Viscosidad

. VISCOSIDAD.
MODELOS REOLÓGICOS. TOMA DE MUESTRAS.














San Tomé, Noviembre de 2011
CONTENIDO
❖ INTRODUCCIÓN
1. INTERPRETACIÓN DE CURVAS DE VISCOSIDAD EN FUNCIÓN DEL GRADIENTE DE CORTE, TEMPERATURA Y PRESIÓN.
1.1. Viscosidad.
Figura 1. Diagrama de fluido en flujo cortante simple.
1.2. Reología
1.3. Parámetros Reológicos
Figura 2. Tipos deViscosidad.
1.4. Diagramas Reológicos
Figura 3. Esquema de Tipos de fluidos.
1.5. Tipo de Fluidos
1.5.1. Fluido Newtoniano
Figura 4: Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido newtoniano.
1.5.1.1. Ecuación constitutiva
1.5.1.2. Viscosidad y temperatura
1.5.2. Fluido no-newtoniano
Tabla 1: Tipos de fluidos No Newtonianos.
Figura 5: Tipos de Fluidos.
1.5.2.1.Fluidos independientes del tiempo de aplicación:
1.5.2.1.1. Fluidos sin esfuerzo umbral
1.5.2.1.1.1. Fluidos pseudoplásticos: (SHEAR-THINNING)
Figura 6. Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido pseudoplástico.
a. FLUJO DE VARILLAS RÍGIDAS SUSPENDIDAS EN UN LÍQUIDO NEWTONIANO:
Figura 7. Representación de las varillas desorientadas dentro del fluido, habiendo aplicado una fuerzasobre la placa superior.
b. FLUJO DE MOLÉCULAS FILAMENTARIAS EN UN LÍQUIDO NEWTONIANO
Figura 8. Los filamentos se van desenredando conforme aumenta la velocidad debido al movimiento de la placa superior.
• Ley de potencia (Ostwald):
Figura 9. Determinación de parámetros para Ley de Potencia.
• Series de potencia (Steiger, Ory):
1.5.2.1.1.2. Fluidos dilatantes: (SHEAR-THICKENING)Figura 10. Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido dilatante.
1.5.2.1.2. Fluidos con esfuerzo umbral, llamados también plásticos (VISCOPLASTICO)
Figura 11. Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido plástico.
• Ecuación generalizada de Bingham:
• Ecuación de Casson:
1.5.2.2. Fluidos dependientes del tiempo de aplicación:
1.5.2.2.1. FLUIDOS TIXOTRÓPICOSFigura 12. Curvas de fluidez y de viscosidad de un fluido tixotropía (hay histéresis).
Figura 13. Fase dispersa tipo Card House o “Castillo de cartas”.
Figura 14. Fase dispersa denominada de “Armadura”.
Figura 15. “Estructura tipo perlas encadenadas”.
1.5.2.2.2. FLUIDOS REOPÉCTICOS
Figura 16. Curvas de comportamiento reopéctico (hay histéresis).
1.5.2.3. FLUIDOSVISCOELÁSTICOS:
Figura 17. Modelo mecánico de Maxwell.
1.6. Variación de Viscosidad con Temperatura
Figura 18. Variación de Viscosidad con Temperatura.
1.7. Variación de Viscosidad con Presión
Figura 19. Variación de Viscosidad con Presión a Temperatura constante.
2. DETERMINACIÓN DEL MODELO REOLÓGICO
2.1. MODELO PLÁSTICO DE BINGHAM.
2.2. LEY DE POTENCIA
2.3. MODELO DE CASSON2.4. MODELO DE HERSCHEL–BULKLEY
2.5. MODELO DE ROBERTSON–STIFF
Tabla 2. Ecuaciones para calcular los parámetros reológicos de cada modelo.
Tabla 3. Unidades utilizadas.
2.6. SELECCIÓN DEL MODELO
2.7. PROCEDIMIENTO
2.8. EJEMPLO DE CÁLCULO PARA LODOS DE PERFORACIÓN
2.8.1. DATOS EXPERIMENTALES.
Tabla 4. Características de los lodos estudiados.
Tabla 5. DatosViscosímetro Fann.
2.8.2. RESULTADOS.
Tabla 6. Parámetros reológicos calculados para los lodos.
Tabla 7. Error promedio para cada modelo según el lodo utilizado.
Tabla 8. Modelos de mínimo error promedio.
2.9. EJEMPLO DE CÁLCULO PARA EMULSIÓN DE CRUDO PESADO
2.9.1. Análisis Teórico
Tabla 9. Características del petróleo utilizado.
2.9.2. Modelo Reológico del Fluido2.9.3. Viscosidad Aparente
2.9.4. Análisis de Resultados
Tabla 10. Resultados obtenidos del estudio Reológico.
Figura 20. Dependencia entre el gradiente de velocidad y la tensión de corte (Reograma).
Tabla 11. Parámetros Reológicos obtenidos y desviación media cuadrática.
Figura 21. Dependencia entre el gradiente de velocidad y la viscosidad aparente.
Figura 22....