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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE INGENIERIA DIVISION DE CIENCIAS DE LA TIERRA

LABORATORIO DE INGENIERIA DE FLUIDOS DE PERFORACION PRACTICA 7 “EVALUACIÓN Y CONTROL DEL COMPORTAMIENTO REOLÓGICO TIXOTRÓPICO Y SU IMPORTANCIA EN LA LIMPIEZA DE POZOS. MEDIANTE EL EMPLEO DEL VISCOSÍMETRO ROTACIONAL FANN 35 BASADO EN EL PRINCIPIO DE COUETTE, DESCRIPCIÓN Y FUNDAMENTOS DEL EQUIPO.” BRIGADA 12 INTEGRANTES DE LA BRIGADA: - CANO ROMERO RICARDO - JUAREZ SANCHEZ BLANCA ESTELA - HARO COLMENERO ANGEL - HERNANDEZ CRUZ ROGELIO - ALEXANDER - PONCE CORTES TIFANNY ABRIL

FECHA DE REALIZACION 08/ABRIL/2017 FECHA DE ENTREGA 17/ABRIL/2017

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE a) Objetivos generales: Observar los parámetros Reológicos y Tixotrópicos de un lodo de perforación mediante el uso del viscosímetro FANN. b) Objetivos específicos: Determinar un reograma y los parámetros de gelificación. INTRODUCCION La tixotropía es la característica de un fluido, tal como el lodo de perforación, de formar una estructura gelificada con el tiempo cuando no está sujeto a cizalladura y luego fluidificarse cuando es agitado. La viscosidad del fluido tixotrópico cambia con el tiempo a una velocidad de corte constante hasta alcanzar el equilibrio. La mayoría de los lodos de perforación presentan tixotropía, que es necesaria para una perforación rápida y una elevación eficiente de los recortes de perforación y para soportar el material densificante cuando el flujo del lodo se detiene. La resistencia de gel medida en varios intervalos de tiempo indica la tixotropía relativa de un lodo. A veces es deseable que la tixotropía proporcione resistencia al flujo, como para evitar o reducir las pérdidas o el flujo hacia una formación débil. Es la propiedad que tienen todos los lodos de perforación de pasar de gel a líquido mediante agitación. Ciertos geles pueden licuarse cuando se agitan vibran y solidifican de nuevo cuando cesa la agitación o la vibración. Gracias a esta propiedad, independiente de la densidad, los lodos colaboran en el mantenimiento de las paredes de la perforación, incluso en las rocas de baja cohesión, al tiempo que ayudan a mantener los detritos o recortes en suspensión al interrumpirse la circulación de los mismos. La reología es la ciencia y el estudio de la deformación y el flujo de la materia. El término también se utiliza para indicar las propiedades de un líquido dado, como en la reología de los lodos. La reología es una propiedad sumamente importante de los lodos de perforación, los fluidos de perforación de yacimiento, los fluidos de reacondicionamiento y terminación, los cementos y los fluidos y píldoras especializados. La reología del lodo se mide continuamente durante la perforación y se ajusta con aditivos o dilución para cumplir con las necesidades de la operación. En los fluidos a base de agua, la calidad del agua juega un papel importante en el desempeño de los aditivos. La temperatura afecta el comportamiento y las interacciones del agua, la arcilla, los polímeros y los sólidos en el lodo. La presión de fondo de pozo debe ser tenida en cuenta al evaluar la reología de los lodos a base de aceite.

Reología. Los fluidos se describen como newtonianos o no newtonianos dependiendo de su respuesta a la cizalladura. El esfuerzo cortante de un fluido newtoniano (arriba izquierda) es proporcional a la velocidad de corte. La mayoría de los fluidos de perforación son no newtonianos, disminuyendo su viscosidad a medida que aumenta la velocidad de corte y correspondiéndose mucho más con uno de los otros tres modelos mostrados. Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. Los fluidos newtonianos son uno de los fluidos más sencillos de describir. La curva que muestra la relación entre

el esfuerzo o cizalla contra su velocidad de deformación es lineal. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, los geles y sangre que son ejemplos de fluido no newtoniano.

Un fluido no newtoniano es aquel que no tiene una viscosidad definida y constante como un fluido newtoniano, sino que varía en función de la temperatura y fuerza cortante a la que esté sometido. Por el contrario, en los fluidos newtonianos la viscosidad puede describirse en función de la temperatura y la presión sin que intervengan otras fuerzas.

VISCOSIMETRO FANN También llamado viscosímetro de indicación directa o medidor V-G, instrumento utilizado para medir la viscosidad y la resistencia de gel de un lodo de perforación. El viscosímetro de indicación directa es un instrumento compuesto por un cilindro giratorio y una plomada. Hay dos velocidades de rotación, 300 y 600 rpm, disponibles en todos los instrumentos, pero algunos tienen 6 velocidades o velocidad variable. Se llama "de indicación directa" porque, a una velocidad dada, la lectura del dial es una viscosidad en centipoise verdadera. Por ejemplo, a 300 rpm, la lectura del dial (511 seg-1) es una viscosidad verdadera. Los parámetros reológicos del modelo plástico de Bingham se calculan con facilidad a partir de las lecturas del viscosímetro de indicación directa:

PV (en unidades de cp.) = 600 dial - 300 dial y YP (en unidades de lb/100 pie2) = 300 dial - PV. La resistencia de gel también se lee directamente como lecturas de dial en las unidades de campo de lb/100 pie 2.

Viscosímetro de indicación directa. El viscosímetro de indicación directa es un instrumento compuesto por un cilindro giratorio y una plomada. La mayoría de los viscosímetros tienen dos velocidades de rotación, 300 y 600 rpm, pero algunos son de 6 velocidades o de velocidad variable. El nombre "de indicación directa" refleja el hecho de que la lectura del dial a una velocidad dada es una viscosidad en centipoises verdadera. Viscosidad aparente: La viscosidad de un fluido medida a la velocidad de corte especificada por el API. En el modelo reológico plástico de Bingham, la viscosidad aparente (VA) es la mitad de la lectura del dial a 600 rpm (1022 seg-1 de velocidad de corte) utilizando un viscosímetro rotacional de indicación directa. Por ejemplo, una lectura de 600 rpm es 50 y la VA es 50/2, o 25 cp.

Viscosidad plástica: Un parámetro del modelo plástico de Bingham. PV es la pendiente de la línea de esfuerzo cortante/velocidad de corte arriba del umbral de fluencia plástica. La PV representa la viscosidad de un lodo cuando se extrapola a una velocidad de corte infinita sobre la base de las matemáticas del modelo de Bingham. (El umbral de fluencia plástica, YP, es el otro parámetro de este modelo.) Una PV baja indica que el lodo es capaz de perforar rápidamente debido a la baja viscosidad del lodo que sale en la barrena. Una PV alta es

causada por un fluido de base viscosa y por el exceso de sólidos coloidales. Para bajar la PV se puede lograr una reducción del contenido de sólidos mediante la dilución del lodo.

Punto de Cedencia: Es una medida de la fuerza de atracción entre las partículas, bajo condiciones dinámicas o de flujo. Es la fuerza que ayuda a mantener el fluido una vez que entra en movimiento. El punto cedente está relacionado con la capacidad de limpieza del fluido en condiciones dinámicas, y generalmente sufre incremento por la acción de los contaminantes solubles como el carbonato, calcio, y por los sólidos reactivos de formación. Un fluido floculado exhibe altos valores de punto cedente. . Fuerza de gelatinosidad: Esta resistencia o fuerza de gel es una medida de la atracción física y electroquímica bajo condiciones estáticas. Está relacionada con la capacidad de suspensión del fluido y se controla, en la misma forma, como se controla el punto cedente, puesto que la origina el mismo tipo de sólido (reactivo). Las mediciones comunes de esta propiedad se toman a los diez segundos y a los diez minutos, pero pueden ser medidas para cualquier espacio de tiempo deseado. Esta fuerza debe ser lo suficientemente baja para: Permitir el asentamiento de los sólidos en los tanques de superficie, principalmente en la trampa de arena. Permitir buen rendimiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulación. Minimizar el efecto de succión cuando se saca la tubería. Permitir el desprendimiento del gas incorporado al fluido, para facilitar el funcionamiento del desgasificador.

DESARROLLO ANALISIS DE RESULTADOS

Lodo Densificado

Equi po

12 14

Densid ad del lodo (gr/cm 3) 1.31 1.4

L60 0

L30 0

L20 0

L10 0

L6 L3 L3 L3 5s 5mi n

V p

Va

PC

Eg

18 18. 5 29

10 12

7 8.5

5 6

15

11

8 6. 5 1 0

9 9.2 5 14. 5

2 3.2 5 9

1 0.5

19

2 3. 5 7

17

1.08

Equi po

L60 0

L30 0

12

Densid ad del lodo (gr/cm 3) 1.03

12

9

7

4

3

2

14

1.03

13

8.5

7

5

3

17

1.03

18

11

9

7

4

3 2. 5 5

3 4. 5 6

Lodo Bentonítico L20 L10 L L L 0 0 6 3 3 5 s

3 7.5 7

L3 5mi n

V p

Va P C

Eg

1

2

3

6

6

2

1

2

4

4

6. 5 9

4

3

4. 5 2

0. 5 0. 5 1

9

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

http://www.glossary.oilfield.slb.com/es.aspx http://www.lacomunidadpetrolera.com/2008/02/el-fenmeno-de-histresisrelacin-con-las.html

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