Lab.5._dilucion_con_diesel[1].docx

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PRACTICA N° 5 DILUCIÓN CON DIESEL

1. OBJETIVOS. Elaborar de manera correcta un lodo bentónico base aceite para así conocer las propiedades que tendrá mi lodo después que agreguemos el diesel. Lo preparamos para bajar mi densidad en mi lodo debido a que le estamos agregando agua que tiene una densidad de 1 gr/cc y diesel de una densidad de 0,82 gr/cc que al agregar una sustancia de baja densidad aporta en bajar la densidad de mi lodo. 2. MARCO TEÓRICO. DENSIDAD DEL LODO La densidad o peso del lodo es el peso por unidad de volumen, es la propiedad más crítica de cualquier fluido de perforación ya que con ella se provee el control primario del pozo. La densidad del fluido de perforación debe ser ajustada de modo que la presión hidrostática de su columna dentro del pozo sea suficiente para equilibrar la presión de las formaciones expuestas (excepto cuando se perfora en bajo balance) y permita un margen de seguridad de 200 psi. Sin embargo, si el sobre balance es excesivo podría ocurrir atrapamiento diferencial, daño de formación (invasión excesiva de fluido) o fractura hidráulica (provocando pérdidas de fluido). Los agentes densificantes típicos incluyen los minerales barita (SG 4.2), dolomita (SG 2.8) y sales individuales para la formulación de una salmuera particular. VISCOSIDAD La viscosidad se puede describir como la resistencia interna de un fluido a circular. Es una propiedad importante de los fluidos de perforación. VISCOSIDAD PLÁSTICA (VP) Es el aporte de resistencia al movimiento de partes del fluido, debido a la concentración, tamaño y formas de las partículas de un sólido que se encuentra en él. Un incremento de la concentración de solidos resultara de un incremento en el valor de la viscosidad plástica. El valor de la viscosidad plástica es dado en centipoises (cps).

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PUNTO CEDENTE (PC) Es la parte de la resistencia al flujo causadas por las fuerzas de atracción entre partículas, esta fuerza atractiva son causadas por las cargas eléctricas sobre la superficie de las partículas dispersas en la fase fluida del lodo. El valor del Punto Cedente (pc) es dado lb/100 pie2 PH (POTENCIAL DE HIDRÓGENO) El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O]+ presentes en determinadas disoluciones. En disolución acuosa, la escala de pH varía, típicamente, de 0 a 14. Son ácidas las disoluciones con pH menores que 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las de pH superiores a 7. Si el disolvente es agua, el pH = 7 indica neutralidad de la disolución. El pH indica si el lodo es ácido o básico. La mayoría de los fluidos base acuosa son alcalinos y trabajan con un rango de pH entre 7.5a 11.5. Cuando el pH varía de 7.5 a 9.5, el fluido es de bajo pH y cuando varía de 9.5 a 11.5, es de alto pH.

 EMULSION: Una dispersión de un líquido inmiscible en otro mediante el uso de una sustancia química que reduce la tensión interfacial entre los dos líquidos para lograr estabilidad. Se utilizan dos tipos de emulsión como lodos: emulsión de aceite en agua (o directa), conocida como "lodo de emulsión" y emulsión de agua en aceite (o inversa), conocida como "lodo de emulsión inversa". La primera se clasifica como lodo a base de agua y la segunda como lodo a base de aceite.

3. PRODUCTOS QUÍMICOS USADOS:  AGUA: El agua es un fluido newtoniano que está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. Aplicaciones: El agua es descrita muchas veces como el solvente universal, porque disuelve muchos de los compuestos conocidos. También, es comúnmente usa como la fase continua en la preparación de los fluidos de perforación debido a esta propiedad de ser un buen solvente. - Uso en laboratorio: Utilizamos el agua como la base de nuestro lodo bentonítico, ocupamos 350cc de agua.  BENTONITA: Es una arcilla de grano muy fino (coloidal) del tipo de montmorillonita que contiene bases y hierro, utilizada como viscosificante en la preparación de fluidos de perforación. El nombre deriva de un yacimiento que se encuentra en Fort Benton, Estados Unidos. Es el material más usado en la preparación de lodos base agua. Es una arcilla (sílice aluminato) que sirve para dar viscosidad y control de filtrado a los lodos base agua fresca, su gravedad específica

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 esta alrededor de 2.6. También las normas API rigen las especificaciones en cuanto a su rendimiento, molienda y contaminante. El tipo más normal es la cálcica. La sódica se hincha cuando toma contacto con el agua. El hierro que contiene siempre le da color, aunque existe también una bentonita blanca. - Aplicaciones: En perforación de pozos para extraer agua, petróleo o gas natural, usada en la preparación de los lodos de perforación. Puesto que: 1. Se utiliza para fortalecer la viscosidad y controlar el filtrado, fortalece el revoque en las paredes del pozo y suspende los sólidos perforados. 2. Proporciona estabilidad en las formaciones no consolidadas y desmoronables

.  EXTENDEDOR DE BENTONITA: Como control de la reologia, también se usan polímeros floculantes que permiten extender las propiedades de la bentonita y también flocular selectivamente los sólidos perforados.

 SODA CAUSTICA O POTASA CAUSTICA: adquiere alta viscosidad debido al poder que tiene la soda caustica que es la de dispersar a la arcilla en medio acuoso, este proceso hace que se entrampe mayor cantidad de agua entre las placas de arcillas aumentando de esa manera la viscosidad. Lo que activa al lodo es la soda caustica, que es el Hidróxido de Sodio, que lo que hace subir el PH en mi lodo.

el Hidróxido es

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DIESEL: El gasóleo o diesel, también denominado gas oil, es un hidrocarburo líquido de densidad sobre 832 kg/m³ (0,832 g/cm³), compuesto fundamentalmente por parafinas y utilizado principalmente como combustible en calefacción y en motores diésel.

4. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN USADOS.  REOMETRO: Es un instrumento de laboratorio que se usa para medir la forma en que fluye un Lodo, mezcla o suspensión bajo la acción de fuerzas externas. Se emplea para los fluidos que no puedan definirse por el valor de viscosidad y por lo tanto requieren más parámetros que los que puede proporcionar el viscosímetro.

Palanca posicionadora de velocidades Cilindro giratorio Soporte para el vaso contenedor

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 BALANZA ANALÍTICA: Es un instrumento, el cual nos permite medir masas mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre dos pesos, gracias al género de brazos iguales.

 BALANZA PARA LODOS: Se utiliza en la determinación de la densidad. Mide los valores en las unidades como en: Gramos por Centímetro Cubico (gr/cc), Libras por Galón (LPG-PPG), Libras por Pie Cubico (PCF) y PSI/1000Ft. Nivel burbuja

Tapa con orificio central Copa receptora

Punto de apoyo de la balanza

Curso deslizable

Brazo con escala

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 PIPETA: Son instrumentos de vidrio que se usan para medir los líquidos exactitud. Vienen en medidas de: 1ml, 2ml, 5ml y 10ml.

con mayor

 AGITADOR: Es un instrumento eléctrico utilizado para mezclar los componentes químicos para la preparación de fluidos de perforación, simulando a la vez el efecto produce la agitación generada por la herramienta de perforación sobre el lodo en el pozo. Las partes generales que constituyen un agitador de laboratorio, son: - Vaso metálico.- donde se coloca la muestra de fluido hacer agitado. - Soporte del vaso.- Donde se pone el vaso para ser agitado durante algún tiempo. - Botón de encendido.- Que se activa automáticamente cuando se coloca el vaso sobre el soporte. - Ganchos agitadores.- Que giran por la acción de un motor eléctrico para agitar el fluido del vaso, simulando la rotación de la herramienta de perforación del pozo.

 INDICADOR DE PH, PAPEL TORNASOL: Un papel pH es un indicador del pH más barato, pero es más inexacto. Por eso se dice que este método es semicuantitativo, porque solo muestra algo cercano a lo que es el pH de un disolución según una tabla de colores que cambia más al rosado cuando es ácido y más al azul cuando es básico.

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 CAPSULA: Es un material de laboratorio, compuesta de porcelana, que se utiliza para la separación de mezclas, por evaporación y para someter al calor ciertas sustancias que requieren de elevadas temperaturas.  VASO CONTENEDOR: Es un recipiente que tiene la capacidad de almacenar cualquier tipo de fluido, en este caso de la experiencia LODO.

 PROBETA: Instrumento de laboratorio de vidrio, se emplea para medir el volumen de los líquidos.

 ESPÁTULA: Instrumento de laboratorio que sirve para sacar las sustancias solidas de los recipientes que las contienen. 5. PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DEL LODO.  Pesar cierta cantidad “X” de bentonita a la balanza de lodos para sacar la medida adecuada en la preparación de lodos .  Agitar el agua, previamente mientras esta en movimiento se le va agregando de manera lenta y suave los gramos de bentonita hasta obtener el lodo deseado.  Conocer qué tipo de PH tiene el lodo.  Densidad del lodo  Determinar las propiedades reologicas de nuestro lodo  Se coloca nuevamente al agitador

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 Se va agregando Extendedor de Bentonita y soda caústica de (0.5ml - 1ml) hasta obtener un PH de (8,5-9,5) y se lo agita por unos 2 min  Se determina Densidad, PH, Propiedades reológicas.

EN EL CAMPO

EN LAB.

1 lb

1 gr

1 Bbl

350 cc

Relacion:

m𝐵 = 22,86 gr 𝑑𝑒 masa 𝐵𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑖𝑡𝑎 que debo agregar para preparar mi lodo -Utilizamos 400 cc de agua de esos 400 cc el 50 cc me va compensar la pérdida de lodo en los travasos que se realizan. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL DIESEL PROCEDIMIENTO 

Verificamos que la balanza este limpia y bien calibrada. La calibración de la balanza se hace con agua a 20 °C cuyo valor debe ser 1 gr/cc o 8.33 LPG



Se llena la copa de fluido teniendo mucho cuidado de no entrampar aire.



Se coloca la tapa lentamente verificando que el DIESEL y el aire salga por el orificio central de la tapa



Se lava y se seca la balanza.



Colocar la balanza sobre el pedestal de balanceo hasta que la burbuja quede en el centro del visor



Se procede a la lectura de la densidad, según la escala escogida



Como resultado obtuvimos 0.84 gr/cc.

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6.-- DESARROLLO DE LA PRÁCTICA EXPERIENCIA N°1 PROCEDIMENTO DE PREPARACION DEL LODO BENTONITICO.

Primeramente medimos 400cc de agua y le agregamos al vaso metálico del agitador, la dejamos en la maquina agitadora.

Pesamos 22,86.gr de Bentonita en la Balanza y la vertimos en el Vaso Metálico mientras este se agita

Agregamos:  22, 86 gr de bentonita.  0.75 ml de extendedor de bentonita.  0,75 ml de soda caustica. De manera que tiene que ser agitado durante 10 minutos para ser homogenizado.

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DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL LODO PROCEDIMIENTO 

Verificamos que la balanza este limpia y bien calibrada. La calibración de la balanza se hace con agua a 20 °C cuyo valor debe ser 1 gr/cc o 8.33 LPG



Se llena la copa de fluido teniendo mucho cuidado de no entrampar aire.



Se coloca la tapa lentamente verificando que el lodo y el aire salga por el orificio central de la tapa



Se lava y se seca la balanza.



Colocar la balanza sobre el pedestal de balanceo hasta que la burbuja quede en el centro del visor



Se procede a la lectura de la densidad, según la escala escogida



Como resultado obtuvimos 1.03 gr/cc.

DETERMINAR EL PH DEL LODO PH DEL LODO BENTONITICO 

EL PH de nuestro lodo fue (PH=9). Es decir que Nuestro lodo tiene mayor grado de Basicidad

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DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD PLASTICA, PUNTO CEDENTE Y GEL DEL LODO BENTONÍTICO Hecho esto procedemos a calcular la reología del Lodo con el reómetro.     

:

Primeramente en el reómetro homogeneizar el lodo. Hacemos la lectura L600 Luego realizamos la lectura L300 Gel agitamos el lodo en velocidad variable en el reómetro. Se deja quieto por 10 seg. Luego se hace girar la perilla ¼, se toma el máximo valor de la deflexión del dial. Después determinamos las propiedades reológicas como es la Viscosidad plástica y el punto de cadencia. Vp(cps)=L600-L300

Pc = L300- Vp(cps)

DATOS OBTENIDOS: Alumnos

L600

L300

Vp

Pc

Gel

(Lb/100pie²)

(Lb/100pie²)

(cps)

(Lb/100pie²)

Inicial

PEÑA

19

14

5

9

12

SILES

19

15

4

11

12

TICONA

19

16

3

13

12

BUSTAMANTE

18

15

3

12

12

MURUCHI

19

16

3

13

12

PH

Densidad (gr/cc)

9

1.03 gr/cc

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EXPERIENCIA N°2 DILUCIÓN CON DIESEL Para mi lodo anterior agregue 400 cc de agua por lo cual debemos calcular el volumen de agua y diésel que debo agregar a mi lodo para la dilución

PARA MI VOLUMEN DE DIESEL

Volumen de lodo =400 cc Volumen de Diesel

100 % 10%

Volumen de Diesel = 40 cc de Diesel que voy agregar para diluir

.Medir el PH, VP y PC.   

Después de haber calculado las propiedades del lodo anterior, procedemos a medir 400 cc del lodo que está preparado. A este lodo lo ponemos al agitador donde le agregamos 40 ml de diésel. Entonces dejamos que el el lodo se agite durante 5 min.

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Luego medimos el pH del nuevo lodo diluido diesel, para lo cual usamos un papel tornasol. En la práctica se obtuvo un dato. 𝒑𝑯 = 𝟖

LUEGO PROCEDEMOS A MEDIR LA DENSIDAD DEL LODO DILUIDO CON DIESEL

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DATOS OBTENIDOS AL REALIZAR MI DILUCIÓN CON DIESEL: L600

L300

Vp

Pc

Gel

(Lb/100pie²)

(Lb/100pie²)

(cps)

(Lb/100pie²)

Inicial

BUSTAMANTE

27

19

8

11

13

SILES

26

19

7

12

13

DELGADILLO

26

20

6

14

15

Alumnos

Densidad

PH

(gr/cc)

8 SOTO

25

19

6

13

15

MURUCHI

26

19

7

12

15

1.018

PREGUNTAS.1.- ¿Cuál es la función principal del Diesel? El diesel es un surfactante, emulsionante que permite conseguir o mantener una emulsión

2.- ¿Cuál es la densidad del diesel en gr/cc, lb/gal, lb/pie3? gr/cc

lb/gal

lb/pie3

0.84

6.99

293.88

3.- que pasa al agregar diesel al lodo base agua con la VP, PC. Los geles que pasa con el filtrado y ph? justifique  Hubo un descenso de la densidad de 1.03gr/cc a 1,015gr/cc debido a que el diesel tiene una gravedad específica menor a la del lodo y hará disminuir su densidad hasta un punto de equilibrio entre ambas.  La VP aumentó debido a que el diesel no se mezcla con el agua formándose emulsiones en el lodo que actúan como sólidos y por ende aumenta la viscosidad plástica además que el agua agregada hidrata la arcilla y produce un aumento de la viscosidad del sistema debido a la disminución del agua libre.

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 El PC aumentó al agregar diesel debido al aumento de la VP.  Luego de agregar diesel el PH este se mantuvo, debería bajar pero debido a que el lodo tenia soda caustica se controló el pH.  El gel disminuye debido a que se está realizando una dilución el % de sólidos disminuyen por un incremento del % volumétrico de la fase liquida, esto a su vez, dispersa a los sólidos habiendo una menor interacción mecánica y electrónica entre dichas partículas.

4.- Se tienen 1000bbl de lodo de densidad inicial 1.03gr/cc cuantos barriles de diesel debo agregar para bajar la densidad del lodo a 1.01gr/cc. DATOS:

𝑉𝑖=1000 (𝑏𝑏𝑙)

𝑉𝐼 ∗ 𝛿𝐼 + 𝑉𝐷 ∗ 𝐺𝑆𝐷 = 𝑉𝐹 ∗ 𝛿𝐹

𝛿𝑖 = 1.03(𝑔𝑟/𝑐𝑐)

𝑉𝐼 + 𝑉𝐷 = 𝑉𝐹

𝛿𝑓 = 1.01(𝑔𝑟/𝑐𝑐)

2 en 1 𝑉𝐼 ∗ 𝛿𝐼 + 𝑉𝐷 ∗ 𝐺𝑆𝐷 = 𝑉1 ∗ 𝛿𝐼 + 𝑉𝐷 ∗ 𝛿𝐹 𝑉𝐷 ∗ (𝐺𝑆𝐷 − 𝛿𝐹 ) = 𝑉𝐼 ∗ (𝛿𝐹 − 𝛿𝐼 )

𝑉𝐷 = 𝑉𝐷 =

𝑉𝐼 ∗(𝛿𝐹 −𝛿𝐼 ) 𝐺𝑆𝐷 −𝛿𝐹 1000𝑏𝑏𝑙∗(1.01 𝑔𝑟/𝑐𝑐−1.03𝑔𝑟/𝑐𝑐) (0.84−1.01𝑔𝑟/𝑐𝑐)

𝑉𝐷 = 117.7 𝑏𝑏𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 5.- que pasa con él % de solido al hacer dilución con diesel. Qué pasa con la gravedad especifica de los sólidos? El% de sólidos disminuye al aumentar la cantidad de diesel en el lodo, ya que él % volumétrico de sólidos disminuye por un incremento del porcentaje volumétrico de la fase liquida. A su vez, el filtrado aumenta debido a que la dilución reduce la viscosidad por lo que el lodo fluye más fácilmente y puede filtrarse de esta forma mejor el agua de la formación.

OBSERVACION. 

Se observo la disminución del PH. y el incremento en las propiedades de viscosidad platica, punto cedente y geles. se observa la disminución de la densidad de nuestro lodo

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CONCLUSIONES.A través de la experiencia se llegó a determinar las diferentes propiedades de lodo usando los materiales de laboratorio. Se logró hacer bajar la densidad del lodo que teníamos al inicio de 1,03 gr/cc y al diluirlo con diesel y aceite obtuvimos una densidad de 1,015 gr/cc . Concluyendo con la experiencia decimos que podemos aplicar aceite a un lodo para aumentar la vida de la herramienta, la velocidad de perforación, aumentar la viscosidad .etc