cuestionario de lodos

Preguntas tipo Examen UAGRM ING. petrolera

Luis Carlos Saavedra Octubre - 2012

2.- Como determina en laboratorio los iones cloruros y como calcula las ppm de ClNa explique el cambio de color en la

titulación.

Equipo

C Plato de titulación

C Pipeta de 1-mL

C Pipeta de 10-mL

C Varilla agitadora

C Solución indicadora de cromato de potasio

C Solución ácido sulfúrico 0.02N (N/50)

C Solución indicadora de fenolftaleína

C Agua destilada

C 0.0282N (1 mL = 0.001g Cl–/mL) ó 0.282N

(1 mL = 0.01g Cl–/mL) solución de nitrato

de plata (AgNO ) 3

Procedimiento

1. Recoger muestra de filtrado usando el método de filtrado API.

2. Transferir 1 mL o más de filtrado al plato de titulación. Tomar nota del color del filtrado para el Paso 6.

3. Agregar 20 a 50 mL de agua destilada al filtrado del plato de titulación.

4. Agregar 10 a 15 gotas de solución indicadora de fenolftaleína.

Si... Luego...

El color cambia a rosado o rojo, Ir al Paso 5.

No se observa cambio de color, Ir al Paso 6.

5. Agregar lentamente la solución de ácido sulfúrico en el plato de titulación hasta que el color cambie de rosado o rojo al

color original.

6. Agregar de 5 a 10 gotas de solución indicadora de cromato de potasio.

7. Llenar la pipeta de 10-mL con la solución de nitrato de plata.

8. Agregar la solución de nitrato de plata en el

plato de titulación hasta que el color cambie de amarillo a naranja o naranja-rojo.

9. Registrar la cantidad en mL de solución de nitrato de plata usada.

10. Calcular el contenido en cloruro usando la tabla que sigue.

3.-¿por qué la viscosidad de embudo no es un parámetro muy importante para el análisis del lodo?

A la viscosidad embudo se le concede cierta importancia práctica aunque carece de base científica, y el único beneficio que

aparentemente tiene, es el de suspender el ripio de formación en el espacio anular, cuando el flujo

Es laminar.

Por esta razón, generalmente no se toma en consideración para el análisis riguroso de la tixotropía del fluido

4.- Explique claramente porque al agregar bentonita al agua, esta adquiere viscosidad y reduce el filtrado?

Al agregar bentonita al agua, esta se dispersa poco a poco a medida que se hidrata. Por proceso superficial y/o osmótico,

adquiriendo la mezcla propiedades de viscosidad mayor a medida que aumenta la cantidad de bentonita agregada. La

arcilla al ponerse en contacto con el agua puede adsorber agua ya sea como agua de unión rota o de plano (hidratación

superficial) como por retención en el proceso de arcillas, estos procesos, anteriores son la causa que la mezcla adquiera un

comportamiento no newtoniano que es la base de los fluidos de perforación.



5.- Indique como está compuesto el reómetro de la función de sus partes importantes del instrumento e indique

como determina las propiedades

- un cilindro giratorio

-un cilindro estacionario (bob)

- un resorte de restitución

- Un dial de lectura directa

- Un sistema de engranajes y perillas para cambio de velocidades

- Un vaso contenedor demuestra de fluido

Procedimiento:

Se coloca el sistema de cilindro giratorio estacionario dentro del vaso

conteniendo el fluido a analizar. Se coloca la palanca (a) en posición

de velocidad variable y con la manivela (b) se hace girar el cilindro a

fin de homogeneizar el fluido. Luego se coloca la palanca en la

posición de 600rpm se hace girar el cilindro; luego de estabilizarlo el

dial, se efectúa la palanca en posición de 300 rpm se hace girar el

sistema y se procede a la anotación de la lectura a 300 rpm.

El valor de la viscosidad plástica resulta de:

Vp= L600 – L300[CPS]

EL VALOR DEL PUNTO CEDENTE ES:

PC= L300- VP [Lb/100Ft2]

6.- Explique la teoría de la doble capa y el potencial Z, y Diga qué relación existe entre el potencial Z y la floculación

Cuando agregamos arcilla en el agua esta si dispersa en el medio acuoso, luego por proceso de isomorfismo esta queda

cargada negativamente, motivo por el cual tiende a atraer a los cationes hacia el; la carga negativa frente a la carga positiva

genera un campo magnético que da lugar fuerzas de atracción entre las cargas, donde a estas combinaciones de cargas

eléctricas positivas y negativas a manera de un condensador se la conoce como doble capa electrostática, donde esta doble

capa electrostática depende de tres factores importantes que son: Campo magnético, composición eléctrica y el agua de

constitución de hielo que conduce la corriente eléctrica.

Posteriormente todos los cationes cercanos a la partícula de arcilla por el efecto browniano o por efecto térmico tienden a

alejarse disminuyendo la fuerza de atracción entre las mismas generando al mismo tiempo una caída de tensión llamado

potencial Z.

El potencial Z es un gradiente de energía que es generado de la separación de las cargas positivas con respecto a las

negativas la cual tienden a caer hacia el infinito lo cual se puede medir esta fuerza que en el infinito llega a cero, debido

que las partículas se encuentran en constante movimiento por efecto del movimiento browniano es que se genera un

potencial máximo el cual hace que las cargas eléctricas se disemine ocasionando una caída de las cargas negativas hacia el

infinito, esta caída se puede se puede medir, el potencial Z es también llamado gradiente Humboldt.

El potencial Z depende de los siguientes factores: tamaño de la arcilla, tipo de catión en la parte basal y valor de floculación

del sistema. Luego si introducimos bentonita mas agua, como el ion cloruro, la atracción entre las cargas es mayor hay

reducción del potencial Z y se da lugar a la floculación, si el agrupamiento es desordenado y si el agrupamiento es

ordenado da lugar a la agregación, este proceso físico-químico que da lugar a la floculación.



7.- Por qué un lodo al flocularse adquiere grandes valores de viscosidad y filtrado? Explique.

Las arcillas influyen notablemente en la reología y en el filtrado de los fluidos, particularmente en los fluidos base agua. Las

arcillas floculan con facilidad al contacto con cualquier contaminante, causando problemas operacionales como pega de

tubería, disminución de la tasa de penetración. En estos casos, lo primero que se debe hacer es analizar el fluido y

determinar las causas del problema para seleccionar el tratamiento

adecuado y darle solución. Es un error tratar de solucionar un problema de floculación sin conocer el causante.

Originada por la atracción excesiva de cargas eléctricas. Las partículas se unen cara – arista y/o arista – arista. En el estado

floculado se incrementa la asociación cara – borde entre las partículas y la consecuencia de este estado

es una elevada viscosidad y un descontrol en la pérdida de agua, que por lo general es alta.

8.- Como Elige el lodo adecuado para perforar un pozo en una determinada área explique.

La composición de un fluido depende de las exigencias de cada operación de perforación en particular. La perforación debe hacerse atravesando diferentes tipos de formaciones, que a la vez, pueden requerir diferentes tipos de fluidos. Por consiguiente, es lógico que varias mejoras sean necesarias efectuarle al fluido para enfrentar las distintas condiciones que se encuentran a medida que avance la perforación. El fluido debe ser: − Inerte a las contaminaciones − Estable a altas temperaturas − Inmune al desarrollo de bacterias En general, los fluidos no necesitan ser complicados o difíciles de preparar y prueba de ello, es que para algunas operaciones de perforación, un "agua sucia" puede dar buenos resultados. En algunas áreas se puede iniciar la perforación con agua y arcillas de formación, creando así un fluido de iniciación CBM razonablemente bueno. En otras áreas pueden encontrarse formaciones como calizas, arenas o gravas que no forman fluido. En tales casos será necesario agregar arcillas comerciales para suspender la barita, aumentar la capacidad de acarreo y controlar la pérdida de agua.

9. Explique cómo calcula en laboratorio los mg/lt de ClNa, el % Vol de líquido y el MBT del lodo. ¿Cómo están

compuesto los instrumentos?

Equipo

1. C Plato de titulación

2. C Pipeta de 1-mL

3. C Pipeta de 10-mL

4. C Varilla agitadora

5. C Solución indicadora de cromato de potasio

6. C Solución ácido sulfúrico 0.02N (N/50)

7. C Solución indicadora de fenolftaleína

8. C Agua destilada

9. C 0.0282N (1 mL = 0.001g Cl–/mL) ó 0.282N

10. (1 mL = 0.01g Cl–/mL) solución de nitrato

11. de plata (AgNO ) 3

Procedimiento





Si... Luego...



5. Agregar lentamente la solución de ácido sulfúrico en el plato de titulación hasta que el color cambie de

rosado o rojo al color original.







9. Registrar la cantidad en mL de solución de nitrato de plata usada.

10. Calcular el contenido en cloruro usando la tabla que sigue.

sads

Porcentaje de sólidos y líquidos

Cálculos El cálculo de los porcentajes de sólidos y líquidos se Determina con las siguientes ecuaciones: _ Porcentaje en volumen de aceite = ml de aceite x 10 _ Porcentaje en volumen de agua = ml de agua x 10 _ Porcentaje en volumen de sólidos = 100 – (ml aceite + ml agua) x 10

MBT Objetivo: Determinar la concentración total de sólidos reactivos presentes en el fluido. Materiales _ Agua oxigenada (H2O2) (3%) _ Ácido sulfúrico (H2SO4) (5N) _ Solución de Azul de metileno _ Papel filtro Whatman _ Frasco Erlenmeyer, 250 cc _ Pipeta de 10 cc _ Jeringa de un cc _ Calentador_ Varilla de agitación



10. Explique cuatro razones valederas para que un lodo deba tener un PH entre 8 y 12. Que significa PH?

Es necesario que un lodo tenga valores de pH mayor a 8 porque:

- Lodos con pH <7 son ácidos y por consecuencia corroen herramientas.

- Lodos con pH <7 corren peligro de flocularse porque empiezan a fermentarse los polímeros

- Lodos con pH entre 8 y 12 es necesario para activar algunos polímeros.

- Lodos con pH <7 provoca la presencia del gas H2S que es un gas venenoso.

El valor de pH se usa para describir la acidez o basicidad de las soluciones.

El valor de pH se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno. Bajos valores de pH

corresponden a una acidez creciente y altos valores de pH corresponden a una alta basicidad.

Un cambio de una unidad de pH corresponde a un aumento de diez veces la concentración de iones hidrógeno.

11. ¿Cuáles son las fuerzas que intervienen en la floculación y que son los factores más importantes que influyen en

la floculación. Explique.

Las fuerzas que intervienen en un proceso de floculación son:

- Fuerzas de van Der waals.-Estas fuerzas son de corto alcance aunque su radio de alcance varia según el

tamaño de la partícula. Son fuerzas relacionadas a efectos gravitacionales que dependen del tamaño de las

partículas y no así de las cargas.

- Fuerza de valencias parciales.- Son fuerzas remanentes de interacciones electrostáticas debido a procesos

eléctricos no compensados. Son principal causa de floculación.

12. Porque agregar bentonita al agua, esta adquiere viscosidad. Y reduce el filtrado. Explique.

Al agregar bentonita al agua, esta se dispersa poco a poco a medida que se hidrata. Por proceso superficial y/o

osmótico, adquiriendo la mezcla propiedades de viscosidad mayor a medida que aumenta la cantidad de bentonita

agregada. La arcilla al ponerse en contacto con el agua puede adsorber agua ya sea como agua de unión rota o de

plano (hidratación superficial) como por retención en el proceso de arcillas, estos procesos, anteriores son la causa

que la mezcla adquiera un comportamiento no newtoniano que es la base de los fluidos de perforación.

13. Como sabe que un lodo está contaminado con temperatura de una solución completa al problema.

Todo Lodo Contaminado presenta las siguientes características:

Aumenta la viscosidad Aumenta geles Aumenta Filtrado

A medida que se profundiza un pozo la temperatura aumenta según sea la gradiente de temperatura de la zona, el

gradiente geotérmico normal de la formación varía 1ºF cada 100 ft de profundidad.

Aumenta la velocidad de reacción en el lodo, incide negativamente en el rendimiento de los polímeros, Aumenta el

valor del Mf debido a la degradación de los polímeros disminuye los valores de PH y Pf .

Mantener bajo el porcentaje de sólidos livianos para hacer menos drástica la contaminación, agregar dispersarte

adecuado para dispersar sólidos, cambiar los polímeros por otros que aguanten mayores temperaturas, aumentar

el agregado de soda caustica para mantener el PH y el pf.

14. Para que sirve la pHPa, La dextrina, la cal y la HEC de su rango de concentraciones de uso y en que lodos se lo

usa.

Poliacrilamida Estos sistemas están formulados con una poliacrilamida, polímero aniónico de alto peso molecular

parcialmente hidrolizado (PHPA). Se usa como viscosificador a bajas concentraciones (0.2 – 0.5 lb/bbl) y como

estabilizante, encapsulante a altas concentraciones (1.0 – 2.0 lbb/bbl). Los sistemas a base de poliacrilamida,

generalmente trabajan con una concentración baja de Bentonita y un pH de 9. Su rendimiento es afectado por el

calcio, el cual debe mantenerse por debajo de 100 ppm.



Dextrina.- es un producto derivado del almidón el cual es transformado por un proceso de destinación,

tratamiento con calor y con soda cáustica. Su uso normal está entre 2 y 8 Lb/bbl. No se usan en pozos que tengan

más de 200 º, Pues se fermentan.

Cal.- La cal hidratada se usa principalmente para tratar las contaminaciones de Carbonatos (CO3-) y Bicarbonato

(HCO3) cuando el pH es menor de 10.3.También se usa para: Formular fluidos encalados Secuestrar gases ácidos

(H2S/ CO2) cuando se perfora con fluidos con base aceite. Crear jabones cálcicos en fluidos base aceite tipo

Emulsiones inversas. Convertir arcillas sódicas en cálcicas Aumentar la capacidad de limpieza a los fluidos CBM.

15. Porque el diesel aumenta la VP, el PC, Geles cuando se le agrega a un lodo base agua

la VP sube (por que el diesel no se disuelve en el agua y al agitarlo forma glóbulos ya que actúan como

sólidos livianos), el PC sube , el GEL sube , el PH se mantiene , el FILTRADO disminuye.

16. como se sabe que un lodo está contaminado con CO3H-, de las ecuaciones de solución completa al problema.

Todo lodo contaminado presenta las siguientes características:

Aumenta viscosidad

Aumenta geles

Aumenta filtrado

En las formaciones que se perforan se puede encontrar iones carbonatos, bicarbonatos y el cas carbónico ya sea

por descomposición de materia orgánica, por entrada al lodo junto con el aire en superficie y por solución de las

sales que tienen las formaciones (aguas contaminadas)

Una contaminación del lodo con H- CO3se identifica cuando disminuye el pf y el pH, disminuya el ion calcio y

aumenta el valor del Mf.

Para solucionar el problema de contaminación del lodo con H-CO3 SE debe realizar un tratamiento con cal,

haciendo precipitar al ión bicarbonato como producto insoluble, con la siguiente ecuación:

CO3- - + Ca++ CO3Ca

Además se puede ayudar al tratamiento con el aumento de densidad para evitar la entrada de fluidos

contaminantes y agregar soda caustica para mantener el pH y Pf.

17. Explique para que son usados los modelos de potencias, de sus ecuaciones explicando cada termino y sus

relaciones graficas?

Modelo de ley de potencia:

Es un modelo de dos parámetros para el cual la viscosidad absoluta disminuye a medida

que la tasa de corte aumenta. La relación entre la tasa de corte y el esfuerzo de corte está

dada por la siguiente ecuación:

τ=Kγn

Que depende de dos parámetros que pueden calcularse de las lecturas de un viscosímetro de rotación y ellos son:

“n”llamado índice de flujo e indica la desviación que tiene el fluido del comportamiento lineal de los fluidos

newtonianos, es un numero adimensional que puede variar entre cero y mayor que uno y que para el valor de uno

comprende a los fluidos newtonianos y el 1 valor de k se convierte en la viscosidad.

“k” se lo conoce como el índice de consistencia del fluido e indica cuan viscoso está el fluido se lo asimila a la

viscosidad plástica. Depende del valor de n y sus unidades son �� /��

τ= Esfuerzo de corte lb/100pie2

γ = Velocidad de corte (seg-1) Índice de consistencia, me indica que tan viscoso esta el lodo

n: es el índice de flujo y me indica la desviación que tiene el fluido del comportamiento lineal de los fluidos

newtonianos; n=1 flujo Newtoniano; n<1 flujo no newtoniano adelgazante y n>1 flujo no newtoniano dilatante.



18. porque la sepiolita no reduce el filtrado, de una buena explicación

Es un tipo de arcilla para agua salada mas resistente a las altas temperaturas que la atapulgita, al igual que la atapulgita no controla filtrado y requiere fuerte agitación mecánica para desarrollar viscosidad.

19. explique claramente en forma total el sistema de circulación de un lodo

El sistema de circulación tiene los siguientes componentes:

� Bombas de lodo

� Conexiones superficiales

� Manguera de inyección

� Unión giratoria

� Cuadrante (Kelly o vástago)

� Sarta de perforación

� Trepano y espacio anular

Trayectoria o circulación.-

Todo comienza en los cajones de lodo donde el lodo es bombeado, atraviesa la línea de descarga, sigue por la tubería

vertical, pasa por la manguera de inyección, para bajar por el cuello de ganso, cabeza de inyección cuadrante o Kelly, para

seguir por la sarta de perforación y salir por las boquillas del trépano, para continuar y subir por el espacio anular, línea de

retorno y caer a la zaranda. Aquí los recortes mas grandes son separados y llevados a la fosa y el lodo continua hacia el área

de acondicionamiento o ECS.(Equipo de control de Sólidos)

20. Explique por qué es necesario conocer la densidad, la viscosidad y el gel de un lodo. Como las determina

De acuerdo con el Instituto Americano del Petróleo (API), las propiedades del fluido a mantener Durante la perforación del pozo son físicas y químicas.

Densidad; Es la propiedad del fluido que tiene por función principal mantener en sitio los fluidos de la formación. La

densidad se expresa por lo general en lbs/gal, y es uno de los dos factores, de los cuales depende la presión hidrostática

ejercida por la columna de fluido.

Viscosidad, para cumplir con la función de acarrear los recortes de formación desde el fondo del pozo a superficie como la

viscosidad es la resistencia que tiene los fluidos de oponerse al movimiento, este movimiento es la velocidad de caída de

los recortes. Se necesita conocer la viscosidad para conocer la cantidad de energía

Resistencia o fuerza de gel 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)

21. Como determina en laboratorio: la salinidad y el ion calcio explique como se compone cada instrumento.

Equipo

C Plato de titulación

C Pipeta de 1-mL

C Pipeta de 10-mL

C Varilla agitadora

C Solución indicadora de cromato de potasio

C Solución ácido sulfúrico 0.02N (N/50)

C Solución indicadora de fenolftaleína

C Agua destilada

C 0.0282N (1 mL = 0.001g Cl–/mL) ó 0.282N

(1 mL = 0.01g Cl–/mL) solución de nitrato

de plata (AgNO ) 3

Procedimiento







Si... Luego...



5. Agregar lentamente la solución de ácido sulfúrico en el plato de titulación hasta que el color cambie de rosado o rojo

al color original.





Registrar la cantidad en mL de solución de nitrato de plata usada.

Calcular el contenido en cloruro usando la tabla que sigue.

22. Explique de que depende el valor de los geles de un lodo. Como lo determina

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.

23. Cuáles son los factores que inciden en la economía de un lodo. Explique

Entre los factores que inciden en el costo global de un lodo tenemos:

a) Factores superficiales

1. Ubicación del pozo, la posición geográfica de la ubicación incide sobre la programación de un lodo.La

accesibilidad del pozo es importante para analizar el costo de transporte de los productos, se deben

escoger los productos mas adecuados y efectivos.



2. La disposición y calidad del agua, de preparación del fluido base agua es otro aspecto a tener en

cuenta.

3. La calidad de los productos a usar, esto incide sobre las propiedades de los fluidos.

4. Regulaciones legales sobre el uso de algunos productos.-

5. Deposicion de los recortes generados.

6. Aspecto de servicio de ingeniería.- Personal que debe correr o supervisar los fluidos en el pozo

b) FACTORES SUB SUPERFICIALES

Entre los factores tenemos todo lo relacionado al diseño del lodo como ser aspectos geológicos,

geométricos, profundidades, presiones, temperaturas a encontrar, como también dificultades de las

formaciones a atravesar. Algunas veces los factores superficiales pueden afectar al factor subsuperficial

como es el caso de perforación en el artico donde el Permafrost da lugar a la inestabilidad del agujero

sobre todo en zonas de gravas y arenas.

La perforación de huecos de gran diámetro, profundidades grandes de huecos abiertos, crean problemas

no solo en la limpieza o el control de sólidos del lodo, sino también en el desplazamiento del lodo,

ubicación de fluidos especiales, en las cementaciones efectuadas.

c) Factor equipo

La capacidad de un equipo puede afectar en gran medida un programa de lodos, inadecuadas bombas,

equipos de mezclado deficientes o pobre control de sólidos puede incrementar el consumo de materiales,

y algunas veces el programa de lodo preferido debe ser reformulado para compensar estas deficiencias.

Hay que centrar mucho la atención en el equipo de control de sólidos por su gran incidencia que tienen en

el costo del lodo.

24. Porque un lodo al flocularse adquiere grandes valores de viscosidad y filtrado explique

Las arcillas influyen notablemente en la reología y en el filtrado de los fluidos, particularmente en los fluidos base agua. Las

arcillas floculan con facilidad al contacto con cualquier contaminante, causando problemas operacionales como pega de

tubería, disminución de la tasa de penetración. En estos casos, lo primero que se debe hacer es analizar el fluido y

determinar las causas del problema para seleccionar el tratamiento

adecuado y darle solución. Es un error tratar de solucionar un problema de floculación sin conocer el causante.

Originada por la atracción excesiva de cargas eléctricas. Las partículas se unen cara – arista y/o arista – arista. En el estado

floculado se incrementa la asociación cara – borde entre las partículas y la consecuencia de este estado

es una elevada viscosidad y un descontrol en la pérdida de agua, que por lo general es alta.

25. Explique los datos que necesita para diseñar un tipo de lodo. Como realiza la elección del escogido?

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Luis Carlos Saavedra

26. Defina que es el nº de Reynolds, que indique este

El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

o equivalentemente por:

donde:

: densidad del fluido : velocidad característica del fluido : diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o

: viscosidad dinámica del fluido : viscosidad cinemática del fluido

Como todo número adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los términos convectivos y los términos viscososfluidos. Además el número de Reynolds permite predecir el caráctertuberías (en otros sistemas, varía el Reynolds límite):Si el número de Reynolds es menor de 2000 el flujo será laminar y si es mayor demecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de especulación. Según otros autores:

Para valores de el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuvláminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducidparedes del tubo.

Para valores de ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomitransición.

Para valores de , después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamadodesordenado, no estacionario y tridimensional.

27. Indique cual es la diferencia fundamental de un lodo tixotrópico y un fluido dilatante, muestre en graficas estas

diferencias.

Tixotropía es la propiedad de algunos fluidos no newtonianostiempo en su viscosidad; cuanto más se someta el fluido a esfuerzos defluido tixotrópico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de equilibrio cuando hay un cambio instantáneo en el ritmo de cizalla. Sin embargo no existe una definición universal; el término a veces se aplica a los fluidos pseudoplásticos que no muestran una relación viscosidad/tiempo. Es importante tener en cuenta la diferencia entre un fluido tixotrópico y otro pseudoplástico. El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo largo del tiempo a una velocidad de corte constante, mientras que el último muestra esta disminución al aumentar la velocidad de corte. A los fluidos que

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Defina que es el nº de Reynolds, que indique este número; de su ecuación, que indica cada término.

El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).

circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema

Como todo número adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los viscosos de las ecuaciones de Navier-Stokes que gobiernan el movimiento de los

Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos.tuberías (en otros sistemas, varía el Reynolds límite): Si el número de Reynolds es menor de 2000 el flujo será laminar y si es mayor de 4000 el flujo será turbulento. El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de

el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuvláminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flujo se

. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las

la lìnea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomi

, después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.

Indique cual es la diferencia fundamental de un lodo tixotrópico y un fluido dilatante, muestre en graficas estas

fluidos no newtonianos y pseudoplásticos que muestran un cambio dependiente del cuanto más se someta el fluido a esfuerzos de cizalla , más disminuye su viscosidad

fluido tixotrópico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de equilibrio cuando hay un cambio eo en el ritmo de cizalla. Sin embargo no existe una definición universal; el término a veces se aplica a los fluidos

pseudoplásticos que no muestran una relación viscosidad/tiempo. Es importante tener en cuenta la diferencia entre un fluido otro pseudoplástico. El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo largo del tiempo a una velocidad

de corte constante, mientras que el último muestra esta disminución al aumentar la velocidad de corte. A los fluidos que

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; de su ecuación, que indica cada término.

El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o

combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).

circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

longitud característica del sistema

Como todo número adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los que gobiernan el movimiento de los

en ciertos casos. En conductos o

4000 el flujo será turbulento. El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de

el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flujo se

o en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las

la lìnea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de

, después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante , es decir caracterizado por un movimiento

Indique cual es la diferencia fundamental de un lodo tixotrópico y un fluido dilatante, muestre en graficas estas

que muestran un cambio dependiente del , más disminuye su viscosidad . Un

fluido tixotrópico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de equilibrio cuando hay un cambio eo en el ritmo de cizalla. Sin embargo no existe una definición universal; el término a veces se aplica a los fluidos

pseudoplásticos que no muestran una relación viscosidad/tiempo. Es importante tener en cuenta la diferencia entre un fluido otro pseudoplástico. El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo largo del tiempo a una velocidad

de corte constante, mientras que el último muestra esta disminución al aumentar la velocidad de corte. A los fluidos que

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exhiben la propiedad opuesta, en la que la agitación a lo largo del tiempo provoca la solidificación, se les llama

ττττ

D

Figura 8: Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido dilatante.

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esta, en la que la agitación a lo largo del tiempo provoca la solidificación, se les llamaa veces anti-tixotrópicos, y son mucho menos comunes. Los fluidos dilatantes son suspensiones en las aumento de la viscosidad con la velocidad de deformacióndecir, un aumento del esfuerzo cortante con dicha velocidad. La figura 8 representa las curvas de fluidez y viscosidad para este tipo de fluidos:

µµµµ

D


El fenómeno de dilatancia se produce debido al fase dispersa del fluido. En dicho fluido tiene lugar un empaquetamiento de las partículas, dejando a la fase continua casi sin espacio. Si a continuación se aplica un esfuerzo, el empaquetamiento se alterapartículas dispersas aumentan. Además, conforme aumenta la velocidad de deformación aplicada, mayor turbulencia aparece y más difícil es el movimiento de la fase continua por los huecos, dando lugar a un mayor esfuerzo cortante (la viscosidad aumenta).

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2012

esta, en la que la agitación a lo largo del tiempo provoca la solidificación, se les llama reopécticos, tixotrópicos, y son mucho menos comunes.

son suspensiones en las que se produce un aumento de la viscosidad con la velocidad de deformación, es decir, un aumento del esfuerzo cortante con dicha velocidad. La figura 8 representa las curvas de fluidez y viscosidad para este tipo de fluidos:


El fenómeno de dilatancia se produce debido al fase dispersa del fluido. En dicho fluido tiene lugar un empaquetamiento de las partículas, dejando a la fase

Si a continuación se aplica un esfuerzo, el empaquetamiento se altera y los huecos entre las partículas dispersas aumentan. Además, conforme aumenta la velocidad de deformación aplicada, mayor turbulencia aparece y más difícil es el movimiento de la fase continua por los huecos, dando lugar a un mayor

viscosidad aumenta).



28. Explique para que son usados los modelos matemáticos, de sus ecuaciones explicando cada término y sus

relaciones gráficas.

Para estudiar y tratar de comprender a estos fluidos nN se han planteado fode los matemáticos que tratan de

representar el comportamiento real de dichos fluidos, es decir modelos son muchos pero los más conocidos y

usados con bastante exactitud son: El modelo matemático de Bingham y el modelo matemático de la ley de

potencia de los que pueden ser analizados con algunas modificaciones para resultados que más se acerquen a los

reales.

MODELO FLUJO PLASTICO DE BINGHAM Este modelo describe un fluido en el cual se requiere una fuerza finita para iniciar el flujo (punto cedente) y que luego demuestra una viscosidad constante cuando la velocidad de corte aumenta (viscosidad plástica). La ecuación para el modelo de Flujo Plástico de Bingham es la siguiente: τ = YP + PV ×γ

Donde:

τ=Esfuerzode corte

YP = Punto cedente o esfuerzo de corte a una velocidad de corte de cero (intersección de Y)

PV = Viscosidad plástica o tasa de aumento del esfuerzo de corte con el aumento de la velocidad de corte (pendiente de la

línea)

γ = velocidad de corte

MODELO FLUJO DE LA LEY DE POTENCIA O LEY EXPONENCIA L

Este modelo describe el comportamiento reológico de fluidos de perforación base polímero que no presentan esfuerzo de punto

cedente (p.ej., salmueras claras viscosificadas). Algunos fluidos viscosificados con biopolímeros se pueden describir también por

comportamiento de la ley de la potencia. Este modelo describe un fluido en el cual el esfuerzo de corte aumenta según la velocidad de corte elevada matemáticamente a una potencia determinada. Matemáticamente, el modelo de Ley Exponencial se expresa como:

τ = K ×γ n

Donde:



τ = Esfuerzo de corte

K= Índice de consistencia

γ = Velocidad de corte

n = Índice de Ley Exponencial

29. Explique los datos que necesita para diseñar un tipo de lodo. Como realiza la elección del escogido?

30. Porque las especie de esmectita son más utilizadas para preparar lodos de perforación explique.

Las esmectitas son filosilicatos trilaminares (T:O:T), de fórmula compleja (en la Tabla siguiente se muestran las fórmulas estructurales ideales para los distintos miembros del grupo de las esmectitas). Se pueden dividir en esmectitas dioctaédrica y trioctaédricas. Las esmectitas dioctaédricas tienen aluminio como catión mayoritario en posición octaédrica (montmorillonita y beidellita) o hierro (nontronita). Las esmectitas trioctaédricas tienen, mayoritariamente, Mg2+ en posición octaédrica. El término más importante es la saponita.. Las esmectitas más comunes en las bentonitas son las de la serie montmorillonita-beidellita, con pequeñas cantidades de hierro.

Cationes Tetraédricos

Cationes Octaédricos

Interlámina

DIOCTAEDRICAS

Montmorillonita Si4 (Al2-x Rx2+) CIx O10(OH)2. nH2O

Beidellita (Si4-xAl x) Al2 CIx O10(OH)2. nH2O

Nontronita (Si4-xAl x) Fe2-x3+Alx CIx O10(OH)2. nH2O

TRIOCTAEDRICAS

Saponita (Si4-xAl x) Mg3 CIx O10(OH)2.nH2O

Hectorita Si4 Mg3-x(Li, F)x CIx O10(OH)2.nH2O

Estevensita Si4 (Mg3-x Rx3+) CIx

O10(OH)2.nH2O

CI = Ca, Na, Mg R2+ = Mg, Fe2+ R3+= Al, Fe3+



31. Defina: gravedad específica, viscosidad aparente, reología y geles; de sus unidades

a) Gravedad específica.- La gravedad específica de una sustancia es la densidad de sustancia dividida por la

densidad del agua dulce. La densidad del agua dulce es 8.33 LPG. El término gravedad específica se abrevia SG.

b) Viscosidad aparente.- Es la viscosidad que debería tener un fluido newtoniano para que tenga un

comportamiento no newtoniano, es decir es la capacidad que obtengo cuando preparo una cantidad de barriles de lodo

por cada tonelada de bentonita y obtengo una viscosidad aparente de 15cps.

c) Reología.-Es la ciencia que estudia la deformación que sufren los fluidos cuando se les aplica una fuerza. Es el

estudio del comportamiento de los fluidos en movimiento, es el análisis de la viscosidad que tienen los fluidos no

newtonianos.

d) Gel.- 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)

cuestionario de lodos

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