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EXAMEN ORAL FLUIDOS DE PERFORACION 1. ¿Qué es un fluido de perforación?, realice al menos tres definiciones. 

R.- Un fluido de perforación es una mescla de aditivos químicos que se introducen al pozo con la finalidad de tener el control de las presiones y de los recortes que salen a superficie de forma principal  Un fluido es una mescla de aditivos con una fase solida y una en suspensión que se introduce en el pozo con fines específicos  Un fluido es cualquier aditivo que posee propiedades físico-químicas idóneas para su eficaz funcionamiento en pozo. 2. Indique y justifique la función principal de los fluidos de perforación. El fluido de perforación es la primera barrera por que evita el influjo en pozo por lo que este debe ser preparado de forma cuidadosa y diaria en el pozo 3. ¿Cuáles son las funciones del fluido de perforación? Además, indique cuál de estas es la más importante. a) Control de las presiones de suelo: El control de la presión es ejercida mediante la formulación de lodo que consta de bentonita agua y aditivos químicos. Una deficiente formulación del lodo nos podría llevar a problemas como un inminente descontrol, por lo que es importante calcular la densidad adecuada del lodo por cada tramo de perforación. b) Levantar y suspender los recortes a superficie: El fluido de perforación levantara los cortes a superficie mediante el control de la viscosidad donde se realizará una suspensión a medida que la viscosidad se mantenga constante en superficie. c) Lubricar y enfriar la herramienta: El fluido tiene la función de poder generar un fluido motriz capaz de poder lubricar la herramienta y así mediante otro fluido motriz poder enfriar la herramienta y mantenerla estable sobre todo en el descenso al pozo. d) Evitar la corrosión de la herramienta La herramienta se corroe con el fluido de perforación debido a los gases que invaden el pozo o ácidos como el H2S que llegan a dañar la columna de perforación. En este sentido el fluido de perforación debe mantener la corrosión a un nivel aceptable para poder levantar los recortes a superficie.

4. Explique la clasificación de las presiones según su gradiente de presión.

Presión hidrostática (Ph).Es la presión ejercida por el peso de una columna de fluido, en función de la densidad del fluido y longitud de la columna del mismo. Presión de formación (Pf) Es la presión que ejercen los fluidos en los poros de las rocas. Llamándos también, presión de poro, de yacimiento, de roca y de fondo. Las presiones de formación se clasifican en: normales, subnormales, y anormales, dependiendo de la densidad del lodo requerido para controlarlas. Presión de Fractura Es la presión a la cual se presenta falla mecánica de una formación, originándose una pérdida de circulación. Estas presiones se pueden originar por trabajar con lodos de alta densidad, cambios bruscos de presión al meter T.P. (efecto del pistón), mantener demasiado tiempo cerrado el pozo en caso de un brote con gas y mantener una presión arriba de la presión máxima permisible en el control de un brote. 5. ¿Cuáles son los errores más frecuentes en la medición de la densidad? 1. No haber estandarizado la balanza donde se van a pesar las muestras. 2. Calculos mal realizados 3. temperatura tomada con un termometro no calibrado

4. Procedimiento mal hecho. 5. Picnometro no calibrado. 6. Mencione los componentes de la balanza de lodo y dibuje la misma además mencione el procedimiento para la calibración del mismo.

Procedimiento de calibración: 1. Verter agua a través del vaso de lodo hasta el tope y limpiar el exceso 2. Colocar la tapa firmemente y mover el jinete hasta que la escala graduada marque la densidad del agua 3. En caso que la balanza no este equilibrada retirar bolitas del contrapeso hasta que la balanza se encuentre calibrada 7. Que función principal tiene una zaranda vibratoria y en que se diferencia de una shale shaker? ZARANDA VIBRATORIA.- Tiene como función primaria separar la fracción más gruesa de los recortes, partículas entre 74 (mesh 200 x 200) y 600 micrones (mesh 30 x 30). Se compone de una o varias mallas separadas que están montadas en una caja vibratoria conectada a un motor eléctrico, el cual a través de poleas o ejes, le imprime la vibración necesaria para separar del fluido de perforación los sólidos extraídos o recortados del subsuelo. ZARANDA SHALE SHAKER.- son dispositivos que eliminan los recortes de perforación desde el fluido de perforación. Las zarandas consisten normalmente en hojas grandes los cedazos de diferentes tamaños de malla que sacuden al vibrar los cortes de perforación, comúnmente, a través de esquisto. Esto separan los cortes de perforación, sólidos del líquido para que pueda ser re circulados hacia a dentro del pozo. La diferencia, la zaranda vibratoria tiene como función primaria separar la fracción más gruesa de los recortes y la zaranda shale shaker eliminan los

recortes de la perforación desde el fluido de perforación, esto mediante los tipos de tamices que se encuentra tamiz fino, tamiz grueso. 8. Explique la clasificación de los fluidos de acuerdo-a su comportamiento de flujo SE CLASIFICAN EN: 1) LIQUIDOS El líquido es un estado de agregación de la materia en forma altamente incompresible (lo que significa que su volumen es, muy aproximadamente, constante en un rango grande de presión).Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases. Los líquidos presentan tensión superficial Y capilaridad, generalmente se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. GASES se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energía cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con temperatura. La presión y la temperatura. 2) DE ACUERDO A SU VISCOSIDAD Y A SU ESFUERZO CORTANTE: Newtonianos 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. Se rige por la ley de Newton del esfuerzo cortante: No Newtonianos Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante. Como la viscosidad no es suficiente para definir a estos tipos de fluidos, es necesario clasificarlos de acuerdo a sus propiedades reologicas que se dan en este hipervínculo: 3) DE ACUERDO A SU VELOCIDAD DE FLUJO REGIDO POR EL NÚMERO DE REYNOLDS: LAMINAR (0 < 2000) se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de la minas o capas más o menos paralelas entre sí, las cuales se desliza suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas. Transición (2000 < 0 < 4000) Aquí no se sabe con exactitud qué tipo de fluido predomina más, ya que se comporta como fluido laminar y turbulento, es decir, se encuentran las placas laminares en conjunto con pequeñas irregularidades o torbellinos en e mismo, por eso recibe el nombre de transición

Turbulento (0 > 4000) Este tipo de fluido es el más usad en ingeniería. En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias — erráticas, decir, en trayectorias mu irregulares sin seguir un orden establecido, ocasionando | transferencia de cantidad d movimiento de una porción d fluido a otra, de modo similar a | transferencia de cantidad d movimiento molecular pero a u escala mayor. 4) DEBIDO A SUS CAMBIOS DE DENSIDAD CON RESPECTO AL TIEMPO: COMPRESIBLES Es aquel en los cuales los cambios de densidad de un punto a otro no son despreciables, por fuerzas externas 0 variables termodinámicas, la densidad varía de acuerdo con las condiciones del Sistema. INCOMPRESIBLES Es aquel en los cuales los cambios de densidad de un punto a otro son despreciables, mientras se examinan puntos dentro del campo de flujo. A Lo anterior no exige que la densidad sea constante en todos los puntos. Si la densidad es constante, obvia mente el flujo es incompresible, pero sería una condición más restrictiva. 5) POR LA VARIACIÓN DE VELOCIDAD CON RESPECTO AL TIEMPO: PERMANENTE [ESTACIONARIO) se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tempo, 0 582 que permanecen constantes o bien, si Lu variaciones en ellos son tan pequeñas con respecto a los valores medios. Así mamo en cualquier punto de un fijo permanente, no estén cambios en la densidad, presión o temperatura con el tiempo. NO PERMANENTE [NO ESTACIONARIO) En este tipo de flujo en general las propiedades de un fluido y las características mecánicas del mismo serán diferentes de un punto a otro dentro de su campo, además si las características en un punto determinado varían de un instante a otro se dice que es un flujo no permanente. 6) POR MAGNITUD Y DIRECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE FLUIDO NO UNIFORME Es el caso contrario al flujo uniforme, este tipo de flujo se encuentra cerca de fronteras solidas por efecto de la viscosidad. UNIFORME Este de flujos son poco comunes y ocurre cuando el vector velocidad en todos los puntos del escurrimiento es idéntico tanto en magnitud como en dirección para un instante dado o expresado matemáticamente. 7) POR EFECTOS DEL VECTOR VELOCIDAD ROTACIONAL es aquel en el cual el campo rot adquiere en algunos de sus puntos valores distintos de cero para cualquier instante. IRROTACIONAL al contrario que él fue rotacional, este tipo de flujo se caracteriza por que dentro de un campo de flujo el vector rot es igual acero para cualquier punto e instante. En el flujo irrotacional se exceptúa la presencia de singularidades vorticosas las cuales son causadas por los efectos de viscosidad del fluido en movimiento. 8) FLUIDO IDEAL: Es aquel flujo incompresible y carente de fricción. La hipótesis de un flujo ideal es de gran utilidad al analizar problemas que tengan grandes gastos

de fluido, como en el movimiento de un aeroplano o de un submarino. Un fluido que no presente fricción resulta no viscoso y los procesos en que se tenga en cuenta su escurrimiento son reversibles. 9. Defina Viscosidad, Viscosidad dinámica (), Viscosidad cinemática  LA VISCOSIDAD DINÁMICA. También llamada viscosidad absoluta, es la resistencia interna entre las moléculas de un fluido en movimiento y determina las fuerzas que lo mueven y deforman. Isaac Newton (1643-1727) observa este comportamiento de los líquidos al situarlo entre dos placas paralelas. La placa base estática y la superior con un movimiento constante de un centímetro por segundo. De esta manera, llega a la Ley de Newton de la viscosidad representada en la siguiente fórmula:

Los líquidos se deslizan en capas o láminas, lo que significa que la velocidad del fluido es nula en la superficie de contacto y aumenta mientras se vuelve más distante creando una tangente que se denomina fuerza tangencial. Para el cálculo de la viscosidad dinámica se utiliza la unidad específica en el Sistema Cegesimal de Unidades (CGS) Poise (P). LA VISCOSIDAD CINEMÁTICA. Relaciona la viscosidad dinámica con la densidad del líquido. Teniendo el valor de la viscosidad dinámica se puede calcular la viscosidad cinemática de un fluido con la siguiente fórmula:

En esta medida, la viscosidad es la resistencia de un fluido al deslizamiento, y la densidad es el peso específico (masa/volumen) dividido por la gravedad. Por ejemplo, un aceite de motor viscoso se desliza lentamente por un tubo, pero continuará siendo menos denso que el agua al flotar sobre ella. En este caso, el agua es menos viscosa, pero más densa que el aceite. Para el cálculo de la viscosidad cinemática se utiliza la unidad específica en el Sistema Cegesimal de Unidades (CGS) Stoke (St). Es importante tener en cuenta que tanto la viscosidad dinámica como la cinemática dependen de la naturaleza del líquido y la temperatura, por ejemplo, mientras mayor

es la temperatura de un líquido, menos viscoso es este, ya que la cohesión de las moléculas se vuelve más débil. 10. Que consecuencias acarrearía una viscosidad mínima y una alta viscosidad en el pozo Viscosidad minima: filtración de agua Viscosidad alta: taponamiento de los jets 11. Indique los tipos de flujo Existen dos tipos de flujo 

Flujo por directa: el lodo o fluido de perforación es introducido por la sarta o tubería de perforación, retornando a superficie por el espacio anular



Flujo por inversa: el lodo o fluido de perforación es introducida por el espacio anular y retorna a superficie por la tubería de perforación

12. Indique y explique, tipos de fluidos Newtonianos y no Newtonianos Fluidos newtonianos: se caracteriza por tener un comportamiento homogéneo donde el esfuerzo de corte es directamente proporcional a la velocidad de corte teniendo presencia de lodos base agua (solo hasta los 1000 m.) y lodos base aceite. 

Base agua: se caracterizan debido a que están mesclados de una fase liquida continua como es el agua y arcillas en suspensión como fase discontinua que normalmente son sólidos reactivos y también no reactivos.

Fluidos no newtonianos: presentan un comportamiento de tipo exponencial inversamente proporcional entre el esfuerzo de corte y la velocidad de corte, que nos ayuda a perforar tramos arcillosos con intercalaciones de lutita, teniendo un sistema heterogéneo. Gases: se utiliza para perforar zonas con presiones bajas de reservorio, gradientes anormales o formaciones sobre presurizadas. Ventajas   

Evaluación continua e inmediata de la presencia de hidrocarburos en contacto con registros MWD y LWD. Previenen zonas con presiones anormales o perdidas de circulación totales. Minimiza daño a la formación en zonas productoras

Desventajas  

El control inadecuado de la densidad podría ocasionar influjos en el pozo generando descontroles de pozo. Derrumbes en formaciones no consolidadas que nos llevan a poder colapsar el pozo y generar un descontrol.

Clasificación Aire debe estar mesclado con gas y posee las siguientes características     

Aplicado en formaciones abrasivas y duras Velocidad mínima de limpieza de 3000 ft/s Alta velocidad de penetración 20-30 m por hora Reducida capacidad para eliminar el agua del fluido Desgaste de la sarta debido a la fricción

Nitrógeno posee baja reactividad con el pozo teniendo una calidad de eficiencia de 80 a 90 % sus características son     

Gradiente de presión regulada por la inyección de gas Bajo requerimiento de nitrógeno en concentración La suspensión de recortes depende de la fase liquida de perforacion Compatible con formaciones abrasivas y de alta dureza Volumen de inyección de 500 a 700 Bbls/dia

Espuma agente que se presenta en un sistema bifásica donde el aire es la fase discontinua sus caracteristicas son      

Calidad del 50 al 80% Bajo volumen de aire requerido para limpieza Alta capacidad de acarreo de recortes cuando se retiene en circulación Maneja volumen de influjo de agua hasta 300 Bbls/dia Su mecanismo de limpieza es la viscosidad del sistema de espuma Se emplea aditivos químicos como polímeros, surfactantes, antiespumantes para poder mejorar las propiedades de la espuma

Niebla fluido que presenta un sistema bifásico muy fino donde el aire es la fase continua sus caracteristicas son     

Calidad del 95 al 99% Volumen de agua requeridos de 100 Bbls/hora Altos niveles de levantamiento de recortes con formaciones de solidos en suspensión Se formula en base agua y aditivos químicos como ser polímeros, surfactantes Riesgo de atrapamiento de gas en formación con presencia de lutitas aplicable en pozo LTLP.

Lodo aireado se caracteriza por una mayor penetración que con un lodo convencional reduciendo el riesgo de las perdidas de circulación con bajos requerimientos de caudal y presión de aire, sus caracteristicas son   

Baja concentración de Ph y alta concentración de solidos Alta probabilidad de corrosión en la columna de perforacion, con presiones de trabajo de 100 a 200 psi Volumenes de aire a inyectar de 1000 a 2000 ft/min

13. Cual es la diferencia entre viscosidad embudo y viscosidad efectiva. Viscosidad embudo.- El tiempo, en segundos, requerido para que un cuarto de galón de lodo fluya a través de un embudo de Marsh. No es la viscosidad verdadera, pero sirve como medida cualitativa de cuán espesa es la muestra de lodo. La viscosidad de embudo es útil sólo para comparaciones relativas. Viscosidad efectiva (cP).La viscosidad de un fluido no newtoniano cambia con el esfuerzo de corte. La viscosidad efectiva (μe) de un fluido es la viscosidad de un fluido bajo condiciones específicas. Estas condiciones incluyen la velocidad de corte, la presión y la temperatura. 14. Para la medición de la viscosidad del lodo de densidad de 8.85 LPG. Se midió el tiempo en el embudo Marsh que es de 38.95 seg. Cuál es la viscosidad absoluta en cp, para el calculo utilice la formula que considere más conveniente 𝜇 = (0.58 ∗ 𝑡 −

461 )∗𝜌 𝑡

1𝑔𝑟 𝑔𝑟 3 𝑐𝑚 𝜌 = 8,85𝑙𝑝𝑔 ∗ = 1.06 3 8,33𝑙𝑝𝑔 𝑐𝑚 𝜇 = (0.58 ∗ 38.95𝑠𝑒𝑔 −

461 ) ∗ 1.06 38.95𝑠𝑒𝑔

𝜇 = 11.40𝑐𝑃

15. Mencione la diferencia entre el desander y el desilter en funcionamiento. 16. ¿Cuáles son las tres barreras de control para evitar descontroles en pozo? 17. Diferencia entre un solido reactivo y un sólido inerte. 

Sólido reactivo: son los que al entrar en contacto llegan a desprender energia o productos que desprenden efectos nocivos al ambiente y/o a la salud.  Sólidos inertes: son aquellos que no experimentan transformaciones físicas, químicas o biológicas significativas, no son solubles ni combustibles, no reaccionan ni física ni químicamente, no son biodegradables, no afectan a los materiales con los que entran en contacto, tienen una emisión reducida de lixiviados, son muy poco tóxicos, y no suponen ningún riesgo para las aguas superficiales o subterráneas. 18. Mencione las propiedades de los fluidos de perforación.  

Propiedades físicas Densidad o peso Viscosidad API

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Propiedades químicas Dureza Cloruros

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Viscosidad plástica Punto cedente Resistencia o fuerza gel Filtrado API y a HPHT Ph % Arena %solidos y liquidos

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Alcalinidad MBT (Methylene Blue Test)

19. Si usted se encuentra en la terminación de un pozo como determinaría el tipo de fluido según el perfil de flujo. En terminación de un pozo, se determina el tipo de fluido a través del análisis reológico y la geomecánica de la roca, además con el número de Reynolds para el flujo turbulento (Re>4000) y un flujo laminar (Re