propiedades delos lodos

1. 0
10
20
30
40
50
60
70
0 200 400 600 800 1000 1200
EsfuerzodeCorte(T)
Velocidad de Corte (seg-1)
Modelo Reológico - Fluido de Perforación Grupo 3
0
50
100
150
200
0 200 400 600 800 1000 1200
EsfuerzodeCorte(T)
Velocidad de Corte (seg-1)
Modelo Reológico - Salmuera
MANUELA ANGEL VEGA CÓDIGO:20142128748 GRUPO 3
JESUS DAVID GALINDO CÓDIGO:20142128764
PRÁCTICA 3: VISCOSIDAD FANN
TABLA DE DATOS:
GRUPO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
MUD/WBS
(cP)
MUD/OBS
(cP)
MUD/SBS
(cP)
MUD/WBS
(cP)
MUD/OBS
(cP)
MUD/SBS
(cP)
MUD/WBS
(cP)
MUD/OBS
(cP)
MUD/SBS
(cP)
MUD/WBS
(cP)
MUD/SBS
(cP)
Θ3 1,5 / 12 0,5 / 4 2 / 4 2 / 9 0,8 / 4 1 / 3 2 / 10 3 / 4 1 / 4 0,5/10 1 / 3
Θ6 2 / 13 1 / 5 3 / 5 2,5 / 9,5 1,5 / 6 2 / 5 3 / 12 3 / 7 2 / 6 1 / 11 1 / 4
Θ100 5 / 21 6 / 51 5 / 14 3 / 17 2,5 / 45 4,5 / 14 7 / 20 7 / 51 3,5 / 14 3 / 18 3 / 12
Θ200 7 / 25 8 / 94 7 / 20 4 / 22,5 3,8 / 84 7 / 18 8 / 24 9 / 93 5 / 19 5 / 24 5 / 17
Θ300
9 / 31
12 / 136 9 / 24 10,5 / 28,5 4,5 / 115 10 / 23 10 / 31 12 / 136 6 / 25 7 / 29 6 / 21
Θ600 15 / 42 19 / 262 12 / 34 17 / 37 8 / 235 17 / 34 15 / 42 20 / 260 12 / 33 13 / 40 12 / 31
Θ10 SEG 4 / 11 2 / 4 3 / 4 3 / 8 0,7 / 4 1 / 4 3 / 10 4 / 5 1 / 3 1 / 8 1 / 3
Θ10 MIN 5 / 10 3 / 5 4 / 6 6 / 8,5 1,4 / 5 2 / 5 3 / 11 4 / 6 2 / 6 2 / 10 2 / 4
ρ Muestra
(lb/gal) 8,7 / 8,6 8,7 / 7,6 8,7 / 8,3 8,7 / 8,65 8,62 / 7,6 / 8,3 8,6 / 8,7 8,8 / 7,6 8,8 / 8,3 8,75 / 8,7 8,7 / 8,4
T (ºC) 26 / 26 26 / 26 26 / 26 20 / 20 26 / 25 26 / 26 20 / 26 26 / 20 24 / 24 26 / 26 24 / 24
GRUPO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
MUD WBS MUD OBS MUD SBS MUD WBS MUD OBS MUD SBS MUD WBS MUD OBS MUD SBS MUD WBS MUD SBS
n = 3,32 log (θ 600/ θ 300)
1b-seg/100 pies2 0,737 0,438 0,663 0,945 0,415 0,502 0,695 0,376 0,830 1,030 0,765 0,564 0,585 0,438 0,737 0,934 0,999 0,400 0,893 0,464 0,999 0,562
K = θ300/511n
lb*seg/100 pies 2 0,091 2,020 0,193 0,374 0,677 1,047 0,138 2,726 0,025 0,186 0,085 0,684 0,261 2,020 0,121 0,401 0,012 2,059 0,027 1,609 0,012 0,633
VP = (θ600 - θ300) cp 6 11 7 126 3 10 6,5 8,5 3,5 120 7 11 5 11 8 124 6 8 6 11 6 10
YP = (Ɵ 300 – VP)
Lb/100ft2 3 -2 5 10 6 14 4 20 1 -5 3 12 5 20 4 12 0 17 1 18 0 11
VA = (θ600/2) cP 7,5 21 9,5 131 6 17 8,5 18,5 4 117,5 8,5 7,5 7,5 21 10 130 6 16,5 6,5 20 6 15,5
TABLA 1. Velocidad de corte y Esfeuerzo cortante del fluido
A base agua del grupo 3.
TABLA 2. Velocidad de corte y Esfeuerzo cortante de la salmuera.
Θ u(cP) (seg-1)
𝜏
(lb/ft2)
3 2 5,109 10,2218
6 3 10,218 15,3327
100 5 170,3 25,5545
200 7 340,6 35,7763
300 9 510,9 45,9981
600 12 1021,8 61,3308
Θ u(cP) (seg-1)
𝜏
(lb/ft2)
3 4 5,109 20,4436
6 5 10,218 25,5545
100 14 170,3 71,5526
200 20 340,6 102,218
300 24 510,9 122,6616
600 34 1021,8 173,7706

2. 0
2
4
6
8
10
12
14
0 200 400 600 800 1000 1200
EsfuerzodeCorte(lb/ft2)
Velocidad de Corte (s-1)
Gráfica Esfuerzo de Corte vs. Velocidad de Corte para el
fluido base agua del grupo 3
ANÁLISIS DE RESULTADOS:
Podemos comparar los resultados de densidad obtenidos en el laboratorio pasado con los registrados en esta práctica, del lodo de cada
uno de los grupos. Observamos que en los grupos 3,8 y 9 la viscosidad aumento, esto se puedo presentar debido a que en el laboratorio
anterior no se agito lo sufriente el lodo lo cual genero un valor menor de viscosidad en ese momento. En los grupos 5 y 7, disminuyo su
valor, esto ocurrió debido a que en el anterior laboratorio sí tuvieron en cuenta de agitar el lodo, pero en esta práctica no lo hicieron. Los
demás grupos si obtuvieron el mismo valor de viscosidad en ambas prácticas, lo cual quiere decir que realizaron ambos procedimientos
de la misma manera. La viscosidad medida por medio del embudo de Marsh es muy poco precisa comparada con el resultado obtenido
en el viscosímetro Fann. Con este último tenemos la ventaja de poder caracterizar nuestro fluido ya que nos arroja más datos para poder
determinar la viscosidad plástica, la viscosidad aparente y el punto cedente.
La viscosidad plástica se puede ver afectada por la cantidad de solidos presentes en el fluido, generando mayor fricción y por ende una
mayor viscosidad. Los fluidos que presentan una mayor viscosidad plástica son los lodos base aceite que fueron medidos por los grupos 2,
5 y 8 con valores entre 120 y 126 cp, estos valores se alejan bastante de los demás fluidos, debido a que presentan una mayor resistencia
al flujo la cual es causada por fricción mecánica. Esto se puede evidenciar además en los valores que obtuvieron de yield point siendo
también los más altos.
Los fluidos que medimos en el laboratorio son fluidos no newtonianos debido a que todos los grupos obtuvieron valores de n < 1. En
estos fluidos el punto de cedencia debe ser mayor a cero. En los grupos 1,5,9 y 11 esto no ocurrió. Pudo deberse a un error de lectura o
que, al tener una densidad y viscosidad plástica baja, el valor iba a ser igualmente bajo. Los demás grupos si presentaron valores mayores
a cero. El valor de K esta relacionando con la velocidad de flujo a bajas velocidades de corte. Al aumentar los valores de K el tipo de lodo
va a presentar una mejor limpieza en el pozo y mejor suspensión de ripios y materiales densificantes. En los grupos 1,4 y 7 se presentaron
los valores más altos de K todos en el lodo base agua.
Se tabularon y graficaron los valores para la velocidad de corte y el esfuerzo cortante del fluido de perforación y la salmuera, inicialmente
en la gáficas se obtiene curvas que muestran que los fluidos siguen un comportamiento del modelo reológico de un fluido no newtoniano,
teniendo en cuenta que su relacion entre el esfuerzo de corte y la rata de corte no tiene una constante de proporcionalidad fija.
El fluido de perforación del grupo 3 muestra también en la gráfica una curva que aunque no inicia en el origen parecío ser propia de un
fluido con el modelo reológico de Ley Exponencial, razón por la cuál se procedió a graficar pero hallando los valores de 𝜏 con la ecuación
apropiada, es decir: arrojandonos como resultado la siguiente tabla con sus respectiva gráficas.
Θ u (cP) (seg-1)
K
(lb*seg/100 pies 2
)
N
(1b-seg/100 pies2
) 𝜏 (lb/ft2) a 
3 2 5,109 0,677 0,415 1,332 0,260
6 3 10,218 0,677 0,415 1,776 0,173
100 5 170,3 0,677 0,415 5,708 0,033
200 7 340,6 0,677 0,415 7,611 0,022
300 9 510,9 0,677 0,415 9,006 0,017
600 12 1021,8 0,677 0,415 12,008 0,011
De la gráfica de viscosidad aparente vs rata de corte se pudo analizar que teniendo
en cuenta que el valor de n es menor que uno, la pendiente fue decreciente lo que
significó que el fluido disminuye la viscosidad con el aumento de la rata de corte, es
decir que el aumento de la rata de corte tiene un efecto adelgazante en el fluido de
perforación, este tipo de fluidos recibe el nombre de fluidos seudoplásticos. También
la gráfica nos mostró que la viscosidad aparente tiende a infinito cuando la rata de
corte tiende a cero al mismo tiempo que nos muestra que la viscosidad aparente
tiende a cero cuando la rata de corte tiende a infinito, se investigó sobre esta
información mostrada por la gráfica y se concluyó que estas eran inconsistencias del
modelo, sabiendo que el comportamiento real del fluido sería otro en el cual se
comporta como fluido newtoniano (n=1) a altas y bajas ratas de corte y se comporta
realmente como seudoplástico a ratas de cortes con valores medios.
El hecho de que la curva no iniciara en el punto origen fue motivo de investigación hasta que se encontró un modelo llamado “Modelo
Herschel Burkley ” o también llamado “Ley exponencial modificada” en el cual había un comportamiento seudoplástico al mismo tiempo
que se evidenciaba un Yield Point o punto de cedencia en la gráfica (punto de corte con el eje Y). Analizando los resultados de viscosidad
obtenidos en la prueba a los 10 segundos y a los 10 minutos, se puede concluir que los geles que forma el lodo son geles frágiles,
teniendo en cuenta que los valores obtenidos son cercanos y son de una magnitud baja, esto va a ser favorable para la suspensión.
Finalmente, Es importante saber que los modelos se definen sin tener en cuenta el efecto de la rotación ni la variación de la temperatura
con la profundidad.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0 200 400 600 800 1000 1200
ViscosidadAparente(cP)
Velocidad de Corte (s-1)
Gráfica Velocidad de Corte vs. Viscosidad Aparente
para el fluido base agua del grupo 3