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SPE Production Engineering
SPE Reservoir Engineering
Estroncio
Titan io
Fosfato tetras6dico
Universidad Industrial de Santander
United States
United States of America
Velocidad piessegundo
Porcentaje en volumen de material densificante
Velocidad critica
Velocidad critica en el anular
Velocidad critica minima
Porcentaje en volumen de s6lidos de baja gravedad
Velocidad maxima
Porcentaje en volumen de ace ite
Volumen
Velocidad puntual real
Porcentaje en volumen de s61idos totales
Porcentaje en volumen de s61idos suspendidos
Porcentaje en volumen de agua
Xanthomas campestris productor de la goma
XANTHAN 0 polimero XC
Viscosidad centipoises (0 01 grm( cm-seg))
Viscosidad efectiva
Viscosidad efectiva en el anular
xiii
c
PRESENTACIOJV
La aqlli escri lo esfrulo de lradllccones reflexiones discusiones y lrabajo en laborarono efecluados para la investigacion Usa de maleriales pofimericos prodllcidos a comercializados en Colomba en perforacion de paws de gas u aceire yen mi praclica docenle de varIOS anas
He creido pertinenle Ilamar Lecillras a esle lexlo porque 10 que en el aparece es 5010 e50 lecillras - inlerprelaciones personales - de escri losyexperiencias pOl ello 5e adjllnlan las reerencias correspondienles para facifi lar a los lecrores porenciales de es las lin eas el cOlcrlas y nlilrirnos con S liS cusejos argllmel1los e Inlerprelaciones propias
En las secciones uno a walro se halan elemenlos -definiciunes pruebas composiciones ) tipos de lodos- necesarios para una comprension meor del resro del rexlo especialmente en 10 referenle al impaclo ambienlal de los lodos (seccion cinco) ya las dos principales vias emprendidas para miligarlomiddot 10 s lstirlcion de componenles loxicos y la disminllcion del volumen de desechos de las operaciones de peroracion pound1 escri lo se complemenla can una introduccion al rrabajo con modelos reologicos ) Sli aphcac on en calculos de peloracon (seccion seis) Ningllno de los aparles debe ser considerado como rer(o g llia (no deseo qlle mis aillmnos Ie den lal caracler) pero ellos plleden selir a los esludiosos de los lodos de perforacon - y de 0511 impaclo ambental - para confrontar conocimienlOs y relroalimenlar al au luI
Se agradece la a)lIda recibida de G Salazar C DIIlangu J Machado M Salawl y S Gomez sus con lribll ciones fllelon mil) imporlan les para una orgamzacion meJor de esle rabajo
M Sierra
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE
PERFORACION
SECCION 11
1 DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORACION
Segun API1 un fluido de perforacion es aquel empleado en la perfo racion rotatoria para desempenar funci ones especi ficas durante dicha operacion EI termino fluido incluye a liquidos gases 0 mezclas de estos(Figura 1) Un fluido de perforacion que es fundamentalmente liquido se denomina lodo de perforacion y comunmente puede estar constituido por una mezcla de agua (0 petroleo 0 una emulsion de agua y de petroleo) alguna arcilia (viscosificante y reductor natural de filtrado) y otros aditivos quimicos
La perforacion rotatoria de pozos de petroleo gas 0 agua se caracteriza ademas de la rotacion de una sarta de tubos y broca contra el suelo por la utilizacion de un lodo que bombeado desde superficie puede moverse hacia las formaciones perforadas pasando por el interior de la sarta y retornando a superficie por el anular entre las paredes externas de la sarta y el hoyo perforado (circulacion directa) En superficie y antes de ser nueva mente en viado al hoyo tal fluido es tratado con metod os tisicos y quimicos para mantener sus propiedades y garantizar el cumplimiento de sus funciones Estas funciones deben ser desempenadas con los menores efectos negativos posibles sobre el ambiente (aire agua tierras) las formaciones perforadas la sarta las bombas el fluido mismo las acti vidades involucradas en la perforacion y las operaciones posteriores a esta y relacionadas con la explotacion de hidrocarburos 0 agua
Para IMC02 ocho son las funciones principales de un lodo de perforacion
Transporte de derrumbes y recortes de las formac iones perfo radas
Los derrumbes y recortes son mas densos que ellodo de perforacion y al tiempo que son levantados por el fluido en movimiento en el anula r (suponiendo circulacion directa) tienden a depositarse en el fondo del hoyo debido a la fuerza de gravedad
La velocidad de caida de estas particulas dentro dellodo depende principalmente de su tamano forma y densidad asi como de la densidad y viscosidad dellodo
Supuesta la circulacion directa ellodo en el anular se mueve hacia arriba y la rata ala cuallevanta los derrumbes y recortes de formacion se calcula como la diferencia entre la velocidad de circulacion del lodo en el anular y la velocidad de caida de las particulas Si un lodo de perforacion no transporta con eficiencia los derrumbes y recortes hacia superficie estos se acumularan en el anular incrementaran preslones como las de torque e hidrostatica y podrian ocasionar la pega de la sarta de perforacion disminucion de la rata de penetracion y perdidas de circulacion (perdidas hacia las formaciones perforadas de grandes volumenes de lodo) entre otros problemas
Suspension de derrumbes y recortes de formacion cuando se detiene la perforacion
Si el lodo de perforacion no esta en movimiento debe tener la capacidad de adquirir una estructura gelatinosa para evitar que se depositen en el fondo del hoyo los derrumbes y recortes que transporta Obviamente debera recuperar su fluidez cuando la circulacion sea restaurada
JErX ICIO r FUNCIOES PRJXCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 19
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FLUIDOS DE PERFORACION
~ Lodos I Fluidos Neumaticos Il Mezcla de Liquidos y Gas es 1shy
(Liqui dos ) I (Gases)I I tI
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IAi re ados Espumas (Mayo rmente Liquidos) (Mayormente Gases) + ~I I aire II Gas Natural I
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(Iodos cuya fase continua bull t es material sintetico ) k Norm ales )11 Normales )1
Aceite en Agua) (Aceite en Agua) shy
I~ No Dispersos I 1 laquoDe Aceite)) crudo 0 diesell como fase continua Ca lcicos H I
~ Dispe rsos I --~ t bull - Segunda Genera ci6n
H BaJos en S61idos 1 1 Primera Generaci6n
(basados en olefina Isomerizada (basados en ester polialfaolefina parafina alfaolefina y alqUlImiddotbencen o y eter princ ipalmente) H Saturados con Sal r lineales)
Lodos con materiales polimericos H I
iLOdOS propuestos como alternativas a los Fluidos Neumaticos y a las
mezclas de liquidos y gases
FIGURA 1 Tipos de Fluidos de Perforaci6n
Control de presiones del subsuelo
En el subsuelo pueden ser encontrados agua gas 0 petroleo sometidos a presiones altas que deben ser controladas para evitar el movimiento violento de tales f1uidos (desde las formaciones que los albergan) hacia el hoyo y a traves de este hacia la superficie Dicho control se logra ejerciendo presion hidrostatica suficiente en el anular presion que es directamente proporcional a la densidad y altura de la columna de lodo en el hoyo
Lubricacion y enfriamiento de la broca y la sarta de perforacion
EI deposito (formando una capa delgada) de las particulas constituyentes del lodo sobre las paredes del hoyo y la facilidad con la cual se deslizan una sobre otra dichas particulas disminuyen la fricci6n y la abrasion sufridas por la sarta y la broca durante la perforacion y confieren a las particulas y al lodo todo el caracter de lubricante De esta manera el lodo contribuye a aumentar la vida util de la sarta y de la broca y disminuye la presion de bombeo entre otros beneficios para las operaciones de perforacion Algunas veces se agregan allodo materiales especiales (ver la seccion 3) para mejorar sus propiedades lubricantes
Ademas durante su circulacion ellodo debe absorber y disipar el calor generado en la perforacion cuando la broca barrena el subsuelo y cuando la sarta gira contra las paredes del hoyo
Soporte de las paredes del hoyo
A medida que avanza la perforacion y antes de ser revestidas con tuberia las formaciones del subsuelo involucradas pierden soporte lateral y pueden derrumbarse EI lodo debera compensar tal perdida de soporte as si las formaciones son consolidadas (el gran ito seria un ejemplo extremo) el lodo no tendril mayo res exigencias si las formaciones son medianamente consolidadas (Iutitas por ejemplo) el soporte necesario puede ser suministrado con una densidad adecuada del lodo si las formaciones son poco consolidadas (arena por ejemplo) ellodo debera presentar ademas de densidad suficiente la habilldad de formar con sus particulas y sobre las paredes del hoyo una cap a del gada y firme denominada torta 0 costra
I Suspension de la sarta de perforacion y de tuberias de revestimiento
Los grandes pesos (a veces mas de 200 toneladas) de la sarta de perforacion y de las tuberias de revestimiento que deben ser soportados por la torre de perforacion son aliviados por el empuje ascendente dellodo cuando tales sartas son introducidas en el
Servir de medio apropiado para las operaciones de registro electrico
Para la mayoria de los registros electricos efectuados para la evaluacion de las formaciones perforadas es de gran utilidad un lodo de perforacion electricamente conductor con propiedades electricas diferentes de los fluidos contenidos por las formaciones que no cause erosion fisica ni quimica en las paredes del hoyo y que no penetre profunda mente las formaciones perforadas
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 21
22
Transmisi6n de fuerza hidraulica
A medida que avanza una perforaci6n el lodo es expulsado velozmente por las boquillas de la broca de modo que mantenga libre de recortes las cercanias de la broca para que esta no los re-muela Tal acci6n de la fuerza hidraulica del lad a mejora entonces la eficiencia de la perforaci6n al evitar el desgaste de la broca y la disminuci6n que se presentaria en la rata de penetraci6n debidos al re-molido de los recortes
En casas tales como la perforaci6n direccional la fuerza hidraulica del lodo puede tambien utilizarse para accionar un motor que hace girar una broca conectada directamente a el
LECTURAS SOBRE WDOS DE PER FORA CION
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
PRUEBAS FUNDAMEN TALES poundIV LODOS DE PERFORACION 25
26
DRILLIN G M UD REPORT NO
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FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
- - - -
numero 12
- - -
LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
PRESENTACIOJV
La aqlli escri lo esfrulo de lradllccones reflexiones discusiones y lrabajo en laborarono efecluados para la investigacion Usa de maleriales pofimericos prodllcidos a comercializados en Colomba en perforacion de paws de gas u aceire yen mi praclica docenle de varIOS anas
He creido pertinenle Ilamar Lecillras a esle lexlo porque 10 que en el aparece es 5010 e50 lecillras - inlerprelaciones personales - de escri losyexperiencias pOl ello 5e adjllnlan las reerencias correspondienles para facifi lar a los lecrores porenciales de es las lin eas el cOlcrlas y nlilrirnos con S liS cusejos argllmel1los e Inlerprelaciones propias
En las secciones uno a walro se halan elemenlos -definiciunes pruebas composiciones ) tipos de lodos- necesarios para una comprension meor del resro del rexlo especialmente en 10 referenle al impaclo ambienlal de los lodos (seccion cinco) ya las dos principales vias emprendidas para miligarlomiddot 10 s lstirlcion de componenles loxicos y la disminllcion del volumen de desechos de las operaciones de peroracion pound1 escri lo se complemenla can una introduccion al rrabajo con modelos reologicos ) Sli aphcac on en calculos de peloracon (seccion seis) Ningllno de los aparles debe ser considerado como rer(o g llia (no deseo qlle mis aillmnos Ie den lal caracler) pero ellos plleden selir a los esludiosos de los lodos de perforacon - y de 0511 impaclo ambental - para confrontar conocimienlOs y relroalimenlar al au luI
Se agradece la a)lIda recibida de G Salazar C DIIlangu J Machado M Salawl y S Gomez sus con lribll ciones fllelon mil) imporlan les para una orgamzacion meJor de esle rabajo
M Sierra
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE
PERFORACION
SECCION 11
1 DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORACION
Segun API1 un fluido de perforacion es aquel empleado en la perfo racion rotatoria para desempenar funci ones especi ficas durante dicha operacion EI termino fluido incluye a liquidos gases 0 mezclas de estos(Figura 1) Un fluido de perforacion que es fundamentalmente liquido se denomina lodo de perforacion y comunmente puede estar constituido por una mezcla de agua (0 petroleo 0 una emulsion de agua y de petroleo) alguna arcilia (viscosificante y reductor natural de filtrado) y otros aditivos quimicos
La perforacion rotatoria de pozos de petroleo gas 0 agua se caracteriza ademas de la rotacion de una sarta de tubos y broca contra el suelo por la utilizacion de un lodo que bombeado desde superficie puede moverse hacia las formaciones perforadas pasando por el interior de la sarta y retornando a superficie por el anular entre las paredes externas de la sarta y el hoyo perforado (circulacion directa) En superficie y antes de ser nueva mente en viado al hoyo tal fluido es tratado con metod os tisicos y quimicos para mantener sus propiedades y garantizar el cumplimiento de sus funciones Estas funciones deben ser desempenadas con los menores efectos negativos posibles sobre el ambiente (aire agua tierras) las formaciones perforadas la sarta las bombas el fluido mismo las acti vidades involucradas en la perforacion y las operaciones posteriores a esta y relacionadas con la explotacion de hidrocarburos 0 agua
Para IMC02 ocho son las funciones principales de un lodo de perforacion
Transporte de derrumbes y recortes de las formac iones perfo radas
Los derrumbes y recortes son mas densos que ellodo de perforacion y al tiempo que son levantados por el fluido en movimiento en el anula r (suponiendo circulacion directa) tienden a depositarse en el fondo del hoyo debido a la fuerza de gravedad
La velocidad de caida de estas particulas dentro dellodo depende principalmente de su tamano forma y densidad asi como de la densidad y viscosidad dellodo
Supuesta la circulacion directa ellodo en el anular se mueve hacia arriba y la rata ala cuallevanta los derrumbes y recortes de formacion se calcula como la diferencia entre la velocidad de circulacion del lodo en el anular y la velocidad de caida de las particulas Si un lodo de perforacion no transporta con eficiencia los derrumbes y recortes hacia superficie estos se acumularan en el anular incrementaran preslones como las de torque e hidrostatica y podrian ocasionar la pega de la sarta de perforacion disminucion de la rata de penetracion y perdidas de circulacion (perdidas hacia las formaciones perforadas de grandes volumenes de lodo) entre otros problemas
Suspension de derrumbes y recortes de formacion cuando se detiene la perforacion
Si el lodo de perforacion no esta en movimiento debe tener la capacidad de adquirir una estructura gelatinosa para evitar que se depositen en el fondo del hoyo los derrumbes y recortes que transporta Obviamente debera recuperar su fluidez cuando la circulacion sea restaurada
JErX ICIO r FUNCIOES PRJXCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 19
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8 tr1
~ sect 8 ~ 1l
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FLUIDOS DE PERFORACION
~ Lodos I Fluidos Neumaticos Il Mezcla de Liquidos y Gas es 1shy
(Liqui dos ) I (Gases)I I tI
t I t
IAi re ados Espumas (Mayo rmente Liquidos) (Mayormente Gases) + ~I I aire II Gas Natural I
t ~ t ~ Lodos Base Agua Emulsiones Lodos Base Aceite I Lodos basados en laquoseudoaceltes))
(Iodos cuya fase continua bull t es material sintetico ) k Norm ales )11 Normales )1
Aceite en Agua) (Aceite en Agua) shy
I~ No Dispersos I 1 laquoDe Aceite)) crudo 0 diesell como fase continua Ca lcicos H I
~ Dispe rsos I --~ t bull - Segunda Genera ci6n
H BaJos en S61idos 1 1 Primera Generaci6n
(basados en olefina Isomerizada (basados en ester polialfaolefina parafina alfaolefina y alqUlImiddotbencen o y eter princ ipalmente) H Saturados con Sal r lineales)
Lodos con materiales polimericos H I
iLOdOS propuestos como alternativas a los Fluidos Neumaticos y a las
mezclas de liquidos y gases
FIGURA 1 Tipos de Fluidos de Perforaci6n
Control de presiones del subsuelo
En el subsuelo pueden ser encontrados agua gas 0 petroleo sometidos a presiones altas que deben ser controladas para evitar el movimiento violento de tales f1uidos (desde las formaciones que los albergan) hacia el hoyo y a traves de este hacia la superficie Dicho control se logra ejerciendo presion hidrostatica suficiente en el anular presion que es directamente proporcional a la densidad y altura de la columna de lodo en el hoyo
Lubricacion y enfriamiento de la broca y la sarta de perforacion
EI deposito (formando una capa delgada) de las particulas constituyentes del lodo sobre las paredes del hoyo y la facilidad con la cual se deslizan una sobre otra dichas particulas disminuyen la fricci6n y la abrasion sufridas por la sarta y la broca durante la perforacion y confieren a las particulas y al lodo todo el caracter de lubricante De esta manera el lodo contribuye a aumentar la vida util de la sarta y de la broca y disminuye la presion de bombeo entre otros beneficios para las operaciones de perforacion Algunas veces se agregan allodo materiales especiales (ver la seccion 3) para mejorar sus propiedades lubricantes
Ademas durante su circulacion ellodo debe absorber y disipar el calor generado en la perforacion cuando la broca barrena el subsuelo y cuando la sarta gira contra las paredes del hoyo
Soporte de las paredes del hoyo
A medida que avanza la perforacion y antes de ser revestidas con tuberia las formaciones del subsuelo involucradas pierden soporte lateral y pueden derrumbarse EI lodo debera compensar tal perdida de soporte as si las formaciones son consolidadas (el gran ito seria un ejemplo extremo) el lodo no tendril mayo res exigencias si las formaciones son medianamente consolidadas (Iutitas por ejemplo) el soporte necesario puede ser suministrado con una densidad adecuada del lodo si las formaciones son poco consolidadas (arena por ejemplo) ellodo debera presentar ademas de densidad suficiente la habilldad de formar con sus particulas y sobre las paredes del hoyo una cap a del gada y firme denominada torta 0 costra
I Suspension de la sarta de perforacion y de tuberias de revestimiento
Los grandes pesos (a veces mas de 200 toneladas) de la sarta de perforacion y de las tuberias de revestimiento que deben ser soportados por la torre de perforacion son aliviados por el empuje ascendente dellodo cuando tales sartas son introducidas en el
Servir de medio apropiado para las operaciones de registro electrico
Para la mayoria de los registros electricos efectuados para la evaluacion de las formaciones perforadas es de gran utilidad un lodo de perforacion electricamente conductor con propiedades electricas diferentes de los fluidos contenidos por las formaciones que no cause erosion fisica ni quimica en las paredes del hoyo y que no penetre profunda mente las formaciones perforadas
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 21
22
Transmisi6n de fuerza hidraulica
A medida que avanza una perforaci6n el lodo es expulsado velozmente por las boquillas de la broca de modo que mantenga libre de recortes las cercanias de la broca para que esta no los re-muela Tal acci6n de la fuerza hidraulica del lad a mejora entonces la eficiencia de la perforaci6n al evitar el desgaste de la broca y la disminuci6n que se presentaria en la rata de penetraci6n debidos al re-molido de los recortes
En casas tales como la perforaci6n direccional la fuerza hidraulica del lodo puede tambien utilizarse para accionar un motor que hace girar una broca conectada directamente a el
LECTURAS SOBRE WDOS DE PER FORA CION
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
PRUEBAS FUNDAMEN TALES poundIV LODOS DE PERFORACION 25
26
DRILLIN G M UD REPORT NO
DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
I
CONT RA CTORroPE R ~TOR R IG N O
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FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
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Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
- - - -
numero 12
- - -
LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE
PERFORACION
SECCION 11
1 DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORACION
Segun API1 un fluido de perforacion es aquel empleado en la perfo racion rotatoria para desempenar funci ones especi ficas durante dicha operacion EI termino fluido incluye a liquidos gases 0 mezclas de estos(Figura 1) Un fluido de perforacion que es fundamentalmente liquido se denomina lodo de perforacion y comunmente puede estar constituido por una mezcla de agua (0 petroleo 0 una emulsion de agua y de petroleo) alguna arcilia (viscosificante y reductor natural de filtrado) y otros aditivos quimicos
La perforacion rotatoria de pozos de petroleo gas 0 agua se caracteriza ademas de la rotacion de una sarta de tubos y broca contra el suelo por la utilizacion de un lodo que bombeado desde superficie puede moverse hacia las formaciones perforadas pasando por el interior de la sarta y retornando a superficie por el anular entre las paredes externas de la sarta y el hoyo perforado (circulacion directa) En superficie y antes de ser nueva mente en viado al hoyo tal fluido es tratado con metod os tisicos y quimicos para mantener sus propiedades y garantizar el cumplimiento de sus funciones Estas funciones deben ser desempenadas con los menores efectos negativos posibles sobre el ambiente (aire agua tierras) las formaciones perforadas la sarta las bombas el fluido mismo las acti vidades involucradas en la perforacion y las operaciones posteriores a esta y relacionadas con la explotacion de hidrocarburos 0 agua
Para IMC02 ocho son las funciones principales de un lodo de perforacion
Transporte de derrumbes y recortes de las formac iones perfo radas
Los derrumbes y recortes son mas densos que ellodo de perforacion y al tiempo que son levantados por el fluido en movimiento en el anula r (suponiendo circulacion directa) tienden a depositarse en el fondo del hoyo debido a la fuerza de gravedad
La velocidad de caida de estas particulas dentro dellodo depende principalmente de su tamano forma y densidad asi como de la densidad y viscosidad dellodo
Supuesta la circulacion directa ellodo en el anular se mueve hacia arriba y la rata ala cuallevanta los derrumbes y recortes de formacion se calcula como la diferencia entre la velocidad de circulacion del lodo en el anular y la velocidad de caida de las particulas Si un lodo de perforacion no transporta con eficiencia los derrumbes y recortes hacia superficie estos se acumularan en el anular incrementaran preslones como las de torque e hidrostatica y podrian ocasionar la pega de la sarta de perforacion disminucion de la rata de penetracion y perdidas de circulacion (perdidas hacia las formaciones perforadas de grandes volumenes de lodo) entre otros problemas
Suspension de derrumbes y recortes de formacion cuando se detiene la perforacion
Si el lodo de perforacion no esta en movimiento debe tener la capacidad de adquirir una estructura gelatinosa para evitar que se depositen en el fondo del hoyo los derrumbes y recortes que transporta Obviamente debera recuperar su fluidez cuando la circulacion sea restaurada
JErX ICIO r FUNCIOES PRJXCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 19
~
r n -J
~ VJ
8 tr1
~ sect 8 ~ 1l
~ C)
~ n 0 lt
FLUIDOS DE PERFORACION
~ Lodos I Fluidos Neumaticos Il Mezcla de Liquidos y Gas es 1shy
(Liqui dos ) I (Gases)I I tI
t I t
IAi re ados Espumas (Mayo rmente Liquidos) (Mayormente Gases) + ~I I aire II Gas Natural I
t ~ t ~ Lodos Base Agua Emulsiones Lodos Base Aceite I Lodos basados en laquoseudoaceltes))
(Iodos cuya fase continua bull t es material sintetico ) k Norm ales )11 Normales )1
Aceite en Agua) (Aceite en Agua) shy
I~ No Dispersos I 1 laquoDe Aceite)) crudo 0 diesell como fase continua Ca lcicos H I
~ Dispe rsos I --~ t bull - Segunda Genera ci6n
H BaJos en S61idos 1 1 Primera Generaci6n
(basados en olefina Isomerizada (basados en ester polialfaolefina parafina alfaolefina y alqUlImiddotbencen o y eter princ ipalmente) H Saturados con Sal r lineales)
Lodos con materiales polimericos H I
iLOdOS propuestos como alternativas a los Fluidos Neumaticos y a las
mezclas de liquidos y gases
FIGURA 1 Tipos de Fluidos de Perforaci6n
Control de presiones del subsuelo
En el subsuelo pueden ser encontrados agua gas 0 petroleo sometidos a presiones altas que deben ser controladas para evitar el movimiento violento de tales f1uidos (desde las formaciones que los albergan) hacia el hoyo y a traves de este hacia la superficie Dicho control se logra ejerciendo presion hidrostatica suficiente en el anular presion que es directamente proporcional a la densidad y altura de la columna de lodo en el hoyo
Lubricacion y enfriamiento de la broca y la sarta de perforacion
EI deposito (formando una capa delgada) de las particulas constituyentes del lodo sobre las paredes del hoyo y la facilidad con la cual se deslizan una sobre otra dichas particulas disminuyen la fricci6n y la abrasion sufridas por la sarta y la broca durante la perforacion y confieren a las particulas y al lodo todo el caracter de lubricante De esta manera el lodo contribuye a aumentar la vida util de la sarta y de la broca y disminuye la presion de bombeo entre otros beneficios para las operaciones de perforacion Algunas veces se agregan allodo materiales especiales (ver la seccion 3) para mejorar sus propiedades lubricantes
Ademas durante su circulacion ellodo debe absorber y disipar el calor generado en la perforacion cuando la broca barrena el subsuelo y cuando la sarta gira contra las paredes del hoyo
Soporte de las paredes del hoyo
A medida que avanza la perforacion y antes de ser revestidas con tuberia las formaciones del subsuelo involucradas pierden soporte lateral y pueden derrumbarse EI lodo debera compensar tal perdida de soporte as si las formaciones son consolidadas (el gran ito seria un ejemplo extremo) el lodo no tendril mayo res exigencias si las formaciones son medianamente consolidadas (Iutitas por ejemplo) el soporte necesario puede ser suministrado con una densidad adecuada del lodo si las formaciones son poco consolidadas (arena por ejemplo) ellodo debera presentar ademas de densidad suficiente la habilldad de formar con sus particulas y sobre las paredes del hoyo una cap a del gada y firme denominada torta 0 costra
I Suspension de la sarta de perforacion y de tuberias de revestimiento
Los grandes pesos (a veces mas de 200 toneladas) de la sarta de perforacion y de las tuberias de revestimiento que deben ser soportados por la torre de perforacion son aliviados por el empuje ascendente dellodo cuando tales sartas son introducidas en el
Servir de medio apropiado para las operaciones de registro electrico
Para la mayoria de los registros electricos efectuados para la evaluacion de las formaciones perforadas es de gran utilidad un lodo de perforacion electricamente conductor con propiedades electricas diferentes de los fluidos contenidos por las formaciones que no cause erosion fisica ni quimica en las paredes del hoyo y que no penetre profunda mente las formaciones perforadas
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 21
22
Transmisi6n de fuerza hidraulica
A medida que avanza una perforaci6n el lodo es expulsado velozmente por las boquillas de la broca de modo que mantenga libre de recortes las cercanias de la broca para que esta no los re-muela Tal acci6n de la fuerza hidraulica del lad a mejora entonces la eficiencia de la perforaci6n al evitar el desgaste de la broca y la disminuci6n que se presentaria en la rata de penetraci6n debidos al re-molido de los recortes
En casas tales como la perforaci6n direccional la fuerza hidraulica del lodo puede tambien utilizarse para accionar un motor que hace girar una broca conectada directamente a el
LECTURAS SOBRE WDOS DE PER FORA CION
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
PRUEBAS FUNDAMEN TALES poundIV LODOS DE PERFORACION 25
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DRILLIN G M UD REPORT NO
DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
I
CONT RA CTORroPE R ~TOR R IG N O
SECTtON TOWNSH IP AANGERE PORT FO R REPORT OR
FIELD OR BlOCI( NO COUN T PARIS H O R on 1ST AT E PROV INCEWEll NAME ANO NO tHORE AR EA
DRILLING ASS EMBL Y CASI NG MUD VO LUME (BBL ) C IRCU L A TION D ATA
9 1T SI ZE PUM P SIZE X IN ANNULAR v El I FT MIN)HOLE StJlU AC E TYPE JET SIZ E IP IT S SE T l- n OP oc
DR ilL PIPE TOTAL CIRCUL AT ING VOLUME elRCULA l iON
SIZ E
PJMP MAKE MODEl j ASSUMED t E NC TH INlERME OIAnY PE EH PRESSU RE P SI)
DRILL PIPE
SET n BI3V STK S T Ilt MI N BOTT O MS
S IIpound IN STORACE iEIGHTTYP E LEN Gl l-l IN TFRM [ orATE
UPMIN)
DRILL COLLAR SIZE
SET FT
TO TAL GlRe
SET rT MuD TyPE-- F N GTH ~OOUCTION OR LIN ER
TI Me I M IN)BBUMIN v A V lt(IN
MU D PRO PERT Y S PE C IFICA TIONS M UD PR OPERT IES
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Tunc S41 mpl T on
FI OWh ntl T tlmptH6 lu(o Of R ECOMM ENDED TOUR TRE A TMENT
D epth (11 1
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Fu n nol VI C~l ty IHCQI ) A P I Plull VSGQily cP g F
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G el SI enQlh (11)100 h ) 10 )0(110 m 1l O PTI O N AL F IUnle A Pl c m lJQ ml n l
API HTHP Flll rIII (cm) )O mon) of
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UQmiddotulO Conloni (J( Oy VOl) OIMI REMARKS Sana Con I Jnl ( lIy VOl)
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FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
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LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
1 DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORACION
Segun API1 un fluido de perforacion es aquel empleado en la perfo racion rotatoria para desempenar funci ones especi ficas durante dicha operacion EI termino fluido incluye a liquidos gases 0 mezclas de estos(Figura 1) Un fluido de perforacion que es fundamentalmente liquido se denomina lodo de perforacion y comunmente puede estar constituido por una mezcla de agua (0 petroleo 0 una emulsion de agua y de petroleo) alguna arcilia (viscosificante y reductor natural de filtrado) y otros aditivos quimicos
La perforacion rotatoria de pozos de petroleo gas 0 agua se caracteriza ademas de la rotacion de una sarta de tubos y broca contra el suelo por la utilizacion de un lodo que bombeado desde superficie puede moverse hacia las formaciones perforadas pasando por el interior de la sarta y retornando a superficie por el anular entre las paredes externas de la sarta y el hoyo perforado (circulacion directa) En superficie y antes de ser nueva mente en viado al hoyo tal fluido es tratado con metod os tisicos y quimicos para mantener sus propiedades y garantizar el cumplimiento de sus funciones Estas funciones deben ser desempenadas con los menores efectos negativos posibles sobre el ambiente (aire agua tierras) las formaciones perforadas la sarta las bombas el fluido mismo las acti vidades involucradas en la perforacion y las operaciones posteriores a esta y relacionadas con la explotacion de hidrocarburos 0 agua
Para IMC02 ocho son las funciones principales de un lodo de perforacion
Transporte de derrumbes y recortes de las formac iones perfo radas
Los derrumbes y recortes son mas densos que ellodo de perforacion y al tiempo que son levantados por el fluido en movimiento en el anula r (suponiendo circulacion directa) tienden a depositarse en el fondo del hoyo debido a la fuerza de gravedad
La velocidad de caida de estas particulas dentro dellodo depende principalmente de su tamano forma y densidad asi como de la densidad y viscosidad dellodo
Supuesta la circulacion directa ellodo en el anular se mueve hacia arriba y la rata ala cuallevanta los derrumbes y recortes de formacion se calcula como la diferencia entre la velocidad de circulacion del lodo en el anular y la velocidad de caida de las particulas Si un lodo de perforacion no transporta con eficiencia los derrumbes y recortes hacia superficie estos se acumularan en el anular incrementaran preslones como las de torque e hidrostatica y podrian ocasionar la pega de la sarta de perforacion disminucion de la rata de penetracion y perdidas de circulacion (perdidas hacia las formaciones perforadas de grandes volumenes de lodo) entre otros problemas
Suspension de derrumbes y recortes de formacion cuando se detiene la perforacion
Si el lodo de perforacion no esta en movimiento debe tener la capacidad de adquirir una estructura gelatinosa para evitar que se depositen en el fondo del hoyo los derrumbes y recortes que transporta Obviamente debera recuperar su fluidez cuando la circulacion sea restaurada
JErX ICIO r FUNCIOES PRJXCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 19
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r n -J
~ VJ
8 tr1
~ sect 8 ~ 1l
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FLUIDOS DE PERFORACION
~ Lodos I Fluidos Neumaticos Il Mezcla de Liquidos y Gas es 1shy
(Liqui dos ) I (Gases)I I tI
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IAi re ados Espumas (Mayo rmente Liquidos) (Mayormente Gases) + ~I I aire II Gas Natural I
t ~ t ~ Lodos Base Agua Emulsiones Lodos Base Aceite I Lodos basados en laquoseudoaceltes))
(Iodos cuya fase continua bull t es material sintetico ) k Norm ales )11 Normales )1
Aceite en Agua) (Aceite en Agua) shy
I~ No Dispersos I 1 laquoDe Aceite)) crudo 0 diesell como fase continua Ca lcicos H I
~ Dispe rsos I --~ t bull - Segunda Genera ci6n
H BaJos en S61idos 1 1 Primera Generaci6n
(basados en olefina Isomerizada (basados en ester polialfaolefina parafina alfaolefina y alqUlImiddotbencen o y eter princ ipalmente) H Saturados con Sal r lineales)
Lodos con materiales polimericos H I
iLOdOS propuestos como alternativas a los Fluidos Neumaticos y a las
mezclas de liquidos y gases
FIGURA 1 Tipos de Fluidos de Perforaci6n
Control de presiones del subsuelo
En el subsuelo pueden ser encontrados agua gas 0 petroleo sometidos a presiones altas que deben ser controladas para evitar el movimiento violento de tales f1uidos (desde las formaciones que los albergan) hacia el hoyo y a traves de este hacia la superficie Dicho control se logra ejerciendo presion hidrostatica suficiente en el anular presion que es directamente proporcional a la densidad y altura de la columna de lodo en el hoyo
Lubricacion y enfriamiento de la broca y la sarta de perforacion
EI deposito (formando una capa delgada) de las particulas constituyentes del lodo sobre las paredes del hoyo y la facilidad con la cual se deslizan una sobre otra dichas particulas disminuyen la fricci6n y la abrasion sufridas por la sarta y la broca durante la perforacion y confieren a las particulas y al lodo todo el caracter de lubricante De esta manera el lodo contribuye a aumentar la vida util de la sarta y de la broca y disminuye la presion de bombeo entre otros beneficios para las operaciones de perforacion Algunas veces se agregan allodo materiales especiales (ver la seccion 3) para mejorar sus propiedades lubricantes
Ademas durante su circulacion ellodo debe absorber y disipar el calor generado en la perforacion cuando la broca barrena el subsuelo y cuando la sarta gira contra las paredes del hoyo
Soporte de las paredes del hoyo
A medida que avanza la perforacion y antes de ser revestidas con tuberia las formaciones del subsuelo involucradas pierden soporte lateral y pueden derrumbarse EI lodo debera compensar tal perdida de soporte as si las formaciones son consolidadas (el gran ito seria un ejemplo extremo) el lodo no tendril mayo res exigencias si las formaciones son medianamente consolidadas (Iutitas por ejemplo) el soporte necesario puede ser suministrado con una densidad adecuada del lodo si las formaciones son poco consolidadas (arena por ejemplo) ellodo debera presentar ademas de densidad suficiente la habilldad de formar con sus particulas y sobre las paredes del hoyo una cap a del gada y firme denominada torta 0 costra
I Suspension de la sarta de perforacion y de tuberias de revestimiento
Los grandes pesos (a veces mas de 200 toneladas) de la sarta de perforacion y de las tuberias de revestimiento que deben ser soportados por la torre de perforacion son aliviados por el empuje ascendente dellodo cuando tales sartas son introducidas en el
Servir de medio apropiado para las operaciones de registro electrico
Para la mayoria de los registros electricos efectuados para la evaluacion de las formaciones perforadas es de gran utilidad un lodo de perforacion electricamente conductor con propiedades electricas diferentes de los fluidos contenidos por las formaciones que no cause erosion fisica ni quimica en las paredes del hoyo y que no penetre profunda mente las formaciones perforadas
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 21
22
Transmisi6n de fuerza hidraulica
A medida que avanza una perforaci6n el lodo es expulsado velozmente por las boquillas de la broca de modo que mantenga libre de recortes las cercanias de la broca para que esta no los re-muela Tal acci6n de la fuerza hidraulica del lad a mejora entonces la eficiencia de la perforaci6n al evitar el desgaste de la broca y la disminuci6n que se presentaria en la rata de penetraci6n debidos al re-molido de los recortes
En casas tales como la perforaci6n direccional la fuerza hidraulica del lodo puede tambien utilizarse para accionar un motor que hace girar una broca conectada directamente a el
LECTURAS SOBRE WDOS DE PER FORA CION
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
PRUEBAS FUNDAMEN TALES poundIV LODOS DE PERFORACION 25
26
DRILLIN G M UD REPORT NO
DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
I
CONT RA CTORroPE R ~TOR R IG N O
SECTtON TOWNSH IP AANGERE PORT FO R REPORT OR
FIELD OR BlOCI( NO COUN T PARIS H O R on 1ST AT E PROV INCEWEll NAME ANO NO tHORE AR EA
DRILLING ASS EMBL Y CASI NG MUD VO LUME (BBL ) C IRCU L A TION D ATA
9 1T SI ZE PUM P SIZE X IN ANNULAR v El I FT MIN)HOLE StJlU AC E TYPE JET SIZ E IP IT S SE T l- n OP oc
DR ilL PIPE TOTAL CIRCUL AT ING VOLUME elRCULA l iON
SIZ E
PJMP MAKE MODEl j ASSUMED t E NC TH INlERME OIAnY PE EH PRESSU RE P SI)
DRILL PIPE
SET n BI3V STK S T Ilt MI N BOTT O MS
S IIpound IN STORACE iEIGHTTYP E LEN Gl l-l IN TFRM [ orATE
UPMIN)
DRILL COLLAR SIZE
SET FT
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TI Me I M IN)BBUMIN v A V lt(IN
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WE IGH TO fLO PIT O Fl OPIT IVISCOSITY FILT RATE SImp Fro
Tunc S41 mpl T on
FI OWh ntl T tlmptH6 lu(o Of R ECOMM ENDED TOUR TRE A TMENT
D epth (11 1
Wo1 oJ ht o (P PiOII o ( ItlC tl) o SpG
Fu n nol VI C~l ty IHCQI ) A P I Plull VSGQily cP g F
Y I~ cI Pomt (Itw l00 11 )
G el SI enQlh (11)100 h ) 10 )0(110 m 1l O PTI O N AL F IUnle A Pl c m lJQ ml n l
API HTHP Flll rIII (cm) )O mon) of
C a ThIC~ (llnd In APIfH T H P j Sollcl s Conlllni t- lIy V Ol ) a c IC I IIIad 0 (1 1011
UQmiddotulO Conloni (J( Oy VOl) OIMI REMARKS Sana Con I Jnl ( lIy VOl)
~lhylM)1I 8 110 C~ peClly o Ibbbl IIltIU I o CmlcfIm(I
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PRODU CT
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ClOS I~C DAIL Y C OST ICU MU LA TlVE COS TINvENT ORY
COST lAS
24 HI=
OP ION AL
FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
- - - -
numero 12
- - -
LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
~
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~ VJ
8 tr1
~ sect 8 ~ 1l
~ C)
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FLUIDOS DE PERFORACION
~ Lodos I Fluidos Neumaticos Il Mezcla de Liquidos y Gas es 1shy
(Liqui dos ) I (Gases)I I tI
t I t
IAi re ados Espumas (Mayo rmente Liquidos) (Mayormente Gases) + ~I I aire II Gas Natural I
t ~ t ~ Lodos Base Agua Emulsiones Lodos Base Aceite I Lodos basados en laquoseudoaceltes))
(Iodos cuya fase continua bull t es material sintetico ) k Norm ales )11 Normales )1
Aceite en Agua) (Aceite en Agua) shy
I~ No Dispersos I 1 laquoDe Aceite)) crudo 0 diesell como fase continua Ca lcicos H I
~ Dispe rsos I --~ t bull - Segunda Genera ci6n
H BaJos en S61idos 1 1 Primera Generaci6n
(basados en olefina Isomerizada (basados en ester polialfaolefina parafina alfaolefina y alqUlImiddotbencen o y eter princ ipalmente) H Saturados con Sal r lineales)
Lodos con materiales polimericos H I
iLOdOS propuestos como alternativas a los Fluidos Neumaticos y a las
mezclas de liquidos y gases
FIGURA 1 Tipos de Fluidos de Perforaci6n
Control de presiones del subsuelo
En el subsuelo pueden ser encontrados agua gas 0 petroleo sometidos a presiones altas que deben ser controladas para evitar el movimiento violento de tales f1uidos (desde las formaciones que los albergan) hacia el hoyo y a traves de este hacia la superficie Dicho control se logra ejerciendo presion hidrostatica suficiente en el anular presion que es directamente proporcional a la densidad y altura de la columna de lodo en el hoyo
Lubricacion y enfriamiento de la broca y la sarta de perforacion
EI deposito (formando una capa delgada) de las particulas constituyentes del lodo sobre las paredes del hoyo y la facilidad con la cual se deslizan una sobre otra dichas particulas disminuyen la fricci6n y la abrasion sufridas por la sarta y la broca durante la perforacion y confieren a las particulas y al lodo todo el caracter de lubricante De esta manera el lodo contribuye a aumentar la vida util de la sarta y de la broca y disminuye la presion de bombeo entre otros beneficios para las operaciones de perforacion Algunas veces se agregan allodo materiales especiales (ver la seccion 3) para mejorar sus propiedades lubricantes
Ademas durante su circulacion ellodo debe absorber y disipar el calor generado en la perforacion cuando la broca barrena el subsuelo y cuando la sarta gira contra las paredes del hoyo
Soporte de las paredes del hoyo
A medida que avanza la perforacion y antes de ser revestidas con tuberia las formaciones del subsuelo involucradas pierden soporte lateral y pueden derrumbarse EI lodo debera compensar tal perdida de soporte as si las formaciones son consolidadas (el gran ito seria un ejemplo extremo) el lodo no tendril mayo res exigencias si las formaciones son medianamente consolidadas (Iutitas por ejemplo) el soporte necesario puede ser suministrado con una densidad adecuada del lodo si las formaciones son poco consolidadas (arena por ejemplo) ellodo debera presentar ademas de densidad suficiente la habilldad de formar con sus particulas y sobre las paredes del hoyo una cap a del gada y firme denominada torta 0 costra
I Suspension de la sarta de perforacion y de tuberias de revestimiento
Los grandes pesos (a veces mas de 200 toneladas) de la sarta de perforacion y de las tuberias de revestimiento que deben ser soportados por la torre de perforacion son aliviados por el empuje ascendente dellodo cuando tales sartas son introducidas en el
Servir de medio apropiado para las operaciones de registro electrico
Para la mayoria de los registros electricos efectuados para la evaluacion de las formaciones perforadas es de gran utilidad un lodo de perforacion electricamente conductor con propiedades electricas diferentes de los fluidos contenidos por las formaciones que no cause erosion fisica ni quimica en las paredes del hoyo y que no penetre profunda mente las formaciones perforadas
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 21
22
Transmisi6n de fuerza hidraulica
A medida que avanza una perforaci6n el lodo es expulsado velozmente por las boquillas de la broca de modo que mantenga libre de recortes las cercanias de la broca para que esta no los re-muela Tal acci6n de la fuerza hidraulica del lad a mejora entonces la eficiencia de la perforaci6n al evitar el desgaste de la broca y la disminuci6n que se presentaria en la rata de penetraci6n debidos al re-molido de los recortes
En casas tales como la perforaci6n direccional la fuerza hidraulica del lodo puede tambien utilizarse para accionar un motor que hace girar una broca conectada directamente a el
LECTURAS SOBRE WDOS DE PER FORA CION
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
PRUEBAS FUNDAMEN TALES poundIV LODOS DE PERFORACION 25
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DRILLIN G M UD REPORT NO
DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
I
CONT RA CTORroPE R ~TOR R IG N O
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DRILLING ASS EMBL Y CASI NG MUD VO LUME (BBL ) C IRCU L A TION D ATA
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DR ilL PIPE TOTAL CIRCUL AT ING VOLUME elRCULA l iON
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DRILL PIPE
SET n BI3V STK S T Ilt MI N BOTT O MS
S IIpound IN STORACE iEIGHTTYP E LEN Gl l-l IN TFRM [ orATE
UPMIN)
DRILL COLLAR SIZE
SET FT
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TI Me I M IN)BBUMIN v A V lt(IN
MU D PRO PERT Y S PE C IFICA TIONS M UD PR OPERT IES
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Tunc S41 mpl T on
FI OWh ntl T tlmptH6 lu(o Of R ECOMM ENDED TOUR TRE A TMENT
D epth (11 1
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Fu n nol VI C~l ty IHCQI ) A P I Plull VSGQily cP g F
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G el SI enQlh (11)100 h ) 10 )0(110 m 1l O PTI O N AL F IUnle A Pl c m lJQ ml n l
API HTHP Flll rIII (cm) )O mon) of
C a ThIC~ (llnd In APIfH T H P j Sollcl s Conlllni t- lIy V Ol ) a c IC I IIIad 0 (1 1011
UQmiddotulO Conloni (J( Oy VOl) OIMI REMARKS Sana Con I Jnl ( lIy VOl)
~lhylM)1I 8 110 C~ peClly o Ibbbl IIltIU I o CmlcfIm(I
pH a S UIP o M ta J middotF
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ClOS I~C DAIL Y C OST ICU MU LA TlVE COS TINvENT ORY
COST lAS
24 HI=
OP ION AL
FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
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numero 12
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LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
Control de presiones del subsuelo
En el subsuelo pueden ser encontrados agua gas 0 petroleo sometidos a presiones altas que deben ser controladas para evitar el movimiento violento de tales f1uidos (desde las formaciones que los albergan) hacia el hoyo y a traves de este hacia la superficie Dicho control se logra ejerciendo presion hidrostatica suficiente en el anular presion que es directamente proporcional a la densidad y altura de la columna de lodo en el hoyo
Lubricacion y enfriamiento de la broca y la sarta de perforacion
EI deposito (formando una capa delgada) de las particulas constituyentes del lodo sobre las paredes del hoyo y la facilidad con la cual se deslizan una sobre otra dichas particulas disminuyen la fricci6n y la abrasion sufridas por la sarta y la broca durante la perforacion y confieren a las particulas y al lodo todo el caracter de lubricante De esta manera el lodo contribuye a aumentar la vida util de la sarta y de la broca y disminuye la presion de bombeo entre otros beneficios para las operaciones de perforacion Algunas veces se agregan allodo materiales especiales (ver la seccion 3) para mejorar sus propiedades lubricantes
Ademas durante su circulacion ellodo debe absorber y disipar el calor generado en la perforacion cuando la broca barrena el subsuelo y cuando la sarta gira contra las paredes del hoyo
Soporte de las paredes del hoyo
A medida que avanza la perforacion y antes de ser revestidas con tuberia las formaciones del subsuelo involucradas pierden soporte lateral y pueden derrumbarse EI lodo debera compensar tal perdida de soporte as si las formaciones son consolidadas (el gran ito seria un ejemplo extremo) el lodo no tendril mayo res exigencias si las formaciones son medianamente consolidadas (Iutitas por ejemplo) el soporte necesario puede ser suministrado con una densidad adecuada del lodo si las formaciones son poco consolidadas (arena por ejemplo) ellodo debera presentar ademas de densidad suficiente la habilldad de formar con sus particulas y sobre las paredes del hoyo una cap a del gada y firme denominada torta 0 costra
I Suspension de la sarta de perforacion y de tuberias de revestimiento
Los grandes pesos (a veces mas de 200 toneladas) de la sarta de perforacion y de las tuberias de revestimiento que deben ser soportados por la torre de perforacion son aliviados por el empuje ascendente dellodo cuando tales sartas son introducidas en el
Servir de medio apropiado para las operaciones de registro electrico
Para la mayoria de los registros electricos efectuados para la evaluacion de las formaciones perforadas es de gran utilidad un lodo de perforacion electricamente conductor con propiedades electricas diferentes de los fluidos contenidos por las formaciones que no cause erosion fisica ni quimica en las paredes del hoyo y que no penetre profunda mente las formaciones perforadas
DEFINICION Y FUNCIONES PRINCIPALES DE UN LODO DE PERFORA CION 21
22
Transmisi6n de fuerza hidraulica
A medida que avanza una perforaci6n el lodo es expulsado velozmente por las boquillas de la broca de modo que mantenga libre de recortes las cercanias de la broca para que esta no los re-muela Tal acci6n de la fuerza hidraulica del lad a mejora entonces la eficiencia de la perforaci6n al evitar el desgaste de la broca y la disminuci6n que se presentaria en la rata de penetraci6n debidos al re-molido de los recortes
En casas tales como la perforaci6n direccional la fuerza hidraulica del lodo puede tambien utilizarse para accionar un motor que hace girar una broca conectada directamente a el
LECTURAS SOBRE WDOS DE PER FORA CION
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
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DRILLIN G M UD REPORT NO
DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
I
CONT RA CTORroPE R ~TOR R IG N O
SECTtON TOWNSH IP AANGERE PORT FO R REPORT OR
FIELD OR BlOCI( NO COUN T PARIS H O R on 1ST AT E PROV INCEWEll NAME ANO NO tHORE AR EA
DRILLING ASS EMBL Y CASI NG MUD VO LUME (BBL ) C IRCU L A TION D ATA
9 1T SI ZE PUM P SIZE X IN ANNULAR v El I FT MIN)HOLE StJlU AC E TYPE JET SIZ E IP IT S SE T l- n OP oc
DR ilL PIPE TOTAL CIRCUL AT ING VOLUME elRCULA l iON
SIZ E
PJMP MAKE MODEl j ASSUMED t E NC TH INlERME OIAnY PE EH PRESSU RE P SI)
DRILL PIPE
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S IIpound IN STORACE iEIGHTTYP E LEN Gl l-l IN TFRM [ orATE
UPMIN)
DRILL COLLAR SIZE
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MU D PRO PERT Y S PE C IFICA TIONS M UD PR OPERT IES
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Tunc S41 mpl T on
FI OWh ntl T tlmptH6 lu(o Of R ECOMM ENDED TOUR TRE A TMENT
D epth (11 1
Wo1 oJ ht o (P PiOII o ( ItlC tl) o SpG
Fu n nol VI C~l ty IHCQI ) A P I Plull VSGQily cP g F
Y I~ cI Pomt (Itw l00 11 )
G el SI enQlh (11)100 h ) 10 )0(110 m 1l O PTI O N AL F IUnle A Pl c m lJQ ml n l
API HTHP Flll rIII (cm) )O mon) of
C a ThIC~ (llnd In APIfH T H P j Sollcl s Conlllni t- lIy V Ol ) a c IC I IIIad 0 (1 1011
UQmiddotulO Conloni (J( Oy VOl) OIMI REMARKS Sana Con I Jnl ( lIy VOl)
~lhylM)1I 8 110 C~ peClly o Ibbbl IIltIU I o CmlcfIm(I
pH a S UIP o M ta J middotF
AI II1lly M cI (Pm)
A hnl ly F I I f I ~ (Pr M) 110111 -- A i Ill( l y Fll jP rP l OPTIO NAL ChiOllO-t (m (jfL l
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PRODU CT
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ClOS I~C DAIL Y C OST ICU MU LA TlVE COS TINvENT ORY
COST lAS
24 HI=
OP ION AL
FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
- - - -
numero 12
- - -
LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
22
Transmisi6n de fuerza hidraulica
A medida que avanza una perforaci6n el lodo es expulsado velozmente por las boquillas de la broca de modo que mantenga libre de recortes las cercanias de la broca para que esta no los re-muela Tal acci6n de la fuerza hidraulica del lad a mejora entonces la eficiencia de la perforaci6n al evitar el desgaste de la broca y la disminuci6n que se presentaria en la rata de penetraci6n debidos al re-molido de los recortes
En casas tales como la perforaci6n direccional la fuerza hidraulica del lodo puede tambien utilizarse para accionar un motor que hace girar una broca conectada directamente a el
LECTURAS SOBRE WDOS DE PER FORA CION
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
PRUEBAS FUNDAMEN TALES poundIV LODOS DE PERFORACION 25
26
DRILLIN G M UD REPORT NO
DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
I
CONT RA CTORroPE R ~TOR R IG N O
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DR ilL PIPE TOTAL CIRCUL AT ING VOLUME elRCULA l iON
SIZ E
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DRILL PIPE
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DRILL COLLAR SIZE
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WE IGH TO fLO PIT O Fl OPIT IVISCOSITY FILT RATE SImp Fro
Tunc S41 mpl T on
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G el SI enQlh (11)100 h ) 10 )0(110 m 1l O PTI O N AL F IUnle A Pl c m lJQ ml n l
API HTHP Flll rIII (cm) )O mon) of
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UQmiddotulO Conloni (J( Oy VOl) OIMI REMARKS Sana Con I Jnl ( lIy VOl)
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PRODU CT
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COST lAS
24 HI=
OP ION AL
FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
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LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
SECCION 2 I
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
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DRILLIN G M UD REPORT NO
DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
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DRILLING ASS EMBL Y CASI NG MUD VO LUME (BBL ) C IRCU L A TION D ATA
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S IIpound IN STORACE iEIGHTTYP E LEN Gl l-l IN TFRM [ orATE
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DRILL COLLAR SIZE
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TI Me I M IN)BBUMIN v A V lt(IN
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WE IGH TO fLO PIT O Fl OPIT IVISCOSITY FILT RATE SImp Fro
Tunc S41 mpl T on
FI OWh ntl T tlmptH6 lu(o Of R ECOMM ENDED TOUR TRE A TMENT
D epth (11 1
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G el SI enQlh (11)100 h ) 10 )0(110 m 1l O PTI O N AL F IUnle A Pl c m lJQ ml n l
API HTHP Flll rIII (cm) )O mon) of
C a ThIC~ (llnd In APIfH T H P j Sollcl s Conlllni t- lIy V Ol ) a c IC I IIIad 0 (1 1011
UQmiddotulO Conloni (J( Oy VOl) OIMI REMARKS Sana Con I Jnl ( lIy VOl)
~lhylM)1I 8 110 C~ peClly o Ibbbl IIltIU I o CmlcfIm(I
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A hnl ly F I I f I ~ (Pr M) 110111 -- A i Ill( l y Fll jP rP l OPTIO NAL ChiOllO-t (m (jfL l
T~a H I Clnn ~ C IC m (mgJU
PRODU CT
INv EN TO R Y 111 II 5TAI=TING
EOU IPMEN TI N v E NT O~
R EC E iV ED OP TI O NAL
u SEO lAS 24 H A
ClOS I~C DAIL Y C OST ICU MU LA TlVE COS TINvENT ORY
COST lAS
24 HI=
OP ION AL
FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
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FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
2 PRUEBAS FUNDAMENTALES EN LODOS DE PERFORACION
Las propiedades fisicas y quimicas de un lodo de perforacion deben controlarse debidamente para asegurar un desempeno adecuado del lodo durante la perforacion Dichas propiedades son verificadas sistematicamente en el pozo y se registran en 81 formato API (ver Figura 2) para informe de lodo Las pruebas de campo fundamenta les se detall an a continuacion (ver referencias 3 y 4)
21 Peso del lodo (Densidad)
Descripcion
Este procedimiento es un metodo para determinar el peso de un volumen dado de un liquido La densidad del lodo se puede expresar en libras por galon (Ibmgal) libras por pie cubico (lbmpie3) gramos por centimetro cubico (gcm3) 0 kilogramos por metro cubico (kgm3)
Equipo
La balanza de lodo (Figura 3) es el instrumento que se usa generalmente para determinar el peso del lodo ella permite mediciones con una precision de 01 Ibmgal y esta disenada de tal modo que la taza de lodo que esta en un extremo del astil se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo y tiene un mecanisme de desplazamiento Uinete) que se mueve a 10 largo de una escala graduada EI astil esta provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso De esta balanza existe un modelo en min iatura (Figura 4) en plastico y de faci l transporte
Termometro 32 - 220degF (0-1 05degC)
Procedimiento
Se debe colocar la base del instrumento en una superfic ie plana y nivelada
Mida la temperatura dellodo y registrela en el formato API para Informe de Lodo de Perforacion
Liene la taza limpia y seca con el lodo a probar coloque la tapa en la taza y asegurese de que salga un poco de lodo por el agujero de la tapa para sacar el aire 0 gas atrapado
Sostenga la tapa firmemente en la taza de lodo (cubr iendo el agujero de la tapa) lave y seque
Co loque el astil en la base del soporte y balancee lo moviendo el jinete en la escala graduada EI balance se alcanza cuando la burbuja co incide con la linea central del nivel
Lea el peso del lodo en el borde del jinete que senala hacia la taza de lodo
Procedimiento de calibracion
Se debe calibrar el instrumento frecuentemente con agua dulce EI agua du lce debe dar una lectura de 83 Ibmgal 0 62 3Ibmpie3 (1000 kgm3) a 70degF (2 1degC) Si no es asi
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DA T E 19 DEP THOP TIONAL ~ SPUD DATE ---IPRESEN T ACTIV ITY -
I
CONT RA CTORroPE R ~TOR R IG N O
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FIELD OR BlOCI( NO COUN T PARIS H O R on 1ST AT E PROV INCEWEll NAME ANO NO tHORE AR EA
DRILLING ASS EMBL Y CASI NG MUD VO LUME (BBL ) C IRCU L A TION D ATA
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DR ilL PIPE TOTAL CIRCUL AT ING VOLUME elRCULA l iON
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S IIpound IN STORACE iEIGHTTYP E LEN Gl l-l IN TFRM [ orATE
UPMIN)
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TI Me I M IN)BBUMIN v A V lt(IN
MU D PRO PERT Y S PE C IFICA TIONS M UD PR OPERT IES
WE IGH TO fLO PIT O Fl OPIT IVISCOSITY FILT RATE SImp Fro
Tunc S41 mpl T on
FI OWh ntl T tlmptH6 lu(o Of R ECOMM ENDED TOUR TRE A TMENT
D epth (11 1
Wo1 oJ ht o (P PiOII o ( ItlC tl) o SpG
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G el SI enQlh (11)100 h ) 10 )0(110 m 1l O PTI O N AL F IUnle A Pl c m lJQ ml n l
API HTHP Flll rIII (cm) )O mon) of
C a ThIC~ (llnd In APIfH T H P j Sollcl s Conlllni t- lIy V Ol ) a c IC I IIIad 0 (1 1011
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~lhylM)1I 8 110 C~ peClly o Ibbbl IIltIU I o CmlcfIm(I
pH a S UIP o M ta J middotF
AI II1lly M cI (Pm)
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T~a H I Clnn ~ C IC m (mgJU
PRODU CT
INv EN TO R Y 111 II 5TAI=TING
EOU IPMEN TI N v E NT O~
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u SEO lAS 24 H A
ClOS I~C DAIL Y C OST ICU MU LA TlVE COS TINvENT ORY
COST lAS
24 HI=
OP ION AL
FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
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LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
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FIGURA 2 Formato API para in forme del lodo (5 p43)
LECTUHAS SOBRE LODOS DE PERFO RA CION
FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
- - - -
numero 12
- - -
LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
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FIGURA 4 Balanza de lodo tamano bolsi llo (6 p231)
ajuste el tornillo de balanceo 0 la cantidad de carga de plomo que se requiera en el pozo ubicado en el extremo del brazo graduado (astil)
Calculos
Reporte la densidad del lodo 10 mas cercano a 01 Ibmgal 0 05 Ibmpie3 (001 gCm3 10 kgm3)
- Para convertir la lectura a otras unidades usar
9 Ibmpie3 Ibmgal
cm3 = 623 8 3
PRUEBAS FUNDAMENTALES EN WOOS DE PERFORACION 27
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
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numero 12
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LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
28
Kg =16 (lbmpie3) =120 (Ibmgal) m3
Gradiente del lodo en ~ =_ Densidad en Ibmpie3 Pie 144
_ 1 densidad en Ibmgal- 1924
densidad en Kgm3 2309
22 Viscosidad y Fuerza Gel
Descripcion
Se usan los siguientes instrumentos para medir la viscosidad yo fuerza gel de lodos de perforaci6n
Embudo Marsh Un aparato sencillo para indicar la viscosidad en forma rutinaria Viscosimetro de indicador directo Un aparato mecanico que mide la viscosidad a diferentes ratas de cizaliamiento
La viscosidad y fuerzas gel son mediciones que se relacionan con las propiedades de flujo de los lodos La Reologia es el estudio de la deformaci6n y flujo de la materia En la secci6n seis se encuentra una introducci6n al trabajo con Reologia y una aplicaci6n en la industria del petr6leo de ella
221 Embudo Marsh
Equipo
Embudo Marsh
EI embudo Marsh (Figura 5) esta calibrado para que un cuarto de gal6n (946 cm3) de agua dulce a una temperatura de 70 5degF (21 3degG) tenga un tiempo de salida de 26 05 segundos Se usa como receptor una taza graduada
Especificaciones
Cono del Embudo Orificio
Longitud 123 pulgadas (305 mm) Longitud 20 pulgadas (508 mm)
Dlametro mayor 60 pulgadas (152 mm) Diametro interno 316 pulgadas (47 mm)
Capaeidad hasta el fondo de la malla 1500 em 3
Malia
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numero 12
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LECTURAS SOBRE LODOS DE PERFORACJOS
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
FIGURA 5 Embudo Marsh y su taza graduada (6 p232)
La malla tiene aberturas de 116 de pulgada (1 6 mm) y esta colocada 34 de pulgada (190 mm) por debajo de la parte superior del embudo
Taza Graduada un cuarto de galon (946 cm3) es su capacidad
Cronometro
Termometro 32-220QF (0-105QC)
Procedimiento
Cubra el orificio del embudo con un dedo y vierta una muestra (recientemente agitada) del lodo de perforacion a traves de la malla en un embudo Ilmpio y en posicion vertical Liene hasta que el fluido alcance el fondo de la malla
PR UEBAS FUNDAMFN7A LES FN U )oOS I n tJ-1lt FOHClOIV 29
