jueves, 28 de agosto de 2014

TRATAMIENTO DE GAS

Propiedades De Los Gases
  Se denomina gas al estado de agregacion de la materia en el cual, bajo condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interacciona solo débilmente entre si, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipientes que las contiene y tendiendo a separarse, estos es expandirse todo lo posible por su alta energía cinética,los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la temperatura.






Variables que Afectan El Comportamiento de los Gases
  • Presión: es la fuerza ejercida por unidad de área. en los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. se origina del peso del aire que la forma, mientras mas alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de el, por consiguiente la presión sobre el sera menor.
  • Temperatura: es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías, cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con un frió, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frió. la temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas del gas por lo tanto a mayor energía cinética mayor temperatura. La temperatura de un gas las medimos en grados kelvin.
  • Cantidad: la cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos. de acuerdo con el sistema de unidades, así es,la cantidad también se expresa mediante el numero de moles de sustancia esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.
  • Volumen: es el espacio ocupado por un cuerpo.
  • Densidad: es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.

Compresión
 Tomando como referencia el tamaño de las partículas de un gas, existe una gran distancia de espacio vació entre ellas, lo que hace posible su compresion o compresibilidad, es decir la reducción o disminución de los espacios vacíos entre sus moléculas, lo cual se logra aumentando la presión y disminuyendo la temperatura.

Expacion
  Cuando se calienta una muestra de gas, aumenta la velocidad promedio de sus partículas, las cuales se mueven en un espacio mayor dando como resultado que todo el gas aumenta su volumen.

Difusión
 Cuando dos gases entran en contacto, se mezcla hasta quedar uniformemente repartidas las partículas de uno en otro, esto es posible por el gran espacio existente entre sus partículas y por el continuo movimiento de estas.

Gas En Solución
 Gas natural disuelto en el crudo dentro del yacimiento. En un yacimiento de empuje por gas en solución no existe capa de gas o empuje por agua. la saturación de agua promedia dentro del volumen poroso esta cerca al valor irreductible, es decir la energía necesaria para empujar el petróleo al hoyo puede ser proporcionada por la expansión del petróleo debido al gas en solución.





Compresibilad
  Es una propiedad de la materia a la cual se debe que todos los cuerpos disminuyan su volumen al someterlos a una presión o compresion determinada manteniendo constantes otros parámetros. El factor volumétrico conocido también como el factor de compresion (Z):es la razón del volumen molar de un gas con relación al volumen molar de un gas ideal a la misma temperatura y presión. es una propiedad termodinámica útil para modificar la ley de los gases ideales para ajustarse al comportamiento de un gas real. la desviacion del comportamiento ideal se vuelve mas significativa entre mas cercano este un gas a un cambio de fase, sea menor la temperatura o mas grande la presión. los valores de factor de compresibilidad son obtenidos usualmente mediante cálculos de las ecuaciones de estado, tales como la ecuación de virial la cual toma constantes empiricas de compuestos específicos como datos de entrada.



miércoles, 27 de agosto de 2014

LODOS DE PERFORACION

Funciones De Un Lodo De Perforación
  •  Mejorar la limpieza de los recortes durante la perforación.
  •  Controlar las presiones de la Formación.
  •  Aumentar las viscosidad de Penetración.
  •  Facilitar la cementacion y la Completacion
  •  Aumentar la estabilidad del pozo.
  • Proporcionar intensa Refrigeración en el área de fricción.
  • Proporcionar excelente Lubricación al sistema.
  • Controlar las presiones
  • Lubricación y enfriamiento
  •  Estabilización de la formacion rocosa , Flotabilidad y Suspensión.
Propiedades Fundamentales De Los Lodos De Perforación

Densidad
  Es la propiedad del fluido que tiene por función principal mantener en sitio los fluidos de la formación. La balanza de lodos se utiliza para medir la densidad del mismo


Balanza de lodos

.

Viscosidad API(De Embudo)
 Se le concede cierta importancia practica aunque carece de base científica y el único beneficio que aparentemente tiene es el de suspender el espacio anular en la formacion cuando el flujo es laminar. Es recomendable evitar las altas viscosidades y perforar con la viscosidad embudo mas baja posible, siempre y cuando se tengan valores aceptables de fuerzas de gelatinizacion y un control sobre el filtrado, un fluido contaminado exhibe una alta viscosidad de embudo.

Embudo Marsh

Viscosidad Plástica
 Es la viscosidad que resulta de la fricción mecánica entre solido, solidos y líquidos, líquidos y solidos. Esta viscosidad depende de la concentración, tamaño y forma de los solidos presentes en el fluido y se concentra con equipo mecánicos de control de solidos, una baja viscosidad plástica aunada a un alto punto cendente permite una limpieza efectiva del hoyo con alta tasa de penetración.

Punto Cedente

  Es una medida de la fuerza de atracción entre las partículas, bajo condiciones dinamicas o de flujo. es la fuerza que ayuda a mantener el fluido una vez que entra en movimiento. El punto cedente esta relacionado con la capacidad de limpieza del fluido en condiciones dinamicas y generalmene sufre incremento por la acción de los contaminantes solubles como el carbonato, calcio y por los solidos reactivos de formacion.

Resistencia La Gel o Gelatinizacion
   
   Esta Resistencia o fuerza de gel es una medida de la atracción física y electroquímica bajo condiciones estáticas. Esta relacionada con la capacidad de suspension del fluido y se controla en la misma forma, como se controla el punto cedente puesto que lo origina el mismo tipo de solido(reactivo).
esta fuerza debe ser los suficientemente baja para permitir el asentamiento de los solidos en los tanques de superficie, principalmente en la trampa de arena. EL Viscosimetro de lectura directa determina las propiedades reologicas del fluido es decir la viscosidad plástica el punto cedente y la fuerza de gel o gelatinizacion.

Filtrado
   Indica la cantidad relativa de liquido que se filtra através del revoque hacia las formaciones permeables cuando el fluido es sometido a una presión diferencial.

Determinación Del Filtrado

   La cantidad de filtrado que pasa del lodo hacia la formación es muy importante en cuanto a la cantidad como a la calidad del filtrado. Se efectúa con el instrumento llamado FILTRO PRENSA API, el cual determina el volumen de líquido que pasa a través de un filtro en un tiempo determinado, cuando está sometido el sistema a una cierta presión de trabajo.

Contenido De Arena

  Dentro del total de sólidos que tiene el lodo esta la arena que es aportada por las formaciones y en algunos casos algunos productos químicos en pequeñas proporciones y que para conocer su cantidad se hace uso de una separación de partes a través de una malla que retiene la arena y se la cuantifica en % en volumen.


PH
   Indica si el lodo es ácido o básico, la mayoría de los fluidos base acuosa son alcalinos y trabajan con un rango de PH entre 7.5 a 11.5 cuando el PH varía de 7.5 a 9.5, el fluido es de bajo PH y cuando varía de 9.5 a 11.5 es de alto PH.


Determinación Del PH Del Lodo

  Puede ser determinado por el método del papel PH que consiste en poner en contacto un papel especial y la muestra que dependiendo del PH de la muestra se desarrollara un determinado color el cual es comparado con una escala calorimétrica.
Otra manera es a través del PH–meter digital que consta de un electrodo de vidrio que al hacer contacto con la muestra a analizar da en un visor lecturas de las muestras.


PH Metro


COMPONENTES DE UN EQUIPO DE PERFORACION

COMPONENTES PRINCIPALES DEL EQUIPO DE UN PERFORACIÓN

SISTEMA DE ENERGÍA



 Es dado por los motores y generadores de energía necesarios para las
operaciones del equipo. Estos motores pueden ser, motores a diesel, motores eléctricos, etc.
Toda la energía generada por los motores es usada para izar, rotar y bajar la
herramienta, como también para mover las bombas de lodo.

SISTEMA DE SOPORTE, IZADO Y ROTACIÓN
      
  •      Torre o mástil de perforación que en realidad es el soporte de todos los demás elementos.
  •      Corona con la roldana, donde se enhebra el cable de perforación.
  •    Bloque viajero unido a la corona a través del cable, acoplado a él, se encuentra el gancho con sus demás accesorios.
  •      Vástago con su respectiva cabeza de inyección donde va acoplada la manguera de inyección.
  •    Mesa rotaria (en caso de tener TOP DRIVE ya no se usa).
  •      Sarta de perforación
          Barras de sondeo, para llegar a la profundidad.
          Porta mechas (donde están incluidas las barras pesadas), para
          darle peso a la herramienta.
          Estabilizadores para mantener la desviación del pozo.
        El conjunto de barras pesadas, porta mecha, y estabilizadores se lo  conoce con el nombre de arreglo de perforación, el cual puede variar según las condiciones y diseño de pozo.

     Sistema de circulación

  • Bomba de lodo, es el elemento principal del sistema de circulación, es el nexo entre el quipo de perforación y el lodo.
                       Las bombas más usadas son las DUPLEX (doble acción) y
                       TRIPLEX (triple acción).
  • Cajones de lodos, son recipientes contenedores de lodo que pueden tener cualquier forma, como ser rectangulares, con fondo plano o inclinado, cilíndricos con fondo plano o esférico.Se los conoce también como tanques de lodos, presas,bandejas, etc. Son diseñados de pendiendo de las capacidades del equipo.
  • TANQUES DE ZARANDAS, que colectan los sólidos más gruesos. Los cajones de lodos cuentan con bombas de agitación-preparación, pistola de agitación, agitadores eléctricos y ventanas de evacuación.
  • El CIRCUITO QUE SIGUE EL LODO es el siguiente:
   La bomba de lodo succiona el fluido de los cajones y envía el lodo a presión  a través de conexiones de tuberías a la manguera de circulación para llegar a cabeza de inyección la cual está unida al vástago a través de un acople especial que le permite introducir el lodo en el vástago que está girando; el lodo continua circulando internamente descendiendo a través del sondeo, arreglo de perforación, hasta salir al especio anular, por las boquillas del trepano, para luego ascender hasta la salida del lodo y retornar nuevamente a los cajones donde se limpia nuevamente es tomado por la bomba.
Cabe decir que el lodo pierde energía en todo su trayecto, bomba-línea de flujo donde sale prácticamente sin presión, es decir que hay un caída de presión en todo el  recorrido del lodo.


martes, 26 de agosto de 2014

TERMODINAMICA

Termodinámica



   Su origen etimológico se encuentra en latín conformado por la unión de tres partes bien diferenciadas.
  1. thermos:se define como caliente(calor)
  2. dinamo: sustantivo que equivale a fuerza o poder.
  3.  ICO: sufijo que significa relativo a algo.
Concepto De Termodinámica

   Es una ciencia que se ocupa de las relaciones entre el calor y el trabajo y las propiedades de la sustancia que se relaciona con el calor y el trabajo.
la base de la termodinámica es la observacion experimental, surge como consecuencia de la aparición de las primeras maquinas de vapor,en sus inicios esta ciencia trata de comprender y explicar el funcionamiento de las maquinas es decir la conversión del calor en potencia mecánica. 


Sistema Termodinámico

   Se refiere a una cantidad o porción de materia definida limitada por alguna superficie cerrada perfectamente limitada y separada del resto de materia. la superficie puede ser real y como la de un tanque que encierra una cierta masa de aire complimido o puede ser imaginaria como el limite de cierta masa liquida que circula a lo largo de una cañería cuyo progreso se sigue mentalmente, la superficie limite no esta determinada ni en su forma ni en su volumen para definirlo en forma mas precisa se coge un volumen control de modo que contenga la materia y los dispositivos dentro de una superficie control, todo los externos al volumen de control se considera entorno o alrededores y la separación esta dada por la superficie de control.
Superficie de Control: Puede ser abierta y cerrada a los flujos de energía atravez de ella en termino de calor y trabajo.
Limite: Pueden ser moviles o estacionarios reales o imaginarios.

Masa De Control
  En el caso de una superficie de control que esta cerrada al flujo de masa de manera que no puede escapar ni entrar masa al volumen de control, que contiene la misma cantidad de materia.
Estado De Un Sistema
son las condiciones en que encuentra el sistema identificado por sus propiedades
los limites de un sistema se clasifican en abiertos y cerrados o aislados.


Alrededores Del Sistema
  Están restringidos por todo aquello que no esta incluido en los limites del sitema aunque puede ejercer alguna influencia o efecto en el fenómeno termodinamico que se esta estudiando.

Propiedades Del Sitema
  Son las característica observable y medibles que permiten identificar su estado, las ṕropiedades puedes ser muchas y de distintas Naturaleza , estas variables son: masa, temperatura,volumen y presión.
se pueden clasificar las propiedades por su forma de medición o devolución su clasificacion puede ser primitiva y derivada.
  • Propiedades Primitiva: Es cuando su medición no requiere la modificacion o alteración de la condición en que se encuentra el sitema permitiendo la identificacion del estado del sistema siendo estas variables: peso, presión,temperatura, entre otros.

  • Propiedades Derivadas: Son todas aquellas que nos satisfacen la definición anterior por lo que se refiere a la clasificacion del sitema.

las propiedades se pueden clasificar con relación al tamaño del sistema.
  • Propiedades Extensivas: si su valor depende de la extensión del sistema, el volumen y la masa son ejemplos de estas propiedades. 
  • Propiedades Intensivas: son aquellas que tienen las características de que su valor es independiente de la extensión del sistema.

las propiedades también se pueden clasificar en cuanto a la relación:
  • Propiedades Independiente: son aquellas que se pueden variar o fijar independientemente de los otros.
  • Propiedades Dependiente: es lo inverso son las que no satisfacen esta condición.





YACIMIENTOS





ley de Darcy y el Flujo de Fluido en el Medio Poroso 


 
La ley de Darcy es un modelo matemático que indica el flujo de fluidos por un medio poroso. En el caso de la ingeniería de petróleos, esta ecuación posibilita la determinación de propiedades importantes en la roca como la permeabilidad, pero es preciso reconocer que al momento de caracterizar los fluidos de un yacimiento de petróleo presenta ciertas limitaciones.


Velocidad Real y Velocidad de Darcy

Sabemos que en cualquier conducto por el que circula un fluido se cumple que:
 
Caudal = Sección x Velocidad
L3/T = L2 x L/T
 
Si aplicamos esta consideración al cilindro del permeámetro de Darcy, y calculamos la velocidad a partir del caudal y de la sección, que son conocidos, obtendremos una velocidad falsa, puesto que el agua no circula por toda la sección del permeámetro, sino solamente por una pequeña parte de ella. A esa velocidad falsa (la que llevaría el agua si circulara por toda la sección del medio poroso) se denominavelocidad Darcyovelocidad de flujo:

Velocidad Darcy = Caudal / Sección total
Esa parte de la sección total por la que puede circular el agua es la porosidad eficaz; si una arena tiene una porosidad del 10% (0,10), el agua estaría circulando por el 10% de la sección total del tubo.
Y para que el mismo caudal circule por una sección 10 veces menor, su velocidad será 10 veces mayor. Por tanto, se cumplirá que:
 
Velocidad Real = Velocidad Darcy / me
(me = porosidad eficaz)



Limitaciones de la Ley de Darcy


La Ley de Darcy es falsa (o no suficientemente precisa) por dos razones:
 
#1
 
La constante de proporcionalidad K no es propia y característica del medio poroso, sino que también depende del fluido

El factor K, puede descomponerse así: k=ky/µ


 
donde1: K = permeabilidad de Darcy o conductividad hidráulica

 
 k = Permeabilidad intrínseca (depende sólo del medio poroso)

 
γ = peso específico del fluido

 
μ = viscosidad dinámica del fluido
 
Esta cuestión es fundamental en geología del petróleo, donde se estudian fluidos de diferentes características. En el caso del agua, la salinidad apenas hace variar el peso específico ni la viscosidad.
Solamente habría que considerar la variación de la viscosidad con la temperatura, que se duplica entre 5 y 35 o C, con lo que se duplicaría la permeabilidad de Darcy y también el caudal circulante por la
sección considerada del medio poroso. Afortunadamente, las aguas subterráneas presentan mínimas diferencias de temperatura a lo largo del año en un mismo acuífero.
Por tanto, aunque sabemos que K depende tanto del medio como del propio fluido, como la parte que depende del fluido normalmente es despreciable, para las aguas subterráneas a efectos prácticos
asumimos que la K de Darcy, o conductividad hidráulica es una característica del medio poroso.

#2
 
En algunas circunstancias, la relación entre el caudal y el gradiente hidráulico no es lineal.

Esto puede suceder cuando el valor de K es muy bajo o cuando las velocidades del flujo son muy altas.

En el primer caso, por ejemplo, calculando el flujo a través de una formación arcillosa, el caudal que obtendríamos aplicando la Ley de Darcy sería bajísimo, pero en la realidad, si no se aplican unos

gradiente muy elevados, el agua no llega a circular, el caudal es 0

En el segundo caso, si el agua circula a gran velocidad, el caudal es directamente proporcional a la sección y al gradiente, pero no linealmente proporcional, sino que la función sería potencial:
 

q =K(dh/dl)n 

donde el exponente n es distinto de 1.
 

En el flujo subterráneo las velocidades son muy lentas y prácticamente siempre la relación es lineal, salvo en las proximidades de captaciones bombeando en ciertas condiciones .

 MEDIO POROSO
  Un medio poroso es una fase sólida continua con muchos espacios vacíos o poros.

Ejemplos de medios porosos: arena, gravilla, esponjas, lechos,empaquetados.


Los medios porosos pueden ser:
 

Impermeables cuando los poros no están interconectados.
Permeables cuando los poros están conectados.
 
Las principales características de un flujo en medio poroso, son:

La fricción es mucho mayor de lo que sería en un flujo análogo sin medio poroso. El factor de
fricción se calcula de manera diferente.

La variación de la velocidad del fluido a través de un medio poroso es despreciable comparada  con la fricción.