se tapone el lavabo

Papel filtro Whatman 50

Filtro de prensa API

.

Sirve para contener algún solvente.

Se mide el contenido de arena.

Agita el filtrarlo.

Cronómetro

lodo antes

de

Para medir el tiempo de la viscosidad API.

Equipo de protección

Equipo Gafas

Características

Imagen

Necesario para evitar que caigan residuos dentro de los ojos. Mandil Para no ensuciarse la ropa que trae puesta.

Guantes Para proteger las manos, ya que se trabaja con una máquina grande y peligrosa.

5. Procedimiento Debemos asegurarnos que todas las partes de la celda del filtro prensa estén limpias y secas Que los anillos o sellos no estén arqueados. Proceder a armar la celda colocando primero la tapa base, el anillo de goma, la malla, hoja de papel filtro, otro anillo de goma y el cuerpo de la celda. Llenamos una muestra del fluido que vamos a utilizar que esté previamente agitada. Aproximadamente 13 mm de la parte superior de la celda con el objetivo de minimizar la contaminación de CO2 en el filtrado. Una vez que se termina de ensamblar la celda se la coloca en la estructura del filtro prensa y se asegura con un tornillo. Se coloca una probeta graduada por debajo del tubo de salida del filtrado. Se procede a remover el porta cartucho y se inserta uno nuevo de CO2, se desenrosca el tornillo T del regulador de presión y se ajusta el porta cartucho. Se ajusta el regulador de presión hasta una presión de 100 +/- 1 psi. Esta presión debe mantenerse constante. El siguiente paso consiste en medir el volumen cada 30 segundos para un tiempo de prueba de 7.5 minutos. Una vez que transcurren los 7.5 minutos de la prueba, retiramos la presión por la válvula de alivio y anotamos el volumen recolectado en cc El filtrado se puede conservar para los respectivos análisis químicos. El fluido que se encuentra dentro de la celda se lo procede a desechar. Sin embargo, el papel fitro debe ser recuperado y el revoque depositado. El revoque que se encuentra sobre el papel filtro requiere ser lavado suavemente con agua y reportar el espesor del revoque.

Limpiar y secar todo el equipo para su posterior uso. 6. Gráficos Para la viscosidad con el embudo de Marsh:

Gráfico 6.1. Se pesa la arcilla

Gráfico 6.2. Se mezcla en el mezclador multimixer

Gráfico 6.3. Se toma la viscosidad en el embudo de Marsh

Para la viscosidad con el viscosímetro de Fann:

Gráfico 6.1. Se pesa la arcilla

Gráfico 6.2. Se mezcla en el mezclador multimixer

Gráfico 6.3. Se toma la viscosidad en el embudo de Marsh

Gráfico 6.4. De esta manera se toma el valor de la viscosidad en el viscosímetro de Fann, para las revoluciones pedidas.

7. Cálculos Para la arcilla: 350 ml 100% X

12%

X = 42 gr de arcilla con 350 ml de agua

Para el lodo: 350 ml 100 % X 3% X = 35 gr de arcilla con 350 ml de agua El cálculo de las propiedades reológicas se realiza de acuerdo a las siguientes ecuaciones: Viscosidad plástica, cp= Lectura a 600 rpm –lectura a 300 rpm Punto cedente, lbs/100 pie2 = Lectura a 300 rpm –viscosidad plástica Fuerza de gel, se corre a 3 rpm Viscosidad aparente, cp, = Lectura a 600 rpm / 2 Para el 8 %: Viscosidad plástica, cp= Lectura a 600 rpm –lectura a 300 rpm Viscosidad plástica = 11 cp - 7 cp = 4 cp Punto cedente, lbs/100 pie2 = Lectura a 300 rpm –viscosidad plástica Punto cedente = 7 cp – 4 cp = 3 lbs/100 pie2 Viscosidad aparente, cp, = Lectura a 600 rpm / 2 Viscosidad aparente = 11 cp / 2 = 5.5 cp

Para el 10%:

Viscosidad plástica, cp= Lectura a 600 rpm –lectura a 300 rpm Viscosidad plástica = 19 cp - 12.5 cp = 6.5 cp Punto cedente, lbs/100 pie2 = Lectura a 300 rpm –viscosidad plástica Punto cedente = 12.5 cp – 6.5 cp = 6 lbs/100 pie2 Viscosidad aparente, cp, = Lectura a 600 rpm / 2 Viscosidad aparente = 19 cp / 2 = 9.5 cp

8. Resultados Para la determinación de la viscosidad con el embudo de Marsh: % de arcilla en 350 de agua 6% 8% 10% 12%

Viscosidad con el embudo de Marsh (segundos) 23 33 37.1 50.12

Para la determinación de la viscosidad con el viscosímetro de Fann: % arcilla en 350 ml de agua 8% 10%

Viscosidad plástica (cp) 4 6.5

Punto cedente (lbs/100 pie2) 3 6

Viscosidad aparente (cp) 5.5 9.5

9. Observaciones Para la determinación de la viscosidad con el embudo de Marsh: La arcilla no se disuelve fácilmente con el agua a simple agitación. Mezclar despacio con el fin de que se haga una mezcla uniforme la arcilla con el agua. Tener cuidado con el mezclador multimixer para no lastimarnos las manos. Calibrar el embudo de Marsh antes de hallar la viscosidad. Tomar bien el tiempo de la viscosidad de Marsh, ser exacto con el cronómetro.

Para la determinación de la viscosidad con el viscosímetro de Fann: La arcilla no se disuelve fácilmente con el agua a simple agitación. Mezclar despacio con el fin de que se haga una mezcla uniforme la arcilla con el agua.

Tener cuidado con el mezclador multimixer para no lastimarnos las manos. Calibrar el viscosímetro de Fann antes de hallar la viscosidad. Leer cuidadosamente las revoluciones por minuto (rpm) que se ven en el viscosímetro de Fann para calcular una viscosidad precisa.

10. Recomendaciones Para la determinación de la viscosidad con el embudo de Marsh: Llevar adecuada vestimenta al laboratorio. Usar la protección adecuada como el mandil y guantes. Tomar bien el tiempo para la viscosidad de Marsh. Pesar bien las muestras. Batir en su mejor calidad la arcilla y el agua. Siempre debemos colocar el lodo por la malla para evitar que algunos sólidos puedan tapar el orificio de salida. Se debe mantener el embudo en posición horizontal y no realizar movimientos bruscos ya que se puede alterar el tiempo. Se debería evitar las altas viscosidades, es recomendable perforar con baja viscosidad de embudo. Es recomendable confirmar que el instrumento esté calibrado al medir el paso de ¼ de galón de agua dulce en 26 segundos Marsh. Exigir material de protección si es necesario Para la determinación de la viscosidad con el viscosímetro de Fann: Llevar adecuada vestimenta al laboratorio. Usar la protección adecuada como el mandil y guantes. Tomar bien las lecturas de las revoluciones por minuto que se ven en el viscosímetro de Fann. Pesar bien las muestras. Batir en su mejor calidad la arcilla y el agua.

11. Conclusiones Para la determinación de la viscosidad con el embudo de Marsh: Un peso de lodo excesivo puede causar pérdida de circulación por la propagación, y posterior llenado, de fracturas en la roca. La viscosidad del Embudo de Marsh, tiene cierta importancia práctica, aunque carece de base científica.

El Embudo de Marsh es un instrumento de medición sencillo para la medición de la viscosidad de manera rutinaria y práctica. El Embudo de Marsh puede ser un indicativo si el lodo está contaminado o no. Esta viscosidad también sirve de guía al observador determinar si no hay fallas en el sistema de circulación del lodo. Para la determinación de la viscosidad con el viscosímetro de Fann: El peso del lodo controla la presión hidrostática en el pozo y evita el flujo no deseado al pozo. Un peso de lodo excesivo puede causar pérdida de circulación por la propagación, y posterior llenado, de fracturas en la roca. El viscosímetro de Fann es utilizado para medir la viscosidad y la resistencia de gel de un lodo de perforación. Se determinó la viscosidad con el viscosímetro de Fann, sus resultados están expuestos anteriormente.

12. Referencias bibliográficas: SCRIBD, “Viscosidad embudo de Marsh”, obtenido el 10 de Enero del 2016, desde: https://es.scribd.com/doc/141723114/VISCOSIDAD-EMBUDO SCRIBD, “Viscosímetro de Fann”, obtenido el 10 de Enero del 2016, desde: http://es.slideshare.net/JOAPETROL1/fluidos-de-perforacin-iii Libro: Reservoir Engineering and Petrophysics, Autor: ¨EdwardD.Holstein, 2011