LODOS

1. B- Viscosímetro de Fann
Viscosímetro rotacional. Es el instrumento normalmente usado
para determinar las propiedades de flujo de los fluidos de
perforación.
Mide el esfuerzo de corte a varias velocidades de corte, pero las
normalmente usadas para los cálculos son los de 600 y 300 rpm.
Es un instrumento de lectura directa que esta calibrado de
manera que la lectura del dial a cualquier número fijo de rpm,
nos da la tensión de corte en lb/100 ft2 para esa velocidad de
corte. La unidad de la viscosidad es el centipoise.
Este viscosímetro de rotación tiene la capacidad de medir una
viscosidad aparente en cps que está correlacionada con la
Velocidad de embudo (si una es alta, la otra será alta. SI una es
baja la otra será baja). El instrumento también divide la
Viscosidad aparente, en sus partes componentes, la Viscosidad
Plástica y el Punto de fluencia. Pero también puede medir la
resistencia de gel (prop. Tixotrópicas).

2. Los valores del Punto de Fluencia, Viscosidad Plástica y en
menor medida la Viscosidad Aparente, son los parámetros más
empleados para controlar el comportamiento de flujo de las
inyecciones.
Descripción del Viscosímetro
Llamado también reómetro.
El aparato consiste de 2 cilindros concéntricos, con una luz de
1,143 mm entre ambos. El exterior tiene un movimiento de
rotación continua a velocidad constante y el interior tiene un
movimiento limitado a un cierto ángulo de giro, con un resorte
vinculado a su eje. Habiendo fluido entre los 2 cilindros y se
hace rotar el cilindro exterior, por efecto la consistencia del fluido
se arrastrará al cilindro interior. Como éste tiene un resorte
antagónico y un dial, este ultimo alcanzará un punto de equilibrio
que estará en función de la consistencia del fluido.

4. La rotación del cilindro proveerá el esfuerzo de corte ζ y la
deflexión del dial estará en función de la deformación Є.
Los reómetros están calibrados para proveer dos valores
distintos, pudiendo rotar a 300 y 600 rpm el cilindro exterior.
Efectuando las dos lecturas a ambos regímenes, se pueden
determinar rápidamente todos los parámetros del fluido.
Así para 300 rpm, tendremos la baja defección del dial y para
600 rpm se obtendrá 2. Entonces efectuando las siguientes
operaciones encontramos:
Viscosidad Aparente: θ2 / 2 = θ600/2 (en cps)
Viscosidad Plástica: θ2 – θ1 = θ600 – θ300 (en cps)
Punto de fluencia: θ1 – VP = θ300 – VP (en lb / 100 ft2)

5. pH del lodo y alcalinidad
El pH de un lodo indica su acidez o alcalinidad relativa.
Si el pH es < 7  Lodo Ácido
Si el pH es = 7  Lodo Neutro
Si el pH es > 7  Lodo Alcalino
Los lodos son casi siempre alcalinos (rango 9 – 10,5 ó más alto)
La escala de pH es Logarítmica y por encima de 7, cada número
indica una alcalinidad 10 veces mayor. Por ejemplo: pH = 9 es
10 veces mayor que el pH = 8 y 100 veces mayor que el pH = 7.
pH y Ensayos (métodos para determinar el pH)
Método Colorimétrico: consiste colocar tiras de papel pH sobre
la superficie del lodo y el color resultante se compara con los
colores de una tabla standart. (Se efectúa la observación con luz
natural).
Lodo Ácido  papel pH toma color rosado
Lodo Neutro  papel pH no cambia de color
Lodo Alcalino  papel pH toma color azul

6. Método Electrométrico
consiste en sumergir dos electrodos especiales en lodo y medir
el voltaje desarrollado que varía de acuerda al pH del lodo. Este
método es preciso, pero requiere el uso de un instrumento
especial. Puesto que la escala de pH es logarítmica, la lectura
de valores de pH muy altos se hacen poco sensibles, por ello se
emplea el método de titulación.
Método de titulación
Consiste en agregar unas pocas gotas de una solución
indicadora (fenoftaleína) a una pequeña cantidad de filtrado
produciéndose un color rosado. Luego se añaden cantidades
progresivamente crecientes de un ácido Standard hasta que el
color del filtrado vuelva a ser el original.
alcalinidad del filtrado : vol. ác. requerido
vol. de la muestra

7. Filtración
Es la pérdida de fluido (Fase continúa, por ej. el agua de las
inyecciones con base agua) a las formaciones permeables
después de que estas hayan sido expuestas a la inyección
durante la perforación.
Al estar expuesta la fm porosa a la inyección, se depositan los
sólidos de la misma en la superficie de la formación en forma de
revoque. La velocidad de la pérdida de fluido es proporcional a
la cantidad de revoque depositado. No hay pérdida de fluido a
los formaciones impermeables, en consecuencia no hay
formación de revoque.
La filtración se debe a la existencia de un ΔP
ΔP= Ph – Pfm Ph > Pfm

8. Control de la Filtración
La pérdida de agua que ocurren en las distintas zonas varía en
forma considerable. Por ejemplo: en zonas de perforación de
roca dura o al perforar fms salinas se permite el empleo de
inyecciones de mayor pérdida de fluido; mientras en las zonas
de arcillas desmoronables se requieren pérdidas de fluido
extremandamente bajas. Muy frecuentemente se emplean
inyecciones con base Petróleo con pérdida cero de fluido para
impedir daños a los fms productivos.
Los efectos Adversos de la excesiva Velocidad de filtración
1- En las fms permeables la acumulación de un revoque grueso
puede originar:
Estrangulamiento en el pozo
El pistoneo al retirar el sondeo
El peligro de aprisionamiento del sondeo, debido a la Presión
diferencial o durante la extracción del sondeo.

9. 2- La invasión excesiva del filtrado y acumulación excesiva del
revoque puede causar daños a las fms productivas y por lo tanto
dificultar la terminación de los pozos
3- La interpretación de los perfiles eléctricos es difícil cuando
hay exceso de invasión de filtrado.
4- La presencia de formaciones desmoronables en el pozo,
puede ser el resultado de emplear inyecciones con alta pérdida
de agua. Aunque no hay perdida de fluido a las formaciones
impermeables y tampoco deposición de revoque. El agua de la
fase continua “moja” la superficie de las fms arcillosas y la
invasión del fluido se produce a través de micro facturas y
planos de junta.
Factores que afectan la filtración
El tiempo: La cantidad del filtrado en cualquier momento es
directamente proporcional a la raíz cuadrada del tiempo.
F2= F1√T2/T1 F1: perdida conocida de fluido a T1
F2: perdida desconocida de fluido a T2
Ej: Si la perdida de fluido F1 en 7min 30 seg es 6 cc, calcular en
30 min. Entonces F2 es 6 x √ 30/7,5 = 12 cc

10. La Temperatura
Al aumentar la Temperatura se produce generalmente un
aumento de la pérdida de fluido. Hay varios factores que influyen
en la velocidad de filtración y que pueden causar un incremento
de la pérdida de fluido.
1- La solubilidad de los contaminantes aumenta con la Tº,
resultando en un aumento de la floculación y de esto un
incremento de la pérdida de fluido.
2- Los dispersantes pueden descomponerse a Tº elevadas, es
decir, los fosfatos a 180º F.
3- Las altas Tº pueden originar la cementación en inyecciones
que contienen Calcio, dando lugar a una alta alcalinidad y un
alto contenido de sólidos resultando en un aumento de la
pérdida de fluido.
Aún cuando los factores ya mencionados (1,2, 3) no entran en la
velocidad de filtración, habría un incremento de la pérdida de
fluido con los aumentos de la Tº, ya que al aumentar Tº,
disminuye la viscosidad de la fase fluida, resultando en un
aumento de la pérdida de fluido.

11. Efecto de la viscosidad de la fase fluida
Cuando todos los demás factores son constantes, la cantidad de
filtrado variará como la raíz cuadrada de la viscosidad de la fase
fluida. El incremento de la pérdida de fluido es inversamente
proporcional a la viscosidad de la fase fluida.
F2= F1√µ2/µ1 F1: perdida conocida de fluido a µ1
F2: perdida desconocida de fluido a µ2
Ejemplo: si la pérdida de fluido F1 es 4 cc a 68º F; µ1 = 1,005 (µ
del agua a 68º F). Si la Tº en fondo de pozo es 212º F (µ del
agua a 212º F es 0,284) la µ2 = 0,284.
Aplicando la fórmula:
F2=7,5 cc
Habría un incremento de 88% en la pérdida de fluido, así como
un aumento de revoque, siempre que la compactibilidad de éste
fuera constante.

12. La Presión
si el revoque fuera compresible, entonces el efecto de la Pº
sobre la velocidad de filtración sería hacer variar la pérdida de
fluido con la raíz cuadrada de la Presión. Sin embargo, se ha
comprobado que el revoque se vuelve más compacto al
aumentar la Presión. Esto resulta en un cambio en la porosidad
y la permeabilidad del revoque.
Ensayo de Filtración
Existen 2 métodos Standard (o normalizados) para medir la
pérdida relativa de fluido de un lodo. En ambos el lodo se vuelca
en una pequeña cámara que contiene un disco de papel filtro,
luego se sella la cámara herméticamente y se le aplica Pº (de
gas CO2) sobre el lodo. El filtrado se recoge en una probeta
graduado transcurridos 30´(minutos).

13. 1- Ensayo API Standard: Filtro prensa STD API de baja
Presión
Se lleva a cabo a Tº ambiente y a una Pº de 100 psi (volumen de
filtrado en cc (cm3) a 100 psi durante 30 minutos).
Este instrumento No informa con exactitud sobre la pérdida de
fluido, ni de la deposición de revoque como ocurre en
condiciones pozo abajo.
A) Mide la pérdida de fluido en condiciones estáticas. Pero la
pérdida de fluido ocurre tanto en condiciones dinámicas
como en condiciones estáticas durante las operaciones de
perforación (la filtración dinámica ocurre cuando circula el
fluido y la estática cuando dicho fluido está en reposo).
B) Las mediciones hechas a baja Pº y Tº de superficie, No
reproducen las condiciones del pozo.
(es un ensayo para inyecciones a base agua)

14. 2- Ensayo API: Filtro Prensa de alta Presión y Temperatura
Se realiza a 300º F (149º C) y a una Pº de 500 psi. (volumen de
filtrado en cc (cm3) en un tiempo de 30´a una presión de
500 psi a 300º F). Los resultados obtenidos con esta prensa
dan una mejor indicación de las características de la
filtración pozo abajo. Este ensayo, a veces se ejecuta a Pº y
Tº que simulan las condiciones
subterráneas.
(es un ensayo para
emulsiones inversas)

15. Análisis de Sólidos
El contenido de sólidos afecta la mayor parte de las propiedades
de los lodos. El procedimiento para determinar el volumen
(concentración) de arena consiste en diluir la muestra de lodo
con agua y lavarla a través de una malla 200 (74 micrones).
Las partículas acumuladas en la malla se lavan y se hacen
pasar a un tubo, en donde después de que se sedimentan se
toma nota de la cantidad de arena. Los sólidos totales, el agua
y el Petróleo se determinan usando una retorta (cámara
especial de destilación) en la cual se coloca y se calienta un
pequeño volumen de lodo. La parte líquida se evapora y es
recogida en un probeta. Si existe Petróleo se separa del agua
porque son inmiscibles. El volumen restante es el contenido total
de sólidos.
El Ensayo del Azul de Metileno (MBT): se realiza para
determinar el contenido de arcillas bentonititas (con elevada
capacidad de intercambio de cationes).

16. Parámetros de las Emulsiones Inversas
Los datos que son elementales conocer para diagnosticar el
estado del lodo son la µ, µ plástica, punto de fluencia, y las
gelificaciones inicial y final.
1- Para modificar los parámetros reológicos debemos alterar la
composición del lodo, las variantes son:
A- Subir el valor del PF (punto de fluencia), aumentando el %
de agua y consecuentemente hay que aumentar el % de
emulsionante. Y cal para mantener la relación emulsionante
agua.
Otra alternativa para aumentar PF: es aumentar la µ de la fase
continua por medio de un HC mas viscoso (tipo Fuel – oil)
Acción colateral: pequeño aumento en la µ Plástica y
aumento en la gelificación. También que el filtrado se verá
reducido en su valor final.
B- Bajar el valor del PF: por dilución aumentando la relación
gas-oil respecto del agua (agregado de gas oil o diesel – oil) 
Se tendra menor µ y menor µ Plastica: además menor PF,
menores valores de gelificación y mayor filtrado.