viscosidad del lodo de perforacion

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Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería de Petróleo, Gas Natural y Petroquímica Fluidos de Perforación SEGUNDO LABORATORIO VISCOSIDAD DEL LODO DE PERFORACION 1. OBJETIVOS Calcular la viscosidad de varios lodos de perforación previamente preparados, por medio del Viscosímetro FANN. Aprender el uso y manejo del equipo: Viscosímetro FANN. Poder definir los siguientes conceptos: Viscosidad Aparente, Viscosidad plástica, Punto de cedencia y Esfuerzo de corte. Calcular la viscosidad de varios lodos de perforación previamente preparados, por medio del embudo Marsh. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO REOLOGIA Reología es la ciencia que trata de la deformación y del flujo de la materia. Al tomar ciertas medidas en un fluido, es posible determinar la manera en que dicho fluido fluirá bajo diversas condiciones, incluyendo la temperatura, la presión y la velocidad de corte. VISCOSIDAD Viscosidad es el término reológico más conocido. En su sentido más amplio, la viscosidad se puede describir como la resistencia al flujo de una sustancia. En el campo petrolífero, los términos a continuación se usan para describir la viscosidad y las propiedades reológicas del fluido de perforación: 1. Viscosidad embudo (seg/qt o seg/l). 2. Viscosidad aparente (cP o mPa•seg). 3. Viscosidad efectiva (cP o mPa•seg). 4. Viscosidad plástica (cP o mPa•seg). 5. Punto cedente (lb/100 pies 2 o Pa). 6. Viscosidad a baja velocidad de corte y Viscosidad a Muy Baja Velocidad de Corte (LSRV) (cP o mPa•sec). Prof. Ing. Daniel Canto 1 Jorge Vera B.

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Este laboratorio tiene por objetivos:- Calcular la viscosidad de varios lodos de perforación previamente preparados, por medio del Viscosímetro FANN.- Poder definir los siguientes conceptos de Viscosidad Aparente, Viscosidad plastica, Punto de cedencia y esfuerzo de corte.

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Universidad Nacional de IngenieríaFacultad de Ingeniería de Petróleo,Gas Natural y Petroquímica Fluidos de Perforación

SEGUNDO LABORATORIOVISCOSIDAD DEL LODO DE PERFORACION

1. OBJETIVOS

Calcular la viscosidad de varios lodos de perforación previamente preparados, por medio del Viscosímetro FANN.

Aprender el uso y manejo del equipo: Viscosímetro FANN.

Poder definir los siguientes conceptos: Viscosidad Aparente, Viscosidad plástica, Punto de cedencia y Esfuerzo de corte.

Calcular la viscosidad de varios lodos de perforación previamente preparados, por medio del embudo Marsh.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

REOLOGIA

Reología es la ciencia que trata de la deformación y del flujo de la materia. Al tomar ciertas medidas en un fluido, es posible determinar la manera en que dicho fluido fluirá bajo diversas condiciones, incluyendo la temperatura, la presión y la velocidad de corte.

VISCOSIDAD

Viscosidad es el término reológico más conocido. En su sentido más amplio, la viscosidad se puede describir como la resistencia al flujo de una sustancia. En el campo petrolífero, los términos a continuación se usan para describir la viscosidad y las propiedades reológicas del fluido de perforación:

1. Viscosidad embudo (seg/qt o seg/l).2. Viscosidad aparente (cP o mPa•seg).3. Viscosidad efectiva (cP o mPa•seg).4. Viscosidad plástica (cP o mPa•seg).5. Punto cedente (lb/100 pies2 o Pa).6. Viscosidad a baja velocidad de corte y Viscosidad a Muy Baja Velocidad de Corte (LSRV) (cP o mPa•sec).7. Esfuerzos de gel (lb/100 pies2 o Pa).

Éstos son algunos de los valores claves para tratar y mantener los fluidos de perforación.

VISCOSIDAD DE EMBUDO

La viscosidad de embudo se mide usando el viscosímetro de Marsh. La viscosidad de embudo se usa como indicador relativo de la condición del fluido. No proporciona suficiente información para determinar las propiedades reológicas o las características de flujo de un fluido. Debería usarse en el campo para detectar los cambios relativos en las propiedades del fluido. Además, ningún valor en particular de la viscosidad de

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embudo puede ser adoptado como valor representativo de todos los fluidos. Lo que produce buenos resultados en un área puede fallar en otra; sin embargo, se puede aplicar una regla general a los fluidos de perforación a base de arcilla. La viscosidad de embudo de la mayoría de los fluidos se controla a cuatro veces la densidad (lb/gal) o menos. Sin embargo hay ciertas excepciones, como en las áreas donde se requiere el uso de fluidos de alta viscosidad.Los sistemas de polímeros e inversión inversa (base aceite o base sintético) no siguen necesariamente estas reglas.

El embudo Marsh deberá tener las siguientes dimensiones:Cono del embudo

Longitud del cono del embudo               12.3 pulgadas (305 mm) Diámetro mayor                                          6.0 pulgadas (152 mm)  Capacidad hasta el fondo de la malla                 1500 cm3 Orificio Longitud                                                      2.0 pulgadas (50.8 mm) Diámetro interno                                      3/16 pulgadas (4.7 mm) Malla                                                                  número 12 

ESFUERZO DE CORTE Y VELOCIDAD DE CORTE

Los otros términos para la viscosidad (μ) se pueden describir como la relación del esfuerzo de corte (τ) a la velocidad de corte (γ). Por definición:

Los conceptos de velocidad de corte y esfuerzo de corte se aplican al flujo de todos los fluidos. Dentro de un sistema de circulación, la velocidad de corte depende de la velocidad media del fluido en la geometría en que está fluyendo. Por lo tanto, las velocidades de corte son mayores en las geometrías pequeñas (dentro de la columna de perforación) y menores en las geometrías grandes (como la tubería de revestimiento y los espacios anulares del riser). Las velocidades de corte más altas suelen causar una mayor fuerza resistiva del esfuerzo de corte. Por lo tanto, los esfuerzos de corte en la columna de perforación (donde hay mayores velocidades de corte) exceden los del espacio anular (donde las velocidades de corte son menores). El total de las pérdidas de presión a través del sistema de circulación (presión de bombeo) está frecuentemente asociado con el esfuerzo de corte, mientras que la velocidad de bombeo está asociada con la velocidad de corte. Esta relación entre la velocidad de corte y el esfuerzo de corte para un fluido define la manera en que dicho fluido corre. La figura siguiente es una representación simplificada de dos capas de fluido (A y B) que se mueven a diferentes velocidades cuando se aplica una fuerza. Cuando un fluido está fluyendo, hay una fuerza en el fluido que se opone al flujo. Esta fuerza se llama esfuerzo de corte. Se puede describir como un esfuerzo de fricción que aparece cuando una capa de fluido se desliza encima de otra. Como el corte ocurre más fácilmente entre capas de fluido que entre la capa exterior del fluido y la pared de una tubería, el fluido que está en contacto con la pared no fluye. La velocidad a la cual una capa pasa por delante de la otra capa se llama velocidad de corte. Por lo tanto, la velocidad de corte (γ) es un gradiente de velocidad.

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La fórmula para la velocidad de corte () es:

Donde: = Velocidad de corte en segundos recíprocos.V2= Velocidad en la Capa B (pies/seg)V1= Velocidad en la Capa A (pies/seg)d = Distancia entre A y B (pies)

La velocidad de corte (), es igual a la velocidad rotacional RPM (ω) viscosímetro multiplicada por 1,703. Este factor se deriva de la geometría del manguito y del balancín del viscosímetro.(seg–1) = 1,703 x ω

ESFUERZO DE CORTE

El esfuerzo de corte (τ) es la fuerza requerida para mantener la velocidad de corte. El esfuerzo de corte está expresado en unidades estándar del campo petrolífero, es decir las libras de fuerza por cien pies cuadrados (lb/100 pies2) requeridas para mantener la velocidad de corte. Las indicaciones del cuadrante del viscosímetro de lodo (Θ) tomadas con la combinación de balancín y resorte estándar número uno (1), tal como se describe en el capítulo de Pruebas, pueden ser convertidas en un esfuerzo de corte (τ) con unidades de lb/100 pies2, multiplicando la indicación por 1,0678.

τ (lb/100 pies2) = 1,0678 x Θ

Las indicaciones del viscosímetro son frecuentemente usadas como indicación del esfuerzo de corte (τ) en lb/100 pies2 sin realizar la conversión, ya que la diferencia es pequeña. Se usan una variedad de viscosímetros para medir la viscosidad del fluido de perforación. Los viscosímetros FANN (VG) y los reómetros están diseñados para simplificar el uso de los modelos reológicos. Los viscosímetros también son usados para medir las propiedades tixotrópicas o los esfuerzos de gel de un fluido.

VISCOSIDAD EFECTIVA

La viscosidad de un fluido no newtoniano cambia con el esfuerzo de corte. La viscosidad efectiva (μe) de un fluido es la viscosidad de un fluido bajo condiciones específicas. Estas condiciones incluyen la velocidad de corte, la presión y la temperatura.

VISCOSIDAD APARENTE

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La viscosidad efectiva a veces es llamada Viscosidad Aparente (VA). La viscosidad aparente está indicada por la indicación del viscosímetro de lodo a 300 RPM (Θ300) o la mitad de la indicación del viscosímetro a 600 RPM (Θ600). Cabe indicar que ambos valores de viscosidad aparente concuerdan con la fórmula de viscosidad:

VISCOSIDAD PLÁSTICA

La viscosidad plástica (VP) en centipoise (cP) o milipascales-segundo (mPa•s) se calcula a partir de los datos del viscosímetro de lodo, como:

PV (cP) = Θ600 – Θ300

La viscosidad plástica se describe generalmente como la parte de la resistencia al flujo que es causada por la fricción mecánica. La viscosidad plástica es afectada principalmente por:

• La concentración de sólidos.• El tamaño y la forma de los sólidos.• La viscosidad de la fase fluida.• La presencia de algunos polímeros de cadena larga (POLY-PLUS®, hidroxietilcelulosa (HEC), POLYPAC®, Carboximetilcelulosa (CMC)).• Las relaciones aceite-agua (A/A) o Sintético-Agua (S/A) en los fluidos de emulsión inversa.

La fase sólida es lo que más interesa al ingeniero de fluidos. Un aumento de la viscosidad plástica puede significar un aumento en el porcentaje en volumen de sólidos, una reducción del tamaño de las partículas de los sólidos, un cambio de la forma de las partículas o una combinación de estos efectos. Cualquier aumento del área superficial total de los sólidos expuestos se reflejará en un aumento de la viscosidad plástica. Por ejemplo, en una partícula sólida que se parte por la mitad, el área superficial expuesta combinada de los dos trozos será más grande que el área superficial de la partícula original. Una partícula plana tiene más área superficial expuesta que una partícula esférica del mismo volumen. Sin embargo, la mayoría de las veces, el aumento de la viscosidad plástica resulta del aumento en el porcentaje de sólidos. Esto puede ser confirmado mediante los cambios de densidad y/o el análisis en retorta.

PUNTO CEDENTE

El Punto Cedente (PC) en libras por 100 pies cuadrados (lb/100 pies2) se calcula a partir de los datos del viscosímetro FANN (VG), de la siguiente manera:

YP (lb/100 pies2) = 2 x Θ300 – Θ600

oYP (lb/100 pies2) = Θ300 – PV

o en Pascales:YP (Pa) = 0,4788 x (2 x Θ300 – Θ600)

oYP (Pa) = 0,4788 x (Θ300 – PV)

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El punto cedente, segundo componente de la resistencia al flujo en un fluido de perforación, es una medida de las fuerzas electroquímicas o de atracción en un fluido. Estas fuerzas son el resultado de las cargas negativas y positivas ubicadas en o cerca de las superficies de las partículas. El punto cedente es una medida de estas fuerzas bajo las condiciones de flujo, y depende de: (1) las propiedades superficiales de los sólidos del fluido, (2) la concentración volumétrica de los sólidos, y (3) el ambiente eléctrico de estos sólidos (concentración y tipos de iones en la fase fluida del fluido). La alta viscosidad que resulta de un alto punto cedente o de altas fuerzas de atracción puede ser causada por:

1. La introducción de contaminantes solubles como sales, cemento, anhidrita o yeso, resultando en arcillas de floculación y sólidos reactivos. 2. Descomposición de las partículas de arcilla por la acción trituradora de la barrena y tubería de perforación, creando nuevas fuerzas residuales (valencias de enlace roto) en los bordes rotos de las partículas. Estas fuerzas tienden a juntar las partículas en una forma desorganizada o formando flóculos.3. La introducción de sólidos inertes dentro del sistema aumenta el punto cedente. Esto hace que las partículas se acerquen más entre sí. Como el espacio entre las partículas disminuye, la atracción entre las partículas aumenta.4. Las lutitas o arcillas hidratables perforadas introducen nuevos sólidos activos dentro del sistema, aumentando las fuerzas de atracción al reducir el espacio entre las partículas y aumentar el número total de cargas.5. El subtratamiento o sobretratamiento con productos químicos cargados electroquímicamente aumenta las fuerzas de atracción.6. El uso de biopolímeros ramificados (DUO-VIS®, la familia FLO-VIS®, XCD®, Xanvis).7. Sobretratamiento con arcilla organofílica o modificadores reológicos en sistemas de emulsión inversa (HRPTM, VERSAMOD™).

TIXOTROPÍA Y ESFUERZOS DE GEL

La tixotropía es la propiedad demostrada por algunos fluidos que forman una estructura de gel cuando están estáticos, regresando luego al estado de fluido cuando se aplica un esfuerzo de corte. La mayoría de los fluidos de perforación base agua demuestran esta propiedad, debido a la presencia de partículas cargadas eléctricamente o polímeros especiales que se enlazan entre sí para formar una matriz rígida. Las indicaciones de esfuerzo de gel tomadas con el viscosímetro FANN (VG) a intervalos de 10 segundos y 10 minutos, y a intervalos de 30 minutos para las situaciones críticas, proporcionan una medida del grado de tixotropía presente en el fluido.La resistencia del gel formado depende de la cantidad y del tipo de sólidos en suspensión, del tiempo, de la temperatura y del tratamiento químico. Es decir que cualquier cosa que fomenta o impide el enlace de las partículas, aumentará o reducirá la tendencia a gelificación de un fluido. La magnitud de la gelificación, así como el tipo de esfuerzo de gel, es importante en la suspensión de los recortes y del material densificante. No se debe permitir que la gelificación alcance un nivel más alto del necesario para cumplir estas funciones. Los esfuerzos de gel excesivos pueden causar complicaciones, tales como las siguientes:

1. Entrampamiento del aire o gas en el fluido.2. Presiones excesivas cuando se interrumpe la circulación después de un viaje.3. Reducción de la eficacia del equipo de remoción de sólidos.4. Pistoneo excesivo al sacar la tubería del pozo.

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5. Aumento brusco excesivo de la presión durante la introducción de la tubería en el pozo.6. Incapacidad para bajar las herramientas de registro hasta el fondo.

MODELOS REOLOGICOS

Un modelo reológico es una descripción de la relación entre el esfuerzo de corte y la velocidad de corte. La ley de viscosidad de Newton es el modelo reológico que describe el comportamiento de flujo de los fluidos newtonianos. También se llama modelo newtoniano. Sin embargo, como la mayoría de los fluidos de perforación son fluidos no newtonianos, este modelo no describe su comportamiento de flujo. En realidad, como no existe ningún modelo reológico específico que pueda describir con precisión las características de flujo de todos los fluidos de perforación, numerosos modelos han sido desarrollados para describir el comportamiento de flujo de los fluidos no newtonianos. A continuación se proporciona una descripción de los modelos de Flujo Plástico de Bingham, de Ley Exponencial y de Ley Exponencial Modificada. El uso de estos modelos requiere medidas del esfuerzo de corte a dos o más velocidades de corte. A partir de estas medidas, se puede calcular el esfuerzo de corte a cualquier otra velocidad de corte.

MODELO DE FLUJO PLÁSTICO DE BINGHAM

El modelo de Flujo Plástico de Bingham ha sido usado más frecuentemente para describir las características de flujo de los fluidos de perforación. Éste es uno de los más antiguos modelos reológicos que son usados actualmente. Este modelo describe un fluido en el cual se requiere una fuerza finita para iniciar el flujo (punto cedente) y que luego demuestra una viscosidad constante cuando la velocidad de corte aumenta (viscosidad plástica). La ecuación para el modelo de Flujo Plástico de Bingham es la siguiente:

τ = τ0 + μp

Donde:τ = Esfuerzo de corteτ0 = Punto cedente o esfuerzo de corte a una velocidad de corte de cero (intersección de Y)μp = Viscosidad plástica o tasa de aumento del esfuerzo de corte con el aumento de la velocidad de corte (pendiente de la línea) = velocidad de corte

Cuando se convierte la ecuación para su aplicación con las indicaciones del viscosímetro, la ecuación resultante es la siguiente:

La mayoría de los fluidos de perforación no son verdaderos fluidos Plásticos de Bingham. Para el lodo típico, si se hace una curva de consistencia para un fluido de perforación con los datos del viscosímetro rotativo, se obtiene una curva no lineal que no pasa por el punto de origen, según se muestra en la figura. El desarrollo de los esfuerzos de gel hace que la intersección de Y se produzca en un punto por encima del punto de origen, debido a la fuerza mínima requerida para romper los geles e

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iniciar el flujo. El flujo tapón, condición en que un fluido gelificado fluye como un “tapón” que tiene un perfil de viscosidad plano, comienza a medida que esta fuerza aumenta. A medida que la velocidad de corte aumenta, el flujo pasa del flujo tapón al flujo viscoso. Dentro de la zona de flujo viscoso, los incrementos iguales de la velocidad de corte producirán incrementos iguales del esfuerzo de corte, y el sistema adopta la configuración del flujo de un fluido newtoniano.El viscosímetro de dos velocidades fue diseñado para medir los valores reológicos del punto cedente y de la viscosidad plástica de un Fluido Plástico de Bingham. La Figura ilustra una curva de flujo para un fluido de perforación típico, tomada en el viscosímetro FANN (VG) de dos velocidades. La pendiente de la porción rectilínea de esta curva de consistencia constituye la viscosidad plástica. A partir de estas dos medidas de esfuerzo de corte, se puede extrapolar la línea de viscosidad plástica hasta el eje Y para determinar el punto cedente de Bingham que está definido como la intersección de Y. Para la mayoría de los lodos, el esfuerzo de cedencia verdadero es inferior al punto cedente de Bingham, como lo indican las figuras. La figura ilustra un perfil de flujo verdadero de un fluido de perforación con el modelo ideal de Flujo Plástico de Bingham. Esta figura muestra no solamente la comparación entre el“punto cedente verdadero” y el punto cedente de Bingham, sino también la desviación de la viscosidad a bajas y altas velocidades de corte en comparación con la viscosidad Plástica de Bingham. El punto cedente de Bingham es más alto que el esfuerzo de cedencia verdadero.Por lo general, la mejor manera de estimar el punto cedente verdadero es a partir del valor de esfuerzo de gel inicial. El modelo de Flujo Plástico de Bingham representa con precisión la relación de esfuerzo de corte/velocidad de corte de los lodos base agua, de arcilla floculada, de baja densidad (como el Hidróxido de Metales Mezclados (MMH)) y de la mayoría de los demás fluidos a altas velocidades de corte (mayores que 511 seg-1 o 300 RPM).Generalmente, los valores de esfuerzo de corte/velocidad de corte de la mayoría de los fluidos no floculados se desvían de los valores pronosticados por el modelo de Flujo Plástico de Bingham, a medida que se reduce la velocidad de corte. La mayor divergencia está a velocidades de corte más bajas. Si un lodo es un verdadero fluido Plástico de Bingham, entonces el esfuerzo de gel inicial y el punto cedente serán iguales, como en el caso de numerosos fluidos base agua de arcilla floculada.

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MODELO DE LEY EXPONENCIAL

El modelo de Ley Exponencial procura superar las deficiencias del modelo de Flujo Plástico de Bingham a bajas velocidades de corte. El modelo de Ley Exponencial es más complicado que el modelo de Flujo Plástico de Bingham porque no supone que existe una relación lineal entre el esfuerzo de corte y la velocidad de corte, como lo indica la figura. Sin embargo, como para los fluidos newtonianos, las curvas de esfuerzo de corte vs velocidad de corte para los fluidos que obedecen a la Ley Exponencial pasan por el punto de origen.Este modelo describe un fluido en el cual el esfuerzo de corte aumenta según la velocidad de corte elevada matemáticamente a una potencia determinada. Matemáticamente, el modelo de Ley Exponencial se expresa como:

τ = Kn

Donde:

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τ = Esfuerzo de corteK = Índice de consistencia = Velocidad de corten = Índice de Ley Exponencial

Al ser trazada en un gráfico en escala log-log, la relación de esfuerzo de corte/velocidad de corte de un fluido que obedece a la Ley Exponencial forma una línea recta, como lo indica la figura.La “pendiente” de esta línea es “n”. K’ es la intersección de esta línea. El índice “n” de Ley Exponencial indica el grado de comportamiento no newtoniano de un fluido sobre un rango determinado de velocidades de corte. Cuanto más bajo sea el valor de “n”, más el fluido disminuye su viscosidad con el esfuerzo de corte sobre dicho rango de velocidades de corte, y más curvada será la relación de esfuerzo de corte/velocidad de corte, como se muestra en la figura.Según el valor de “n”, existen tres tipos diferentes de perfiles de flujo y comportamientos del fluido:

1. n < 1: El fluido es un fluido no newtoniano que disminuye su viscosidad con el esfuerzo de corte.2. n = 1: El fluido es un fluido newtoniano.3. n > 1: El fluido es un fluido dilatante que aumenta su viscosidad con el esfuerzo de corte (los fluidos de perforación no están incluidos en esta categoría).

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3. PROCEDIMIENTOS

VISCOSIMETRO FANN

1ro.- Se preparan los siguientes lodos de perforación:

(Este lodo es preparado por todos los grupos antes de agregar el aditivo.)

Sin Aditivo:

2do.- Luego de haber procedido con las mezclas anteriores se procede a agitar dichas mezclas en el agitador Hamilton, como se muestra en la figura.

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22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo sin Aditivo

22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,1 gr. PAM + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo A

22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,1 gr. Biogel + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo B

22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,05 gr. PAM + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo C

22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,15 gr. PAM + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo D

22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,15 gr. Biogel + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo E

22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,12 gr. PAM + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo F

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3ro.- Se procede a verter la mezcla en el vaso del viscosímetro Fann hasta la marca que se puede observar en la parte interna del mismo.

4to.- Se coloca el vaso en el viscosímetro Fann, y se eleva hasta la marca ubicada en el cilindro calibrado del viscosímetro.

5to.- Se asegura el vaso, y se procede a encender el viscosímetro con el switch en el modo “High” y a la velocidad de 600 rpm. (Para la velocidad de 600 rpm la bolita del viscosímetro se debe presionar hasta el fondo)

6to.- Se procede a la lectura del esfuerzo de corte que se encuentra en lb/100ft2.

Con Aditivo:

7mo.- Se saca la mezcla del viscosímetro y se lleva al agitador Hamilton nuevamente y se vierte el aditivo para una mezcla uniforme.

8vo.- Luego se repite los pasos desde el 3ro hasta el 6to. Anotando los esfuerzos de corte para esta nueva mezcla a todas las velocidades, es decir a 3, 6, 100, 200, 300, 600 rpm.

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EMBUDO MARSH

1ro.- Se preparan los siguientes lodos de perforación:(Este lodo es preparado por todos los grupos antes de agregar el aditivo.)

2do.- Recoger una muestra de fluido.

3ro.- Tapar con un dedo el orificio del embudo y verter la muestra de fluido a través del tamiz hasta que el nivel de la muestra llegue a la cara  inferior del tamiz.

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22,5 gr. de Bentonita + 20 gr. de Baritina + 0,2 gr. Biogel + 350 cc. H2O dulce (agua de caño).

22,5 gr. de Bentonita + 20 gr. de Baritina + 350 cc. H2O dulce (agua de caño).

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4to.- Sostener el embudo sobre la jarra de lodo graduada.

5to.- Retirar el dedo que tapa el orificio del embudo y simultáneamente poner a contar el cronómetro.

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6to.-Registrar como viscosidad del embudo de Marsh el tiempo que tarda para que un cuarto de galón de la muestra salga por el embudo. (Repetir tres veces)

4. RESULTADOS

VISCOSIMETRO FANN

Los resultados del laboratorio se presentan en el siguiente cuadro:

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Cuadro 1

LODOEsfuerzo de corte (lb/100ft2)

con aditivo sin aditivo3 rpm 6 rpm 100 rpm 200 rpm 300 rpm 600 rpm 600 rpm **

Lodo A 2 4 7 13 13 22 8Lodo B 7.4 7.2 9.5 12.5 14.9 21.9 13.6Lodo C 12 15 18.5 22.5 25.5 33.5 13Lodo D 4 5 11.1 14 16.5 35.5 8.6Lodo E 13 13.2 17.5 21 24.9 32 15Lodo F 5 5 6 10 9.5 20 8

Cuadro 2

LODOViscosidad

Plástica (cP)Punto Cedente

(lb/100ft2)

con aditivoLodo A 9.0 4.0Lodo B 7.0 7.9Lodo C 8.0 17.5Lodo D 19.0 -2.5Lodo E 7.1 17.8

Lodo F 10.5 -1.0

EMBUDO MARSH Para la primera mezcla (sin aditivo), se obtuvieron los siguientes tiempos de embudo Marsh:

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(s-1)

τ (lb/100ft2)

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t1 = 30”24t2 = 30”12t3 = 30”22

Y para la segunda mezcla a la cual se le ha agregado aditivo, los tiempos de embudo Marsh son los siguientes:

t1 = 1’7”87t2 = 1’8”07t3 = 1’3”49

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se puede observar en el cuadro 1 de resultados correspondiente al viscosímetro Fann, que las mezclas sin aditivo tienen menor esfuerzo de corte que las mezclas con aditivos a una velocidad de corte de 600 rpm. Por lo tanto podemos concluir que los aditivos aumentan el esfuerzo de corte de los lodos.

También se puede observar en el cuadro 2 que la viscosidad plástica correspondiente al lodo D es la que presenta mayor valor.

Se puede observar en el cuadro 2 que la viscosidad plástica correspondiente al lodo B es la que presenta menor valor.

Se puede observar en el ensayo del embudo marsh que el lodo sin aditivo tiene menor tiempo que el lodo al que se le ha agregado aditivo, por lo tanto podemos concluir que al agregar aditivos a un lodo de perforación estamos aumentando su viscosidad.

6. APORTES

Los aportes se dan en archivos adjuntos al CD, dentro de la carpeta 2do Lab.

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22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,15 gr. PAM + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo D

22,5 gr. de Bentonita + 11,5 gr. de Baritina + 0,1 gr. Biogel + 350 cc. H2O dulce (agua de caño). Lodo B

tpromedio = 30,19 s

tpromedio = 66,48 s