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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERA ARMADA
NUCLEO CARABOBO – SEDE NAGUANAGUA
Medición de las Propiedades Reológicas de un Lodo de Perforación A Base Agua y Bentonita en el Laboratorio del
I.U.T.A
Participantes:Huanca Erlin.C.I:E-6983345 Núñez Miguel.C.I:V-19360904Rodríguez Enrique.C.I:V-19296753Rodríguez Jorge.C.I:E-7105084Facilitador: Nelson MarínVIII semestreSección: MA
Naguanagua, noviembre de 2010
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERA ARMADA
NUCLEO CARABOBO – SEDE NAGUANAGUA
Medición de las Propiedades Reológicas de un Lodo de Perforación A Base Agua y Bentonita en el Laboratorio del
I.U.T.A
Participantes:Huanca Erlin.C.I:E-6983345 Núñez Miguel.C.I:V-19360904Rodríguez Enrique.C.I:V-19296753Rodríguez Jorge.C.I:E-7105084Facilitador: Nelson Marín
Resumen
El presente informe tiene como objetivo la me Medición de las Propiedades Reológicas de un Lodo de Perforación A Base Agua y Bentonita en el Laboratorio del I.U.T.A Valencia. En el cual al lodo se le determina la viscosidad por el método del embudo March vertiendo la muestra en el embudo hasta llegar al tamiz y luego dejar desplazar ¼ de galón midiendo el tiempo con un cronometro, se determina la densidad en una balanza de lodos, se calcula el pH de la muestra introduciendo la cinta de pH y/o un pH-meter en el beaker con la muestra. Se obtuvo que la densidad del lodo base agua bentonitico es de 1 gr/cm3 ; la viscosidad es de 16 cp; el pH del lodo base agua con betonita y bentonitico mas NaOH es de 8 y 9 respectivamente. Se recomienda que cuando se realice la medición de la densidad con la balanza de lodos evitar que el personal se apoye en el mesón ya que puede causar errores en la medida y manipular cuidadosamente los instrumentos para tener una medición más precisa.
CAPITULO I
Introducción
Las propiedades reológicas son todas aquellas propiedades que se
relacionan con el estudio de la deformación y flujo de la materia o más
precisamente con el de los fluidos. El estudio de las propiedades reológicas
dentro la ingeniería de petróleo se relaciona estrechamente con los fluidos de
perforación ya que sus propiedades reológicas durante la perforación deben
ser monitoreadas, controladas y reguladas constantemente con la finalidad
de que los fluidos de perforación cumplan las funciones para las cuales han
sido diseñados o creados. Es importante también destacar que la
importancia del estudio de las propiedades reológicas recae sobre los
propios hidrocarburos ya que estas propiedades influirán directamente en la
producción, transporte y procesamiento de las mismas. En la práctica de
laboratorio se aplica una metodología de campo donde se mide propiedades
reológicas de un fluido de perforación a base agua con bentonita, estas
propiedades medidas son la viscosidad que se determina por el embudo
March, la densidad que se obtiene por el método de la balanza y el PH que
es medido por cintas PH.
El presente informe está estructurado, por cuatro capítulos de la
siguiente forma: capítulo I donde se incluyen: introducción; objetivos; Tabla
de materiales equipos e instrumentos; capítulo II contiene la descripción del
procedimiento, tabla de datos la cual muestra de forma detallada, los criterios
y características de los mismos; muestra de cálculo; capítulo III : análisis de
resultados; y capítulo IV y en el están las conclusiones, recomendaciones y
referencias bibliográficas. La realización de esta práctica de laboratorio es
parte del requerimiento de la materia de ingeniería de yacimiento III, para así
afianzar en el alumno los conocimientos en el estudio de las propiedades
reológicas que son de vital importancia en el estudio de los fluidos de
perforación e hidrocarburos.
Objetivos
Objetivo General
Medición de las Propiedades Reológicas del Lodo de Perforación
Objetivos Específicos
Determinar las propiedades reológicas de un lodo de perforación
formulado en el laboratorio.
Caracterizar e identificar una muestra de lodo base agua.
Trabajar con el Embudo Marsh.
Trabajar con la balanza de lodos.
Determinar la viscosidad, la densidad y pH a una muestra de lodo
base agua con bentonita.
Tabla de materiales, equipos e instrumentos
Tabla N° 1 Materiales e instrumentos del laboratorio
Descripción Dimensión Uso
Embudo Marsh S/D Medir de viscosidad
Soporte Universal S/D Sostener el embudo marsh
Beaker 100 ml - 1000ml Trasvasar sustancias
Cilindro graduado 1000 ml Medir sustancias
Cronometro S/D Medir de tiempo
Balanzas de lodos Cant/ Requerida Medir de densidad en fluidos
Tubo de % de arena S/D
pH- metro/ cinta pH 0-14 Medir de pH
Espátula Grande Aplicación de sustancias solidas
Varilla de vidrio S/D Agitador para fluidos
Lodo ¼ de galón Muestra
Termómetro 50 ºC Medir temperaturaFuente: IUTA. (2010)
En la tabla anterior se muestran todos los materiales e instrumentos con sus
dimensiones y uso para la Medición de las Propiedades Reológicas del Lodo
de Perforación.
CAPITULO II
Procedimiento
Tomando en cuenta las reglas y las normas a seguir en el laboratorio de
petróleo, se procede a medir 1000 ml de la muestra de lodo en un Beaker y
agitar la muestra con una varilla de vidrio por un tiempo de 1 min. Se realiza el
montaje del equipo en el soporte universal y luego se tapa con un dedo el
orificio del embudo y verter la muestra del fluido a través del tamiz hasta que
el nivel de la muestra llegue a la cara inferior del tamiz; Retirar el dedo que
tapa el orificio del embudo y simultáneamente activar el cronometro;
posteriormente se Registra el tiempo que duro en llenarse un cuarto de galón
en el beaker como la viscosidad por Embudo Marsh; Medir y registrar la
temperatura de la muestra de lodo.
Calcular la densidad de la muestra en una balanza de lodos.
Trasvasar el lodo al cilindro de la balanza hasta el nivel.
Indicar con el pulsor de la balaza hasta obtener el equilibrio. Registre el valor
que indica el pulsor.
Calcular el pH de la muestra en un beaker de 100 ml, añada
aproximadamente 80 ml de lodo y proceda a introducir el “pH-meter” o cinta
de Ph en la muestra siguiendo las instrucciones el profesor. Anote pH y
temperatura.
Calcular el contenido de arena a la muestra lodo, verter 50 ml de lodo en un
cilindro graduado con 450 ml de agua destilada.
Filtrar en una malla Mesh-200.
Colocar en un tubo de centrifuga 100 ml del lodo diluido y dejar sedimentar.
Registrar el valor indicado como porcentaje (%) de sólido. Fin de la práctica.
Tabla de datos
Tabla N° 2 Materiales de laboratorio
Identificación Agua Barita
Procedencia Hidrocentro N/A
Día Lunes N/A
Fecha 19/10/2009 N/A
Hora 7:50am N/A
Aspecto Caracterizado Limoso
Estado Liquido Solido
Color Transparente Marrón
Cantidad de muestra 750cm³ 60 gr
Densidad 1,02 N/A
Punto de ebullición N/A N/A
Punto de fusión N/A N/A
Punto de inflamación N/A N/A
Punto de volatilización N/A N/A
Fuente: Huanca y otros. (2010)
En la anterior tabla se muestra la descripción de la muestra de los materiales que se utilizaron en el desarrollo experimental, como su identificación, procedencia, día, fecha. Entre otros que permitirán la medición de propiedades reologicas de un lodo a base agua bentonita-
Tabla N° 3 Descripción de equipos e instrumentos
Descripción Balanza de lodos
Termómetro Balanza electrónica
Cintas pH Embudo marsh
Uso Medir densidad
Medir temperatura
Medir masa Determinar pH
Medir viscosidad
Código M33425 T277934 TET34434 N/A N/AMarca BYK-
GardnerTermoking MKY N/A N/A
Modelo PW-1140 TM-5645 S400M N/A N/ASerial 4566 435662 9953 N/A N/AFabricante BYK-
GardnervEnsains Sotysa Allium IUTA
Rango de trabajo
0 – 50 ml -10 a 250 °C 0 – 1500 gr 0-14 N/A
Precisión 0.1 % 0.1 % 0.2% N/A N/AUnidad de Trabajo
Gr/cc – lb/gal
°C Gr N/A Cp
Fuente: Huanca y otros. (2010)
En la anterior tabla se muestra la descripción de los instrumentos a utilizar en el desarrollo experimental
Tabla N° 4 Tabla de determinación de la densidad por balanza de lodos
Sustancia MediciónGr/cc Lb/gal
Lodo base agua bentonita
1 8,3
Fuente: Huanca y otros. (2010)
En la anterior tabla se muestra los datos recolectados en la ejecución del desarrollo experimental para la determinación de densidad por la balanza de lodos
Tabla N°5 Determinación de la viscosidad por el embudo marsh
Sustancia Tiempo (seg)Lodo base agua bentonita 164
Fuente: Huanca y otros. (2010)
En la anterior tabla se muestra los datos recolectados en la ejecución del desarrollo experimental para la determinación de viscosidad por embudo marsh
Tabla N°6 Determinación del pH por cinta de pH
Sustancia pH Lodo base agua bentonita 8Lodo base agua bentonita + NaOH 9
Fuente: Huanca y otros. (2010)
En la anterior tabla se muestra los datos recolectados en la ejecución del desarrollo experimental para la determinación del pH por el método de la cinta pH
MUESTRA DE CÁLCULOS.
Calculo De Viscosidad a través del embudo marsh
Aplicando la fórmula del embudo marsh:
μ= ρ ( t−25 )
Sustituyendo valores de densidad obtenida por la balanza de lodos y ¼ del tiempo registrado
en la experiencia:
μ=1grcc
(41−25 )
Se obtuvo como resultado:
μ=16 cp
CAPITULO III
Análisis de resultados
El procedimiento llevado a cabo para la determinación de densidad del lodo se dio de
forma directa mediante la balanza de lodos (sin el uso de formulas), cuyos resultados
fueron:
1gr/cc
8,3 lb/gal
Según estos resultados se observa que la densidad del lodo a base agua bentonita se
aproxima a la densidad del agua, notándose así que la bentonita no afecta de forma
considerablemente a la densidad del agua.
Tabla # 5 determinación de la viscosidad por el embudo Marsh.
Sustancia Viscosidad (Cp)
Lodo base agua bentonita 16
Fuente: Huanca y otros. (2010)
La presente tabla muestra la viscosidad obtenidas por el método del embudo
marsh.
La viscosidad obtenida del lodo a base agua bentonita fue de 16 cp. Notándose
que es superior a la del agua que es de 1cp, es así que se evidencia y se corrobora
con la teoría que la bentonita es un compuesto que permite elevar la viscosidad del
agua. En el campo es muy importante controlar la viscosidad del lodo de perforación
ya que estos permitirán arrastrar el ripio a la superficie.
Grafica N°1 Variación de pH en lodo base agua con adición NaOH
Lodo base agua bentonita Lodo base agua bentonita + NaOH7.4
7.6
7.8
8
8.2
8.4
8.6
8.8
9
9.2pH
La presente grafica muestra la variación del PH en lodo estudiado cuando se le adiciona 35 gotas de NaOH, observándose que el lodo a base agua bentonita inicialmente presentaba una PH de 8 el cual era ligeramente básico pero cuando se le añadió NaOH se obtuvo un aumento en el PH el cual fue 9 esto se debe a que el NaOH aporta con sus iones OH al lodo estudiado dándose así un lodo con mayor basicidad, en el campo es muy importante tener el control del PH ya que si un lodo tiene valores inferiores a 7 es decir es acido este tendera a corroer rápidamente las tuberías.
CAPITULO IV
Conclusiones
En el presente informe se obtiene que la viscosidad del fluido de perforación
base agua con bentonita fue de 16 cp un poco superior con respecto a la viscosidad
del agua, ya que la muestra de lodo contiene bentonita y este ingrediente aumenta la
viscosidad, este mismo lodo presenta una densidad de 1gr/cm3 donde no se nota una
magnitud relevante con respecto a la densidad del agua. También se obtuvo un valor
pH 8 y un valor de pH 9 cuando al lodo base agua con bentonita se le agregan 35
gotas de NaOH trayendo como consecuencia un lodo más básico con respecto al
anterior
Recomendaciones
Cuando se realice la medición de la densidad con la balanza de lodos evitar que el personal se apoye en el mesón ya que puede causar errores en la medida.
Manipular cuidadosamente los instrumentos para tener una medición más precisa
Se recomienda a la UNEFA suministrar un laboratorio propio a los estudiantes para mejorar su desarrollo académico.
Referencias bibliográficas
Referencias Bibliográficas
Bleda guerrero (2002), Conceptos de química, 1era edición. Editorial La estrella polar
Crespo Martinez (2006), Mecánica fluidos, 1era edición. Editorial San silvestre
MJ Pitt (2000) de perforación y terminación de la SPE Vol. 15 N º 1 páginas 3-6 "El embudo Marsh y Fluido de Perforación Viscosidad: Una nueva ecuación de campo de uso"
Instituto Universitario de tecnología de Administración Industrial, Extensión Valencia(2010), Manual de Practicas para la elaboración de Informes Técnicos del laboratorio de petróleo.
Instituto Universitario de tecnología de Administración Industrial, Extensión Valencia (2010), Guía de laboratorio de lodos del IUTA, practica #2 Medición de las Propiedades Reológicas del Lodo de Perforación.