HIDRAULICA BASICA

HIDRAULICA -

Antecedentes

Diferencias entre presión de manómetros del equipo y los
valores calculados con los programas de hidráulica.
Perforación Horizontal, pozos “ERD y herramienta PWD dieron
mayor sensibilidad al calculo de la ECD, en comparación con
las observadas realmente.
Nuevos Modelos como los de Maxwell y el de Herschel &
Bulkley, nos acercaron mas al comportamiento de los fluidos
abajas tasas de corte, considerando el efecto de los
polímeros. Igualmente, Nuevos viscosímetros incluyen
condiciones de presión y temperatura, simulando las del
fondo del pozo.

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Regimenes del flujo

Flujo turbulento
Estados del flujo
para

Flujo de transicion

Fluidos de
perforacion tipo

Laminar

newtoniano y
plasticos de Bingham

Streamline incompleto

Flujo tapon

No hayflujo

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Flujo turbulento

Flujo turbulento
-. “Remolinos”
-. Mayores perdidas por
friccion.

Velocidad critica

Transicion

Laminar

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Esfuerzo de corte

Esfuerzo de corte – Tau (lb/100 pie2)

Un esfuerzo de corte es requerido para iniciar el flujo. La
velocidad de corte es la relacion de la velocidad de una
capa de flujo con respecto a otra, SEG-1 ( CM/SEG/ CM )–
para los reometros son rpm.

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Zona de interes de los esfuerzos de corte
Fann
3 rpm

τ

Fann
6 rpm

Esfuerzo de
corte - lb/100 pie2
Sarta excentrica rotando
con Fluido en
condiciones estaticas

Barita

Asentamiento de cortes
de mas de 0.25”

Sag
0

5

Velococidad de corte, rpm

γ

15

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Indice de flujo, n:
Relacion numerica entre el esfuerzo de corte y lavelocidad
de corte en un grafico LOG/LOG – Adimensional.
n = Log (θ600/ θ300)/ Log (600/300) o
n = 3.32 x LOG (θ600/ θ300)

Indice de consistencia, k:
Se refiere a la viscosidad de uin fluido que fluye.
(eq) cP o lb/100 ft2segn .
k = 511xθ300/511n o
k = 511xθ600/1022n

I

&
n
s
e
ndic

k

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Tipos generales de fluidos - Newtonianos

Esfuerzo de corte (τ)

μ=τ
γ

o
c
s
Vi

,
d
a
sidVelocidad de corte (γ)

μ
cp

Δ Esfuerzo de corte

Δ Velocidad de corte

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Tipos generales de fluidos - No Newtonianos

Tienen punto y esfuerzo cedentes

El perfil de

μ=τ
γ

puede ser “No lineal”

La viscosidad plastica usualmente exhibe perfiles
no lineales .

El Indice de flujo n, usualmente es menor de 1,
nunca igual.

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Porque la necesidad de conocer los modelos reologicos?
Esnecesario describir el comportamiento del fluido en el espectro
de los esfuerzos de corte – θ6 & θ3.

Los programas hidraulicos requieren la definicion de los modelos
reologicos para simular los flujos en sarta y anular.

Se requiere el entendimiento de todos los modelos, para definir
sus limitaciones y aplicabilidad para simular acertadamente y
predecir las propiedades del flujo, en diferentessituaciones.

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A = Modelo Pseudoplastico – ley de potencia

Esfuerzo de corte (τ)

B

B = Fluidos Dilatantes - sangre
C = Modelo plastico de Bingham

A

C

Velocidad de corte (γ)
OS
D
I
FLU

N

E
N
O

ON
T
W

OS
N
IA

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Modelos para Fluidos No - Newtonianos
Modelo plastico verdadero de Bingham:
Viscosidad constante con el esfuerzo de corte –Ec. recta

τ = PC + VP * (ΛEsfuerzo decorte/ Λvelocidad de corte)
τ = Esfuerzo de corte, lb/100 ft2
PC = Punto cedente, es la fuerza requerida para iniciar el flujo, lb/100 ft2
VP = Viscosidad plastica, es la resistencia al fluijo causada por la concentracion,
tamaño y forma de los recortes, y, por la viscosidad del fluido que los contiene. cP.

Segun API:
VP = θ600 – θ300
PC = θ300 – VP o 2 x θ300

Se que el fluido es 100% plastico,n=1.
Es mas realista usar:

LSR = 2 x θ3 – θ6

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Modelos para Fluidos No - Newtonianos
Modelo de fluidos dilatantes:
Varian su viscosidad con el aumento de las rpm hasta un valor de
velocidad de corte – Sangre

Modelo de la ley de potencia – fluidos Pseudoplasticos:
Se adelgazan con rpm hasta obtener una viscosidad maxima que es
independiente de la velocidad de corte – fluidos de...