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Hidráulica para Pozos Direccionales

Fluidos de Perforación
Funciones básicas Superar la presión de la formación Estabilizar las paredes del agujero Enfriar y lubricar a la barrena y a la sarta de perforación Transporte de los cortes de perforación hasta superficie. Proporcionar la potencia hidráulicas a las herramientas en el agujero.

♦ ♦ ♦ ♦

Tópicos

Propiedades del Fluido sistemade circulación Selección del caudal Selección de las toberas de la barrena Limpieza del agujero, transporte de cortes de perforación RPM del tubo Erosión del agujero ECD

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Fluidos de perforación Fundamentales

♦ GAS es altamente compresible. Su volumen es dependienteen la presión y
la temperatura

♦ ESPUMA es compresible, la mezcla de aire/gas+agua+químicos ♦ LIQUIDO es levemente compresible , las características están cambiando
con la presión y la temperatura

Propiedades de un fluido de perforación
Basic data

:
ppg kg/dm3 SG sec cP - lb/100 ft2 lb/100 ft2 vol%

Densidad Viscosidad Embudo Viscosidad (PV-YP) Fuerza de Gel Contenido de sólidos Cómo medimos las características reological del Fluido?
♦ Embudo De Marsh
Es el tiempo requerido para que 1 U.S. cuarto de galón (o 946 cm3) de fluido drenen a través de un embudo estandarizado. Ejemplo: el agua tiene una viscosidad de embudo de 26 segundos

♦ Viscosímetro Cilíndrico rotatorio
Medida del esfuerzo de torsión (usualmente a 600,300,200,100,6 y 3 rpm) en los cilindrosconcéntricos sumergidos en el líquido en estudio. Las figuras en el dial son grados de rotación de un cilindro . Un factor de conversión se requiere para convertir las lecturas del dial a las unidades de esfuerzo cortante.

Principio del Viscosímetro Rotatorio

6-velocidades tiene el Viscosímetro de Cilindro rotatorio

Viscosímetro Fann Model 35

Modelos Reologicos (1)
Que hace el modelo?:Fórmulas matemáticos, permiten que calculemos la fuerzas de corte cualquier tasa de corte deseada.

T = f (D)
El parámetro de la función (“ f ”) depende del modelo de fluido seleccionado: µ para el modelo de fluido newtoniano PV, YP para el modelo de fluido Bingham plastic n, K para el modelo de fluido Power Law

Modelos Reologicos (2)
Desde el esfuerzo de corte y la tasa de corte la viscosidaddel fludo puede ser calculada:

µ = T/D

Esta es la viscosidad dinámica. Viscosidad del agua a 20°C es 1 centi Poise : cP (1 dyn-s/cm2).

Modelos Reologicos (3)

♦ Newtoniano ♦ Bingham-plastic ♦ Power Law ♦ Yield-Power Law

Modelo Newtoniano
♦ Relación de corte:

T = µ x D

µ
D T

viscosidad, P, cP tasa de corte,1/s esfuerzo de corte,lb/100ft2

Curva De Flujo Newtoniano τlb/100 ft2 Viscosidad Newtoniana= tan α

R600 - R300

511

α
511 300 1022 600 1/s rpm

D

Modelo Bingham-Plastico
♦ Relación de corte :

T = PV x D + YP

Esfuerzo de corte = (Viscosidad Plástica )x(Tasa de corte)+Punto cedente

♦ El punto cedente es un esfuerzo inicial para una tasa de corte igual a 0, medida de las fuerzas de atracciones eléctricas en el lodo bajo condición defluir ♦ Una ves el esfuerzo de cedencia es cedido, igual incrementos en la tasa de corte produce igual incremento en el esfuerzo de corte.

Parámetros del Modelo De Bingham
Al usar un viscosímetro de Fann con R1-B1-F1 combinación rotor -mover–espiral : PV = (600 rpm lectura ) - (300 rpm lectura) [cP]

YP = 2(300 rpm lectura) - (600 rpm lectura) [lb/100 ft2]

Nota: Para el uso del campo, elfactor de la conversión es ignorado

Curva de Flujo Bingham-Plastic τ
lb/100 ft2 Viscosidad Plástica = tan α

α
YP
511 300 511

R600 - R300

1022 600

1/s rpm

D

Modelo Del Plástico De Bingham
♦ La viscosidad aparente varia con la tasa de corte para fluidos no newtoniano. ♦ Viscosidad aparente decrece con el incremento de la tasa de corte. ♦ Ventaja: fácil utilizar, y...
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