Apuntes Sondeos 3

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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Ce爪en†QCi6n
Su misi6n consiste en limpiar de lodo las paredes de la parte deI pozo que se va a cementar
Para que aS[ el cemento se adhiera a las paredes deI agujero.
Hay dos tipos, unOS que Se emPIean moviendo ia tuber迄l en Sentido verticaI y otros que
Iimpian al mover la tuberfa por gi「0.
Fig 3.2O Tipos de raspadores. (Fuente ’’Manuai de sondeos. TecnologIa de la perf。raC16∩.’’L6pez Jimeno, C,)
4.7.3 Cementaci6n de DOZOS DrOfundos
"　Zapata gu[a. Puesta en ia pa巾e面erior de la tuberfa, facilita su descenso en eI caso
de que supongamos vayamos a encontrar obstrucciones.
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Cemen†Gd6n
Fig. 3,21 Zapata guia. (Fuente ’’Ma…al de sondeos. TecnoiogIa de Ia perforaci6n.’’L6pez JlmenO, C.)
Zapata flotado「a. Simiiar a lo anterior, PerO =eva una valvuia incorpo「ada que impide
el paso deI exterior a=nterior de la tuberfa. Tiene por finaIidad, graCias al prlnCIPIO
de Arqu血edes, hacer que grandes pesos nominaIes de tuberfa puedan ser
descendidos facilmente, Ademds, aI tener la valvuIa impedira que retome el
CementO inyectado,
ノ● ●I● 
●●.1● ●,●●●●● 　●●-,●●, � � 
シ● 霞 � 
Fig. 3.22 Zapata flotadora. (Fuente ’’ManuaI de sondeos. TecnoIogIa de la perforacI6∩・’’L6pez JlmenO, C.)
一　An川o flotador. Su cometido es simiIar aI anterior. Se coIoca unos tubos mきlS arriba
que la zapata. Sirve tambien para hacer de tope ai tap6n de cementaci6n.
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Ce爪en†oci(症
Fig, 3.23. Anillo ¶otador, (Fuente ’’Manual de sondeos. Tecnolog(a de ia perfo「aci6∩.’’L6pez JimenO,
C.)
"　Tap6n de cementaci6n. Hecho de material eほstico y facilmente perforable, que Sirve
Para emPujar como si fuera eI pist6n de una bomba, e=odo o cemento por eI
interior de la tuberfa.
Fig 3.24 Tap6n de cementaci6n. (Fuente ’’Manual de sondeos. TecnoiogIa de la pe面eraci6n,’’L6pez
JimenO,C.)
An川o para cementar en dos etapas. Es un utensiIio que se intercaIa en Ia tuberfa en
un lugar adecuado a ia profundidad que queremos cementa「 en ei segundo tramo y
mediante unos tapones distintos a Ios empieados en la cementaci6n deI primer
tramo que hacen que se abran unos agujeros de la tuberfa y aI cabo del tiempo,
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Ce爪en†oci6n
cuando se d6 por terminada la cementaci6n de ese segundo tramo′ el cuarto tap6n
VueIva a cerrar ios agujeros,
Revestimientos por tramos. Es una longitud que se introduce en ei pozo para
PrOteger un tramO de la formaci6n.
Este tramo de tuber(a ira desde la cota inferior A a la superior B, en la Que A no
tiene por Que coincidir con eI fondo dei pozo y B debe estar por debajo de la
SuPerficie.
Revistiendo por t「amos se consigue un ahorro de tuber(a y una mayor fac掴dad para
introducirla, Que en eI caso de grandes profundidades es importante.
1亡巳m巳nta⊂idr d巳una血厄日r屯坤「a aisIar坤帖d巳ia向rmaEI占n'
2亡巳m巳nねこ竜n de una山bera F即a aisiar申帖d巳Ia z口rla
P「口山⊂血「己
3 C巳men鳴lニ竜n日面巳dロS山rbln雑P訓叩r口teger a u∩a坤S由da
4 C巳m巳nt虻肩n dup"⊂訓d口Ia antBri口「
Fig, 3.25 Diversos casos de cementaci6n de tuberias (Fuente ’’ManuaI de sondeos" Tecnolog(a de
Ia perfo「aci6n.’’L6pez JimenO, C.)
Cabeza para cementaci6n con aiQjamiento para tap6n. Ai objeto de no血errumpir Ia
CementaCi6n para introducir eI tap6n superior, eXisten cabezas que Io pueden aIojar
y que una vez puestas a ia tuber(a y comenzada la inyeccIOn, Pueden en ei
momento deseado soita「 de su a廟amiento eI tap6n superior que empuJa「a aI
CementO y Servira de separaci6n entre 6I y e=odo que se inyectara a continuaci6n.
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1
音
十
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子
　
羊
　
‥
APUN丁ES DE SONDEOS Ver 2004-11
Ce爪en†QCi6n
Aniiio redentor dei tap6n superior. Muchas veces interesa poner un ani=o especiaし
Situado uno o mds tubos po「 encima del an川o flotador, Se COnSigue un cierre mas
estanco y una menor contaminaci6n por e=odo de la parte cementada alrededor de
Iazapata,
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丁riconos
CAPITULO III SONDEOS DE HIDROCARBUROS
TRICONOS
Tabla de contenidos
I Composici6ndellodo
2　Requisitosdellodo
3　Tiposdelodos
4　　Caracteristicas de los Iodos
1300O. FuncIOれeS iodo perforac16n
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1 Sostenimiento de Paredes
En caso de realizar sondeos en terrenos poco consolidados se corre peligro de que la
presi6n del terreno sobre las paredes ocasiones que estas se derrumben sobre si
mismas provocando el colapso del pozo, el sostenimiento de las paredes del sondeo
Se tOma entOnCeS un PrOblema de crucial importancia・
Para evitar que las paredes del pozo se hundan, el perforista recurre a tres m6todos
diferentes, dependiendo de la fase de la perforaci6n en que se encuentre, Para
contrarrestar los efectos de la presi6n del terreno sobre las paredes se puede recurrir a
la presi6n del propio Iodo de perforaci6n, al entubado del sondeo o puede cementar
las paredes.
Lodos Para Sondeos
E1 6xito en la perforaci6n de sondeos en la corteza terrestre depende en gran
medida del fluido que se hace circular, generalmente desde el interior del vari11aje ,
pasando por el trepano de perforaci6n y ascendiendo, junto con los detritos por el
espacio anular entre el varillaje y la fomaci6n rocosa o el revestimiento, hasta la
SuPerficie,
Si bien la utilizaci6n de agua en la perforaci6n de sondeos se empleo en la
antigbedad para ayudar a remover el detritos, nO fue hasta el a充o 1844 cuando se
PrOPuSO POr Robert Beart la circulaci6n de agua en sondeos.
Posteriomente, entre 1860 y 1880, Se PatentarOn diversos procedimientos de
circulaci6n de fluidos para extraer los detritos. En 1887 Chapman sugiri6 el empleo
de materiales plasticos como la arci11a, el cemento etc, junto con vapor de agua para
revestir las paredes de las fomaciones atravesadas y evitar los hundimientos de
6stas.
En 1913 Pollard y Heggen, de 11a U.S Bureau ofMines, demostraron la
utilidad de los Iodos para controlar los escapes de gas en sondeos perforados con
cable. En 1922 Strond efectu6 ensayos en laboratorio para la obtenci6n de lodos
densos empleando cemento, galena y oxido de hierro’Sulfato de bario, etC’COmO
materiales dens甫cantes, Cristalizo todo ello en 1926 con una patente. Los derechos
de la misma fueron adquiridos por la National Pigments and Chemical Con岬a′男
que producia barita en unas minas de Missourl Paran la industria de pinturas・ El
empleo de barita b勾O el nombre de Baroid comenz6 en 1926・
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La funci6n que mas nos interesa en 6ste momento de los Iodos de perforaci6n
COnSiste en la que mediante la presi6n匂ercida por el fluido sobre las paredes y con
la fomaci6n de una costra que hace de encofrado provisional de evitan los
PrOblemas de inestabilidad de la paredes. Estos pueden ser debidos, entre OtraS
CauSaS a la presencia de fomaciones fracturadas, 1a existencia de arcillas expansivas,
erosi6n de los materiales de las paredes etc.
Para facilitar el proceso de perforaci6n en arenas, Se reCOmienda echar al sondeo
bolas de arcillajunto con el lodo, que aCtua de estabilizante de las paredes.
Si el sondeo tiende a 11enarse de arena por el arrastre del agua que fluye hacia el, Se
llenara de agua o de lodo para crear una contrapresi6n.
La presi6n que el fluido Qjerce sobre las paredes del sondeo es directamente
PrOPOrCional a la densidad de 6ste y a su profundidad a la superficie libre, Segun la
formula:
P二幸h
γ二densidad en N/m3
h = PrOfundidad en m
Los Iodos para sondeos se componen de una fase continua que foma la base de1
1odo, generalmente es agua pero en circunstancias especiales se pueden utilizar
aceites especiales o gases.
Para mqorar las propiedades de las bases se puedea充adir distintos compuestos, en
fase s61ida como arcillas, yeSOS, baritas yesos o calizas que actuan como
densificantes, tambi6n se ahaden disueltos como sales o liquidos no miscibles,
fomando emulsiones de agua y aceites.
La densidad de los lodosjuega un pape=mportante en la perforaci6n de un sondeo.
Si la densidad es alta, la presi6n hidrost各tica ser各elevada, eVitindose el
desprendimiento de las paredes y la infiltraci6n hacia el hueco de sustancias fluidas
COntenidas en la fomaci6n, y ademas se favorecer紅a ascensi6n de los detritos.
Si la densidad el excesiva pueden aparecer efectos perjudiciales al producirse u
agrietamiento del sondeo y posibles dafios en la fomaci6n por invasi6n de=odo en
dichos horizontes.
13OOO. Func'OneS Iodo perforaci6n
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
2　Composici6n de=odo
Es un fluido de circulaci6n compuesto fundamentalmente por agua, al cual se le
ahaden una serie de productos tales como bentonita, CMC (carboxil metil celulosa),
gas61eo o aceites petroliferos, etC.
De la correcta elecci6n de lodo al tipo de fomaci6n a perforar depende el que
Obtengamos una perforaci6n mas o menos eficiente・
3　Requisitosdel看odo
E=odo debe cumplir los sigulenteS requisitos‥
1. Refrigerar el tricono
2. Elevar los detritus al exterior.
3. Mantener en suspensi6n los detritus durante las operaciones en que se
intermmpe la circulaci6n del lodo.
4. Impedir que entren al agujero del sondeo avenidas de agua o fluidos de la
formaci6n.
5. Mantener fijas las paredes del agujero, impidiendo que se de皿mben・ Para
esto e1 1odo foma una especie de tuberia artificial en las paredes del ag可eros.
El espesor de este recubrimiento de las paredes debe ser suficiente, PerO nO
6. Debe tener la capacidad de dQjar que se desprendan las arenas que lleva en
SuSPenSi6n en las balsas de lodos. EI contenido de arena no debe superar e1
3%.
7. El lodo debe tener propiedades lubricantes para aminorar el desgaste del tren
de perforaci6n.
Si se plenSa hacer una campaha de sondeos, COnViene estudiar la fomaci6n para
Seleccionar el tipo de lodo a emplear, y COmPenSa tener un equipo de hombres
distintos a los sondistas encargados de controlar y corregir el lodo.
Cualidades de los Iodos de Derforaci6n
Un lodo de perforaci6n debe cumplir varios cometidos:
1. Refrigerar el tricono o corona.
2. Subir el detritus: Para subir los detritus a base de agua es necesario un gran caudal,
PerO Si e=iquido empleado es viscoso tendra una mayor capacidad de elevaci6n.
Pero es necesario limitar esta viscosidad para que sean bombeables.
3. Mantener bien las paredes del agLjero: Cuando se para la circulaci6n del fluido,
este debe mantener en suspensi6n el coIoide y al reanudar la circulaci6n, el fluido
debe voIver a ser el fluido primitivo. De esta foma no se sedimentan en el fondo el
detritus.
4. Responder a las contaminaciones que le afecten‥ Hay que ahadir productos al Iodo
Para eVitar que se contamine en el transcurso de la perforaci6n.
5. Dar una buena velocidad de avance: Debe pemitir que el elemento de corte
avance a una cierta velocidad, que eS inversamente proporcional a la viscosidad.
6. Ser econ6mico.
13OOO. F…Ciones Iodo perforacI6n
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
E=odo de perforaci6n cumple una serie de funciones:
>　LiI卿ieza delj2)n(わdel sondeo, que Pemite que la perforaci6n se realice de
una manera continua, Si no la perforaci6n se estaria parando cada pocos
metros debido a los fragmentos que se quedarian en el fondo del sondeo y
aque11os que se habrian pegado a los dientes de la broca・
>　Lubricacic5n y r4v塩eracic;n tanto de la sarta de perforaci6n como de la broca・
>　Control de laspre5iones Jnternas de la fomaci6n, Para eVitar erupcIOneS
(blowout) del sondeo.
>　Revestir e iI印ermeabilizar las paredes del sondeo, eVitando que se
PrOduzcan invasiones en el sondeo, entrada en el sondeo de un fluido
existente en la formaci6n.
>　ProtegerjZ)rmaCiones potencialmente productivas.
Pressures on rhe bo請on1 OI d WeII
Las propiedades que definen a los Iodos y por tanto las mds importantes son: la
Viscosidad y la densidad.
La高scosidad proporciona a los Iodos la capacidad de sustentaci6n del detritus, PerO
PreSenta una Serie de inconvenientes que se deben tener en cuenta, al aumentar la
viscosidad del lodo, Se dificulta la decantaci6n y desgasificaci6n del mismo en su
acondicionamiento, POr OtrO lado aumenta las p6rdidas de carga en el circuito y las
PreSiones en el anular, CO正endo el riesgo de que emigre hacia la fomaci6n・
Variando la densidad se le proporciona a=odo suficiente peso como para
COntrarreStar la presi6n de la fomaci6n’PerO Si la aumentamos excesivamente
13OOO. Funciones Iodo perforaci6n
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁riconos
COrremOS el riesgo de aumentar la presi6n hidrostatica en el anular y las p6rdidas de
circulaci6n
Este /ema ha sido realizado a partir del cqpitulo 16,・Drilling a W壱Il-772e Mセchanics,
pdg. 262.・ Cyrculating $′Stem, del libro.・Petroleum GeoIogy, Exploration,Drilling,
and Production. Norman Jf砂ne, Ph.d.
4　Tiposde音odos
Se pueden clas誼car en funci6n de:
1 Densidad: Ligeros: Desde O hasta l,44 kg/litro
Pesados: Desde l,44 a 2,40 kg/litro
2 Composici6n
como coIoide
Lodos a base de agua
Lodos a base de productos
PetrO li feros
Espuma estable
Niebla
ー　Aireogas
El lodo de perforaci6n esta compuesto por: una meZCla de arcillas, COn agua,
PrOductos derivados del petr6leo(oil-based drilling mud), una meZCla de agua y
aceite en foma de emulsi6n (emulsion mud) o una mezcla de sustancias orgまnicas
Sint6ticas con agua (Synthetic-based drilling mud).
El agua empleada suele ser agua dulce aunque se puede utilizar agua salada.
Los productos derivados del petr6leo (oil置based dri=ing mud), eStin compuestos por
diesel, aCeites minerales o sint6ticos y salmuera; eStOS PrOductos tienen ciertas
Ventajas: eS un lubricante muy bueno para la broca y no afecta negativamente a las
formaciones geo16gicas que se perforan. Aunque tambi6n tiene desventayas: eS CarO,
Su eliminaci6n o posterior uso presenta grandes d誼cultades y es inflamable, COn el
riesgo que esto conlleva.
La emulsi6n (emulsion mud) esta fomada por una mezcla de1 8-12% de aceites en
agua, tiene las ventajas de ser un buen lubricante y no afectar a las fomaciones que
atraviesa.
Las sustancias orginicas sint6ticas (synthetic-based dri11ing mud) presentan las
Ventajas de las emulsiones y adem各s se pueden conseguir facilmente.
Los lodos de perforaci6n mas empleados, SOn los compuestos de agua dulce y
bentonita.
La bentonita es un tipo de arci11a, que foma una mezcla coIoidal’que Puede
PemaneCer SuSPendida en el agua durante un largo periodo de tiempo aunque no
exista agitaci6n a正ficial de la mezcla.
Otras posibles composiciones del lodo de perforaci6n son, en funci6n de los terrenos
a perforar, donde est6 situado el sondeo y que sustancia estemos prospectando’Sera‥
13OOO. FunciOneS Iodo pe「fo「ac'6n
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
La fase liquida estara constituida por agua dulce siempre que podamos disponer de
e11a, generalmente cuando estemos perforando sobre tierra fime, POr agua Salada, en
aquellas ocasiones en las cuales no dispongamos de agua dulce o estemos perforando
mar adentro (o節ehore), y POr Petr6leo (gasoleo) cuando haya indicios o exista la
POSibilidad, de que a medida que estemos perforando vayamos a atravesar, CaPaS de
arci11as, Para eVitar que sufran un hinchamiento.
En la fase s61ida se puede distinguir entre dos posibilidades:
Cuando necesitemos Iodos de b勾a densidad, dicha fase s61ida estara fomada por
bentonita, Si se est各empleando agua dulce, O ataPulgita, Cuando se emplea agua
Salada; eStaS arCillas proporcionan suficiente viscosidad a=odo, Para mantener Su
CapaCidad de sustentaci6n del detritus.
En el caso de necesitar un lodo de alta densidad, Se emPlean la barita, Sulfato de bario
de b牛ia abrasividad, mineral dehierro o galena, Su funci6n es proporcionar a1 1odo
densidad suficiente, Para POder equilibrar las presiones en el interior del sondeo.
Ademds de todos estos componentes Ios Iodos pueden llevar una serie de aditivos
que mod誼quen o potencien las propiedades de1 1odo:
●　Espesantes.
●　Adelgazantes.
●　Detergentes.
o Lubricantes.
. Desespumantes.
●　Colmatantes.
5　Caracterfsticas de音os看odos
EI cumplimiento de las funciones de un lodo se 11eva a cabo por unas deteminadas
CaraCteristicas fisicoquimicas del mismo. Las mds importantes, y que Se deben tener
en cuenta son:
“　Densidad
“ Liquido de filtrado
Contenidodearenaene1 1odo
"　Viscosidad aparente
“ Resistenciadel gel
“ Tixotropia
pHdelodo
Contenido ensales
6　Programade lodos
Definir para cada fase de la perforaci6n
l. Tipodefluido
2. Caracteristicas del fluido
3. Fisicas
a. Densidad o peso espec誼co
13000. Func-OneS Iodo perforac'6n
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Pdg'na 7de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
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b. Filtrado
C. %arenas
4. Reo16gicas
a. Viscosidad (fundamental)
b. Tixotropia
5. Quimica
a. pH
b. Salinidad
"　INTRODUCCION.
En los ultimos afros del mundo de la perforaci6n se ha comprobado la
influencia que sobre los sondeos han ido tomando Ios Iodos de perforaci6n’
habiendo quedado demostrado que con el empleo de grandes caudales de fluido
de perforaci6n se obtenian ventdyas importantes, tantO en las velocidades de
Perforaci6n como en el aumento de metros perforados por dtil de trabato.
EI capitulo de los Iodos de perforaci6n ocupa un papel de especial atenci6n
dentro de la realizaci6n de un sondeo, nO SOIo por la cuantia econ6mica que
SuPOne, de1 15 a1 20% del coste total del sondeo’aumentando por lo general con
la profundidad, Sino pos su importancia primordial en el avance de la perforaci6n.
7　DEFINIC看ONYCOME丁IDOS DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACION。
Los fluidos de perforaci6n son emulsiones o suspensiones coIoidales con las
CaraCteristicas y propiedades propias de este tipo de mezclas. En los comienzos de la
Perforaci6n rotary se empleaba como fluido de perforaci6n simplemente agua’que
durante el transcurso del sondeo iba cargindose de s61idos en suspensi6n y cuyo
dnico tratamiento era el de diluirlo, al o切eto de facilitar su bombeo. A este fluido
soIo se le encomendaba como cometido la extracci6n del detritus.
Confome ha ido pasando el tiempo y los pozos son mds profundos y compl匂OS, Se
les ha exigido a los Iodos de perforaci6n que cumplan mas tareas, de tal manera que
las numerosas encomendadas de hoy dia se pueden englobar en dos grupos:
7.1屠cilitar Ia operaci6n
Pemitir y facilitar la perforaci6n rotary, realizando el sondeo Io mas econ6mico
POSible, COn Seguridad suficiente y reduciendo al maximo el coste’mediante
economias tanto de tiempo como de dinero.
Las funciones mas importantes dentro de este grupo son:
1・ Arrancar, barrer y elevar el detritus del fondo, manteni6ndoIo en suspensi6n
durante las paradas del bombeo.
2. Enfhar y lubricar del trepano y la columna perforadora.
13OOO Funciones Iodo perfo「aci6n
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
3. Mantener el sondeo abierto, POr medio de la presi6n que gerce sobre las
Paredes y fomar una contra que haga de encofrado provisional,
COnSerVindoIo con el diinetro conveniente y evitando desprendimientos en
las paredes y erupcIOneS de fluidos a presi6n encontrados durante la
Perforaci6n.
4. Aligerar el peso aparente de la sarta.
5. Regenerar el fluido desprendi6ndole el detritus y las arenas en suspensi6n, a
fin de conservar sus cualidades exigidas, tantO desde el punto de vista de la
Perforaci6n como del bombeo.
6. Aumentar la velocidad de perforaci6n.
7.2　Mantenimiento condiciones pozo
Las propias al fin del sondeo, eS decir, dQjar el pozo en las condiciones convenientes
Para el servicio encomendado y dar la maxima infomaci6n posible.
Las funciones mas importantes dentro de este grupo son:
1. Reducci6n al minimo del da充o que se le puede ocasionar a las fomaciones
PrOductoras. En este sentido Ios Iodos de agua dulce suelen tener una acci6n
nefasta: deben dar una costra que sea facilmente eliminada al acondicionar el
POZO Para Su PueSta en PrOductos coagulantes.
2. Deben pemitir el sellado de aquellas fomaciones que den lugar a
COntaminaciones, COmO aguaS Salinas o corrosivas y de este modo proteger el
entubado o “casing’’.
3. Deben facilitar la testificaci6n mecinica y el ensayo de las fomaciones
interesantes atravesadas, nO alterando Ios testigos o el detritus, Para Su
examen durante el sondeo.
4. No deben dar lugar al fracaso de las testificaciones especiales, COmO la
test誼caci6n e16ctrica, etC.
5. No deben ser t6xicos m Peligrosos.
8　SISTEMADE CIRCULACION O SIS丁EMADE
」ODOS。
EI sistema de circulaci6n bombea el lodo de perforaci6n por el sondeo.
El lodo de perforaci6n se almacena en los dep6sitos de lodos que se encuentran, al
lado de la torre de perforaci6n, que fluye desde las bombas, a traV6s de una tuberia de
goma (mud hose), entrando en el sondeo por el sistema de rotaci6n (swivel),
desciende por el sondeo hasta el tr6pano, POr donde asciende hacia el exterior, entre
la sa巾a de perforaci6n y las paredes del sondeo, reCOgiendo Ios fragmentos de roca
(cuttings) del fondo del sondeo, anteS de salir al exterior el lodo de perforaci6n pasa a
traves de los BOPs (BIowout Preventers), POr donde llega a la zona de tanques, en la
cual e=odo antes de ser introducido nuevamente en el sondeo debe ser
acondicionado.
13000. Funciones Iodo pe「foraci6n
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丁「iconos
El acondicionamiento de los Iodos de perforaci6n esta fomado por una serie de
PrOCeSOS, que garantizan el correcto estado de=odo, dichos procesos son:
Proceso de agitaci6n, donde el lodo es introducido en un agitador (shaker tank)
donde se eliminan los esqulStOS y fragmentos de roca que e=odo pueda tener tras su
PaSO POr el sondeo.
Procesos de desalinizaci6n y desarenado, que COmO Su PrOPIO nOmbre indica, tratan
de eliminar de=odo las sales y arenas, 1imos… que haya arrastrado el lodo, y que
Pueden 11egar a mod誼car las propiedades del mismo.
Proceso de desgasificaci6n, el desgasificador se encuentra sobre el agitador anterior
(shaker tank), Cuya funci6n es retirar todo gas que se encuentre disuelto en el lodo de
Perforaci 6n.
Una vez que el lodo ha sido acondicionado, Se COnduce al dep6sito de lodos (pit
resrve), donde se almacena, hasta que vuelva a ser utilizado, ya que el sistema de
circulaci6n funciona en forma de circuito cerrado.
13OOO. FuncIOneS Iodo pe「fo「aci6n
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
CAPITULO IⅡ SONDEOS DE HIDROCARBUROS
TRICONOS
Tabla de contenidos
I CARACTERISTICAS DE LOS LODOS DE PERFORACION……………………. 2
1. 1　　Caracteristicas fisicas
1.1.1　　Densidad.
1.1.2　　Poder de colmataci6n o filtrado
1.1.3　　Contenido en arenas
l.2　　Caracteristicas reo16gicas
1.2. 1　Viscosidad y tixotropia.
1.3　　Caracteristicas qulmlCaS
l.3.1　E賞pH
l.3.2　　Contenido en sales. Salinidad
132OO. Carac†eristicas Iodos de perforaci6n
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁riconos
1 CARACTERIS丁ICAS DE LOS LODOS DE
PERFORACION。
Las caracteristicas de los Iodos de perforaci6n pueden clas誼carse seg竜n los m6todos
normalizados en:
1.-Fisicas.
2.- Reo16gicas.
3.- Quimicas.
1。 1 CaI省Cterisf;cas ifeicas。
1.1.1 Densidad.
Se expresa en gramos por centimetro cubico o en kilos por decimetro cdbico, en
COndiciones nomales y definidas de presi6n y temperatura.
La densidad puede variar desde la del aire hasta los valores que pueden 11egar a 2,5
incluso mas en casos excepcionales.
La densidad es importante, PueStO que de e=a depende la presi6n hidrostatica
Qjercida en cada punto del pozo y tambi6n la ascensi6n del detritus. Si la densidad es
alta, la presi6n que qerce sobre las paredes del sondeo es grande y evita
desprendimientos de tierra al mismo tiempo que contrarresta la presi6n de sustancias
fluidasque se pueden encontrar en la perforaci6n. Como contrapunto de una
densidad alta tenemos el peligro de agrletamiento y el escape de lodo cuando las
fisuras se fomen o existan ademds de que se requlere maS POtenCia en las bombas.
La medida de la densidad se efect竜a con la balanza de lodos Baroid, Sin necesidad de
Parar la sonda.
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
丁予I COnOS
Ilustraci6n l.BaIanza de lodo§ Baroid
La balanza consta de un recipiente o deposito, donde se alqia el fluido, PrOVisto de
una tapa autopurgable y de un brazo de longitud fija donde estin impresas las escalas
mas frecuentes de medida (g/cm3, lb/gal, lb/pie3 y lb/pulg2.1000 pies). El brazo
graduado se apoya mediante una cuchilla en un pIVOte COn una hendidura.
Mediante un cursor, que Se desplaza sobre el brazo se equilibra la balanza
auxiliindose para ello de un nivel de burbuja que indica la horizontalidad・
Los distintos valores de la densidad de un lodo se pueden alcanzar de muy diversas
fomas. Para conseguir lodos mas densos y que sean bombeables se emplean los
agentes dens誼cadotes. Tales agentes son:
Baritina de densidad 4,2 g/cm3.
Pirita de densidad 5 g/cm3.
Galena de densidad 7,5 g/cm3.
Litargirio de densidad 9,5 g/cm3.
En la prdetica lo que se hace es preparar un lodo a base de agua y bentonita
facilmente bombeable y luego, Si se desea aumentar su densidad, a缶adiendo la
Cantidad precisa del agente dens誼cador.
Tal cantidad se calcula mediante la formula:
x=V.D.型
D「df
de donde:
X = PeSO del agente pesado que hay que ahadir a un volumen V (t)・
V = VOlumen del fluido (m3).
D = densidad del material pesado (t/m3).
di = densidad inicial del fluido (t/m3).
132OO. Carac†erlS†ICaS Iodos de perforaci6n
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丁「iconos
df = densidad final del fluido (t/m3).
EI problema contrario, disminuci6n de la densidad, SuStituyendo en la fomula
anterior D por la unidad (densidad del agua).
1。1,2　Poder de colmataci6n o filtrado,
AI someter a un medio poroso (en nuestro caso un terreno pemeable y en el
laboratorio un papel filtro) a una presi6n diferencial por medio de un lodo, eSte Se
SePara en dos partes‥ la fase liquida o filtrado,,, que PaSa a traV6s del medio filtrante y
la “costra”, deposito (cake) de s61ido detenido por ducho medio.
EI poder filtrante depende tanto del tamafio de los poros del medio filtrante’COmO del
tamafro de las particulas suspendidas en e=odo, O granulometria de las particulas’asi
como de la relaci6n entre estas dimensiones y, en general, de la pemeabilidad del
medio. Tambi6n tiene gran influencia en el filtrado la diferencia de presi6n a uno y
OtrO lado del medio, asi como las caracteristicas de la costra al fomarse.
La cantidad de filtrado y el espesor del cake estin ligados entre si, COnViniendo en un
buen lodo la obtenci6n de un cake delgado y resistente y un filtrado minimo・
La medida de ambas caractehsticas se hace simultineamente con el filtro prensa
Baroid, haciendo pasar una muestra de lodo durante 30 minutos y sometido a una
PreSi6n diferencial de 7 kg/cm2, Obteniendo el cake (mm) y el filtrado (cm3).
Se ha comprobado que el espesor de la costra y el volumen de乱trado son
PrOPOrCionales a la raiz cuadrada del tiempo. El filtrado obtenido en 30 minutos sera’
PueS, doble del obtenido en 7 minutos y 30 segundos.
Tanto el filtrado como el espesor de la costra nos dan un par各metro representativo del
estado coIoidal de1 1odo. Cuando en el ensayo a 30 minutos, el cake tiene un espesor
SuPerior o igual a 6/32’’(4,76 mm), el deposito sobre la pared es excesivo para la
Subida y bajada del trepano en buenas condiciones de seguridad. Para que el cake no
Sea demasiado grueso es preciso que el agua libre sea menor o igual a 20 cm3・
Un problema importante y grave, que Se Puede presentar en un sondeo es la p6rdida
de=odo, bien porque se atraviesa un terreno muy pemeable, COn POrOS de mayor
tamafio de el de las particulas en suspensi6n en el lodo y que por lo tanto no se fome
COStra, O bien por atravesar terrenos agrietados o karsticos. La lucha contra estos
problemas se hacen ahadiendo productos colmatantes u obturadores y si su empleo
no tiene 6xito se continua el sondeo, COn Perdida de lodo, mediante el empleo de
agua hasta poder sellar la fomaci6n con un entubado y cementaci6n・
1,1.3　Contenido en arenas。
La granulometria de las particulas s61idas en suspensi6n en e=odo tiene mucha
influencia en su comportamiento desde el punto de vista de la colmataci6n,甜trado y
fomaci6n de costra・ Por otra parte, las arenas suspendidas son abrasivas y ataca a los
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
dispositivos de la parte hidral11ica de las bombas, las lineas de lodo y las toberas de
los tr6panos. Ademas un exceso de arena presenta el riesgo de sedimentarse en el
fondo del sondeo y acu充ar la sa巾a cuando se pare la circulaci6n por cualquier
motivo.
Los granos de arena con que se carga e1 1odo no son separados por el tamiz vibrante
y, ademas, el gel del lodo les impide sedimentarse suficientemente en las balsas
PreVistas para este efecto.
Sobre el sondeo se realiza el controI peri6dico del contenido en arenas,
denominandose estas a las particulas s61idas que no pasan por el tamiz 200, eS decir,
Particulas mayores de 74 micras. Se emplea el tamiz nomalizado Baroid y se mide el
% de particulas retenidas en lOO cm3, despu6s de sucesivos lavados debiendo ser
este menor de= %.
IIustraci6n 2.Medidor de arena Baroid
EI procedimiento para medir el contenido en arenas de un fluido consiste en emplear
un matraz especial de fondo c6nico apuntando hacia ab勾o, un embudo y un cilindro
COn un tamiz de 200 mallas en su parte central. Los pasos que se dan son los
Siguientes:
Se vierte e=odo en el matraz hasta la se充al Lodo hasta aqui.
Se a充ade agua sobre e=odo para diluirlo alcanzando la marca Agua hasta aqui.
Se agita el contenido para homogeneizarlo y verterlo sobre el cilindro con tamiz. El
agua y las particulas menores de 200 mallas pasaran a su trav6s y se tirarin.
Se invierte el cilindro y se arrastran las particulas retenidas con agua limpia.
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丁「iconos
Se espera a que decanten los s61idos, Pudi6ndose a continuaci6n leer directamente el
% de arena por volumen de fluido en la parte c6nica inferior.
1。 2　Caracterisf/cas reoI6gicas.
La r∞1ogia es una ciencia que estudia la circulaci6n de la materia cuando se le aplica
una presi6n. En el estudio de los Iodos ha adquirido gran importancia esta ciencia por
la influencia que tienen las caracteristicas de viscosidad y tixotropia.
1.2.1 Viscosidad v tixotropia,
La viscosidad caracteriza la facilidad con la que un fluido circula y se expresa por
coeficientes num6hcos deteminados por medio de ensayos realizados con diferentes
tipos de aparatos denominados viscosimetros.
Se concibe que para que e=odo pueda elevar bien los detritus a la superficie’deba
tener una viscosidad suficiente; Sin embargo, Si esta viscosidad es demasiado alta
corre el riesgo de reducir el avance del trepano. Una viscosidad excesiva es peligrosa
tambi6n porque produce p6rdidas de carga demasiado elevadas en el pozo y seria
entonces necesario ir a una presi6n de inyecci6n demasiado elevada, 1o que
conduciria a disminuir el caudal de las bombas de lodo.
Recordemos que existen dos clases de fluidos seg血su comportamiento en la
Circulaci6n: fluidos newtonianos y fluidos plasticos o no newtonianos; aSi como dos
reglmeneS de circulaci6n: r6gimen laminar y reglmen turbulento.
a.- R6gimen laminar.
Predominan las b年jas velocidades. El flljo es ordenado, y las particulas del fluido
tienden a moverse en linea recta, Paralelas a la direcci6n de flujo, fomando capas o
Cilindros conc6ntricos a la tuberia por donde circulan. Las particulas mas proxlmaS a
lapared de la tuberia tienden a moverse con una velocidad mas pequeha que las que
Se enCuentran en el匂e de esta (fig 3).
Figura 3.一Circulos conc6ntricos durante el fl可O laminar.
13200. Carac†eristicas Iodos de perforaci6n
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丁「iconos
La presi6n requerida para provocar el fl可o aumenta confome lo hacen la velocidad
y la viscosidad del fluido. La relaci6n presi6n - Velocidad es funci6n de las
PrOPiedades del fluido.
b.- R6gimen turbulento.
Para velocidades altas, que SuPeran un Cierto valor, la experiencia demuestra que la
Perturbaci6n aumenta, eXtendi6ndose a todo el fluido. Las fuerzas moderadoras’eS
decir, las debidas a la viscosidad son incapaces de amo正guar la perturbaci6n. Las
Particulas fluidas se desplazan ca6ticamente, y el vector velocidad varia r細idamente,
de manera tal que al valor medio de la velocidad en un punto, durante un cierto
tiempo, Se SuPerPOnen en Cada instante un vector que vaira en modulo y direcci6n,
r細ida e irregulamente.
En r6gimen turbulento, la cantidad de fuerza requehda para provocar movimiento
aumenta linealmente con la densidad del fluido y proporcionalmente con el cuadrado
de la velocidad de este.
Aunque generalmente se considera que un fluido sigue el r6gimen laminar o el
turbulento, eXiste un claro periodo de transici6n entre ambos regimenes. Fugura 4.
Figura 4.- Etapas de paso de un fluido de r6gimen laminar a turbulento.
1.3　Caracterisf/cas quimicas。
1.3,1 EIpH,
EI pH de un lodo de perforaci6n indica su acidez o alcalinidad relativa. Es una
PrOPiedad de1 1odo que esta frecuentemente ligado a su estabilidad y tambi6n a su
actitud a dispersar facilmente los materiales arcillosos con los que se carga durante la
Perforaci6n.
El agua destilada es neutra, eS decir, ni deida ni alcalina, y SObre la escala del pH
representa el valor 7. Las solucionas deidas varian ligeramente por deb年jo de 7
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丁riconos
(deidos d6biles) a menor de l (deidos muy fuertes); 1as soluciones basicas varian
desde ligeramente por encima de 7 y 9,5, eS decir, en la zona del punto isoelectrico
de la suspensi6n fomada por el lodo. Fuera de esta zona hay floculaci6n, quedando
afectadas la viscosidad y el agua libre o珊trado.
1。3。2　Contenido en saies, Salinidad.
La presencia de sal en un lodo puede ser por haberse a缶adido para conseguir las
CaraCteristicas de=odo o bien por haberse encontrado con alg竜n frente salino. El
ensayo de salinidad es muy importante en todas las reglOneS donde hay riesgo de
COntaminaci6n del lodo por la sal. Las avenidas de agua salada pueden contaminar el
fluido de perforaci6n. A partir de que el contenido de cIoruros sea superior a 6 g/l es
necesario mod誼car el programa de lodos. El ensayo se hace sobre una muestra de
卸trado original.
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Triconos
CAPITULO HI SONDEOS DE HIDROCARBUROS
TRICONOS
Tabla de contenidos
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丁「iconos
1 ELECCION DEL D音AMETRO。
En la perforaci6n de un sondeo para consegulr agua Se COmienza con un diametro
menor, hasta que se ha confimado la presencia de agua. Entonces se ensancha el
POZO al diametro requerido.
A血conociendo perfectamente la cuenca hidrogr組ca y supleramOS COn Seguridad
que existe agua, Se debe estudiar si interesa perforar con un diinetro menor y
posteriomente ensanchar o perforar inicialmente con el diinetro final. Siguiendo
este dltimo procedimiento se producirian una mayor cantidad de detritus exigiendo
unas mayores bombas, 1odos mas viscosos o velocidades de avance menores.
En el procedimiento de perforaci6n y posterior ensanche’el diametro inicial es de 8”
(203 mm). El diinetro final dependera de la profundidad del sondeo y de la bomba
Sumergida que se utilice.
Una vez perforado el pozo inicial, y en el caso de resultar positivo’Se enSanCha hasta
Su diinetro de producci6n.
Esto se consigue con unos ensanchadores (ver fig pag 418), y en diferentes etapas・
Los ensanchadores estin fomados por tres pmaS que Van unidas por unos brazos a
un cuerpo central・ Estos brazos estan unidos por soldadura o mediante tomillos
siendo necesario que la uni6n sea lo suficientemente fiable como para que no se
desprendan durante la perforaci6n.
El diametro final del sondeo vendr各deteminado por dos factores:
a) Diametro de la bomba sumergida, Seg竜n el caudal probable a extraer
Este diametro condiciona a su vez al diametro de la tuberia de protecci6n del pozo,
en la cual esta instalada la bomba. A este diametro a de sumarle al menos 150 mm
Para graVa de empaque.
b) Condiciones del terreno
En unos terrenos bastar各con una sola tuberia de protecci6n, mientras que en otros
SerまneCeSario poner varias telesc6pica mente
l.1 Caudal entregado por un pozo
Para obtener el caudal de bombeo posible de un sondeo se slguen las siguientes
formulas:
Pozo en condiciones libres o freaticas:
1.36*P*(H2h2)
Pozo artesiano:
Q=
2.72*P*m(H-h)
Siendo:
Q el caudal de bombeo en m3/hora;
P la pemeabilidad de la fomaci6n en m/hora;
H el espesor saturado del acuifero, anteS del bombeo, en m;
h la profundidad del agua en el pozo durante el bombeo en m;
R el radio del cono de depresi6n, en m;
21000.requIS-S†os aIumbramien†o agua
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Pd9ina 2 de 8
APuNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
丁「iconos
rel radio del pozo en m;
Finalmente m es el espesor del acuifero en metros.
Para un pozo emplazado en un lugar deteminado el血ico factor que varia es el
diametro del mismo. De esta foma se puede conocer el aumento de producci6n
aumentado el diametro del pozo.
1.2　TUBERIA DE REVES〃MIENTO
Se pude emplear la misma tuberia que para los sondeos de hidrocarburos, PerO
frecuentemente su usa un tuberia mucho mas barata, que nO tiene unas tolerancias tan
ayustadas. Pero eso no es un problema, ya que el diametro exterior de la tuberia suele
Ser unOS lO cm (4”) menor que el diametro del pozo para poder realizar
CementaCiones o empaques con gravi11as clasificadas, aSi que no tiene importancia la
Vahaci6n de algdn milimetro el diametro de la tuberia.
Esta tuberia barata suele construirse con la llamada chapa naval A, O COn aCerO St 52,
ambas de b勾O COntenido en carbono para que sean facilmente soldables.
La tuberia se fabrica en espesores de 4, 5, 6, 7 y 8 mm. Estas chapas se curvan para
hacer el tubo, y Se Sueldan longitudinalmente sus extremos fabricando Ios tubos con
unas Iongitudes que varian entre los 2 y 6m・
Otro procedimiento mgor aun es la construcci6n del tubo 11amado helicoidal con
doble cord6n de soldadura exterior e intehor.
Las medidas mas usuales seg心n su diametro exterior son desde 800 a 200 mm・
Los extremos de estas tuberias se refrentan en el tomo, biselando sus bordes de 45O
para que luego se vayan soldando a tope al introducirlas en el sondeo. (ver fig. pag.
423)
Tambi6n se pueden unir las tuberias mediante rosca rectangular, Sin intemedio de
manguito (flush jointed).
1.3　HLTROS
Una vez deteminado la parte de la fomaci6n en la que existe agua, eS neCeSario
revestir esa parte con un elemento filtrante, Para que al aspirar agua la bomba que
introduzcamos no se llene el pozo de arena.
(Ver filtros pag 425)
Este elemento esta constituido por un tubo metalico de diversa concepcIOn’que tiene
en t6minos generales un ranurado por el cual entra el agua a su intehor, PerO nO d匂a
PaSar la arena.
La anchura de estas abe巾uras se detemina pasando por una serie de tamices las
arenas obtenidas en la perforaci6n del acuifero. Si a es la anchura de la malla del
tamiz que soIo (坤a pasar un 90% de las arenas, 1a anchura de las ranuras del filtro
debera ser 2a.
Otra cualidad que debe tener el軸ro es que la ranura debe ir aumentando su anchura
hacia el interior del tubo, PueStO que Se eSa foma, Si ungrano de arena entrapor la
ranura, nO Se quedara atascado en ella’Obstruy6ndola・
En la elecci6n del tamafio del filtro hay que tener en cuenta que la velocidad de
entrada del agua por las ranuras del filtro debe ser de unos 3 cm/sg. De esta foma’
sabiendo el caudal del pozo se calcula la superficie de las aperturas’y POr tantO el
tamafio del filtro.
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
丁「iconos
Para aumentar la eficacia del filtro, Se dispone un empaque de gravilla clas誼cada
alrededor de 61. Esta gravilla debe ser adecuada al analisis granulom6trico de las
arenas del acuifero.
1.4 ANALISIS GRANULOME7R1CO
Para hacer el analisis granulom6trico hay que poner especial cuidado en la toma de
muestras de las arenas de la fomaci6n, Para que Sea rePreSentativa.
La cantidad minima de la muestra seca es de 300 gr, aunque Se aCOnSqa que Sea de l
Kg.
Se hace pasar la muestra por una serie de tamices (ver definici6n de arenas, graVaS,
etc.)
Se pesan las cantidades retenidas por cada taniz y se expresan en tanto por ciento del
peso total de la muestra. El resultado se expresa en una gr細ca semilogaritmica como
Se Puede ver en la figura: Pag 427
Las curvas son sim6tricas respecto a un Qje vertical.
De un simple vistazo a la curva granulom6trica se puede saber si la fomaci6n es
homog6nea o heterog6nea, Segdn las cantidades de finos con relaci6n a gruesos.
Se llana coeficiente de uniformidad al cociente entre la abe巾Ira de la ma11a de la
criba que d匂a pasar e1 60% y la que串a pasar e1 10%. Si las arenas del acuifero son
homog6neas, eSte COeficiente serまinfehor a1 2,5 y mayor para heterog6neas.
1.5　DETERMINACION DEL MCIZO HL71RANTE
Antes de realizar un ensayo de bombeo, Si el acuifero esta fomado por arenas, hay
que poner un卸tro・ Si el filtro es metalico, fomado por un tubo con ranuras en V’
que ser各el caso mas corriente, eS neCeSario intercalar entre el filtro y las paredes de
sondeo un anillo fomado por arena o gravilla calibrada en un espesor de 75 a 200
mm, Cuya misi6n es pemitir el paso al interior del pozo de los finos de la fomaci6n
impidiendo el de los gruesos. Por otra parte ayudar各a mantener las paredes del
SOndeo, que Se demlmbarian al extraer los finos.
Aproximadamente e1 50% de las arenas de la fomaci6n pasarin al interior del pozo’
y la granulometria de la grava de empaque debe pemitir este paso. Esta grava debe
ser silicea, bien lavada para que no tenga finos句ados a su superficie, y que Sea de
foma lo mds esferica posible. Hay que desechar las de granos alargados o
aplastados.
Entre las diversas fomulas que se dan para deteminar esta granulometria’hay una
muy aceptada en la que si D30 es la abertura de la malla de la criba que d匂a pasar un
30% de la fomaci6n y d30 la de la grava de empaque que habra que poner’Se tiene‥
4*Dう。≦dう。 ≦6D3。
Para los valores del coeficiente de unifomidad comprendidos entre 2 y 2,5.
Con la curva granulom6正ca - COnOCemOS D30 - y Su COeficiente de unifomidad
sera =D30/ D-0 , COnOCemOS la d30. A pa血de ese punto dib函mos una curva en
cierto modo paralela a la D y habremos obtenido la curva granulom6trica de la grava
de empaque.
La abertura de la r匂vlla del filtro se fija de modo que prdeticamente nada de la grava
de empaque pase al乱tro, Para lo cual su tama充o debe ser igual a dlO, eS decir, que
retenga e1 90% de la grava de empaque.
Tamafio de la榊.ava.
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丁「iconos
Es dificil preparar una grava de acuerdo con la curva granulom6trica obtenida
te6ricamente. En la prdetica hay varios procedimientos prdeticos para obtener una
grava que se aproxime a la granulometria de la recta trazada:
Se toman tres partes iguales en pesos con gravas cuyos tamafios, COn un errOr de ±10
POr Ciento, fueran los tantos por cientos 25, 50, 5.
La abertura de la r垂11a debe ser el valor de tanto por ciento
Mezclar a partes lguales dos tamafios de grava, de modo que el diametro medio de
una sea el doble de la otra.
De las multiples combinaciones la que mqor resultado da es mezclar el tama希o de1
83% que pasa con la de1 30% que pasa, que en el supuesto de un coeficiente de
uniformidad de1 2,5 tienen diametros dobles.
2　Forma de coiocar Ia grava。
Una vez que conocemos el espesor del acuifero, aSi como si est各fomado por una o
mds capas de granulometria igual o distinta, debiendo tenerse en cuenta para hacer
los calculos de la capa mas fina.
Es muy importante tener preparada la tuberia y la grava a la vez.
En primer lugar se aligera en densidad y viscosidad el lodo, y Se limpia con este lodo
el pozo. A continuaci6n se bata la tuberia de expIotaci6n que es una tuberia de gran
di各metro que hace de revestimiento del pozo, en CuyO eXtremO inf証or va la rQji11a y
unido a esta en su parte inferior un tubo ciego, Cerrado por su parte inferior de unos 5
a lO m de longitud. Esta tuberia se d匂a sin apoyar en el fondo, COlgada de la boca del
sondeo.
Si la parte que se va a rodear con la grava tiene mas de 15-20m, COnViene poner unos
Centradores en esa parte para aseguramos de la buena dis正buci6n de la grava.
Conviene que slgamOS myeCtando Iodo y que pase a trav6s de la r匂v11a para que
limpie lo que se haya podido adherir a ella en el descenso y limpiar tambien la parte
del acuifero.
Para esto se desciende con el varillaie un obturador que se coIoca encima de la r匂v11a,
O bien se pone en el extremo superior de la tuberia una cabeza de cierre. De esta
foma e1 1odo pasara a trav6s de la r匂vlla y subira por el espacio anular
COntribuyendo a una limpieza muy eficaz.
La cantidad de grava debe ser tal que suba unos lO m por encima de la r匂vlla.
Durante el desarro=o del pozo b勾ara y sera necesario afiadir mas.
La foma de coIocar la grava depende de ]a profundidad del pozo y se pueden
PreSentar las siguientes variables:
Pozo realizado con circulaci6n inversa: Se aPrOVeCha este sistema de circulaci6n
inversa realizado por espacio anular entre la tuberia y el terreno para hacer descender
lagrava.
Pozo de poca profundidad, menOr de 50 m: Suele echarse paleando material
uniformemente.
Pozo de profundidad media hasta 200 m‥ Se introduce un varilldye por espacio anular
y se lnyeCta la grava.
Pozo de mas de 200 m: COnViene emplear un distribuidor de grava, COIocado encima
de la r匂vlla, tal como se ve en la siguiente figura.
Verfig 133 puy
En cualquiera de los casos citados, COnViene comprobar que la grava ha quedado a la
altura deseada.
210OO.requlSis†os aIumbramlen†o agua
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丁「iconos
3　DESARROL」O DE UN POZOこ
Tiene por objeto limpiar la fomaci6n acuifera de sus finos, aSi como el macizo de
grava de los finos que hayan podido arrastrar en su coIocaci6n. Todos estos
materiales finos obstaculizan y reducen las posibilidades de alimentaci6n del
acuifero.
El desarrollo consta de dos partes:
・ Inyecci6n de agua limpia:
Una vez que se ha teminado la coIocaci6n de la grava es necesario sustituir el lodo
POr agua limpia hasta que el agua que retoma a la superficie est6 1impia. Esto se
COnSigue introduciendo el varilldye hasta la r申Ila.
3。1 Desamollo del pozo:
Existen varios procedimientos, entre los que podemos destacar:
・ Desarrollo por aire comprimido:
Consiste en myeCtar aire comprimido por medio de una tuberia o manguera al
interior del sondeo en frente de la r匂vlla. Hay que provocar depresiones bruscas en la
CaPa, mediante paradas y arranques de la inyecci6n. EI caudal no hace falta que sea
muy grande.
・ Desarrollo por pistoneo:
Consiste en introducir un pist6n por medio de un cable en el interior del sondeo.
Durante el descenso el pist6n comprime la capa del acuifero, mOViendo un poco Ios
finos en sentido contrarlO, mlentraS que en el ascenso el pist6n al subir a gran
Velocidad mediante el cabrestante de cuchareo sube casi toda el agua que tiene
encima de 6l a la superficie, rePOniendo hasta p6rdida del acuifero,el cual con el
movimiento del agua a su trav6s arrastra los finos a trav6s de la fomaci6n, PaSando
POr el macizo de grava y finalmente por la r匂vlla.
・ Desarrollo con polifosfatos:
La adici6n de fosfatos compl匂OS a los Iodos de perforaci6n tiene un efecto
dispersante, de aqui su uso cada vez mayor en el tratamiento de los acuiferos para
dispersar la arci=a.
El mas empleado es el hexametafosfato de sodio, que Puede ser inyectado con
Cualquier pH del pozo.
La inyecci6n se hace a trav6s del vari11dye, eStando el extremo inferior en frente de la
r匂v11a, dejando un espacio de 12 horas para que actde. Durante este intervalo de
tiempo se debe agitar el agua del fondo del pozo.
Despu6s del tratamiento se debe lavar el pozo con agua limpia・
●　Desarro11o con acido cIorhidrico:
Este m6todo se usa exclusivamente a fomaciones calizas y a otras que tienen un
CementO Calcdreo entre sus granos.
4　ENSAYOS A REALIZAR。
Se realizan ensayos para deteminar la cantidad de agua que se extrae del pozo,
mediante una bomba, eXPreSindoIo en m3/hora.
Actualmente los ensayos de bombeo se slguen haciendo, PerO Observando Ios
descensos en otros pozos proxlmOS de observaci6n.
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Pd9inoらde 8
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
4.1 DEHNICIONES
A continuaci6n se definirin las constantes m各s importantes de un acuifero y que se
deberまn calcular mediante ensayos:
Pemeabilidad: CaPaCidad que tiene un terreno para pemitir el paso de agua a trav6s
deeL
Transmisividad: Caudal de agua que se filtra horizontalmente por una superficie de
ancho unidad y altura la del acuifero a una temperatura deteminada・
Gradiente hidrねlico: en un COnducto de longitud L recorrido por un fluido, en el que
hl y h2 son las presiones en los extremos, Se define como:
Gradientehidrau両co =
hl-h2
」
Coeficiente de almacenamiento.
Previamente se deben distinguir dos tipos de acuiferos:
a) Acuifero en condiciones libres:
Aquel que no tiene una capa impemeable por encima de 6l.
Se define el coeficiente de almacenamiento como la cantidad de agua que puede
extraerse por bombeo de la unidad de volumen de acuifero saturado, eS decir la
POrOSidad eficaz.
b) Acuifero en condiciones artesianas:
Aquel que si tiene una capa impemeable encima.
Se define aqui el coeficiente de almacenaniento como la cantidad de agua
extraible de un cilindro de base la unidad y altura el espesor m del acuifero, al
disminuir en una unidad la carga hidrfulica.
4.2　CALCULO DE LA PERMEABILIDAD DE UN ACUIFERO:
AI comenzar abombear agua del pozo, b年ja su nivel en 61 y en los de observaci6n,
formando el nivel fre各tico en el bombeo un cono.
Existen dos m6todos de calculo:
●　Aquel en el que con un pnmer ensayo para calcular aproximadamente el
Caudal a bombear y si el acuifero es extenso o recibe la suficiente recarga, Se
11ega a una posici6n en la que el cono no b砧a m各s, eStableciendo una
POSici6n de equilibrio.
●　EI otro tipo de ensayo es el m6todo de variaci6n, en donde seoperacon los
descensos obtenidos en funci6n del tiempo de bombeo antes de que se haya
COnSeguido la condici6n de equilibrio.
Insertar dibljo pag 440.
4,2.1 MEDIDA DE LA DESCARGA:
Se determina mediante la formula:
Q(CaudaI) =
CA
Jl〇人4*C2
* J∑市
Donde A es el缶ea de la secci6n de la tuberia,
C es un coeficiente que afecta al alea A debido a que esta se contrae durante un
Peque充o recorrido fuera del dep6sito
C variaentre O.6 y O.65.
入es la relaci6n entre di各metros del orificio al de la tuberia.
Como g=9,81 se puede escribir la fomula como:
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丁「iconos
Q=4,43*k*A而m3/S
k=
D。nd。’‘万両
En la siguiente tabla se dan los valores de k en funci6n de )し・
Ver gr細ca de pag 455.
Para realizar la medida de descarga se dispone de una valvula de compuerta que debe
estar abierta la mitad o las tres cuartas partes. De esta foma no influirin las
Variaciones que puede sufrir la bomba debido a oscilaciones de la tensi6n o del r.p.m・
delmotor.
Para obtener un alea A distinta a la del tubo se coIoca una placa, COn un Or沌cio en su
CentrO, en el extremo del tubo.
La relaci6n de di各metro del o血cio y del tubo no debe pasar de O,7 (太く0,7).
Ver dib可o pag 456.
5　POTABILIDAD DELAGUA
El agua que se filtra y circula lentamente a trav6s del terreno, mantiene en contacto
PrOIongado con las rocas y minerales que lo constituyen. Estos productos se
disuelven mds o menos en el agua, hasta que se alcanza un cierto equilibrio.
Seg血sea la cantidad y tipo del elemento disuelto, el agua podrまser utilizada o no
Para bebida, riego en agricultura y aplicaci6n en usos industriales・
En la mayor parte de los casos, las aguas subterrineas no contienen materia en
SuSPenSi6n ni bacterias y se pude decir que son de una calidad sanitaria superior a las
delosrios.
Las caracteristicas que se deben observar en el agua, y que deteminaran su uso son:
・ Concentraci6n de ion hidr6geno (pH)
●　Acidez
●　AIcalinidad
●　Dureza
●　S61idos disueltos totales
'　CloruroCl-
●　SulfatosSo4=
・ Demanda quimica ybioquimica de oxigeno
・ Porcentaje de sodio
・ Bacterias pat6genas
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丁「iconos
CAPITULO IH SONDEOS DE HIDROCARBUROS
TRICONOS
Tabla de contenidos
iError! No se encontraron elementos de tabla de contenido.
3 PROGRAMA DE PERFORACION
3.1 ELECCION DEL DIAMETRO.
En la perforaci6n de un sondeo para conseguir agua se comienza con un
d冶metro meno「, hasta que se ha confirmado ia presencia de agua, Entonces
Se enSanCha el pozo aI d竜metro requerido.
Adn conociendo perfectamente Ia cuenca hid「ogr前ca y supieramOS COn
Seguridad que existe agua, Se debe estudiar s=nteresa perforar con un
diametro menor y posteriormente ensanchar o perforar iniciaImente con eI
diametro fina上　Siguiendo este dItimo procedimiento se produc而an una
mayor cantidad de detritus exigiendo unas mayores bombas′ iodos mお
Viscosos o veiocidades de avance menores,
En ei procedimiento de pe面eraci6n y poste「ior ensanche, ei d冶metro iniciai
es de 8’’(203 mm), Ei dfametro finaI dependera de la profundidad dei
SOndeo y de la bomba sumergida que se utiIice.
Una vez perforado el pozo iniciaI, y en ei caso de resuitar positivo, Se
ensancha hasta su diametro de producci6n,
Esto se consigue con unos ensanchadores (Ver fig pag 418) , y en
diferentes etapas" Los ensanchadores estch formados po「 tres pInaS que Van
unidas por unos brazos a un cuerpo centrai, Estos brazos estch unidos por
SOIdadura o mediante tom川OS Siendo necesa「io que la uni6n sea io
Su師entemente fiabIe como para que no se desprendan durante la
Perforaci6n.
Ei diametro finaI dei sondeo vendra determinado por dos factores:
1, Diametro de Ia bomba sumerqida, Seqdn eI caudal DrObabie a extraer
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丁「iconos
Este diametro condiciona a su vez aI d竜metro de la tuberfa de protecci6n
del pozo, en la cuai esta instalada Ia bomba. A este diinetro a de
Sumarle aI menos 150 mm para grava de empaque"
2, Condiciones deI terreno
En unos terrenos bastara con una sola tuberfa de protecci6n, mientras
que en otros sera necesario poner varias teiesc6picamente
Para obtener eI caudaI de bombeo posibie de un sondeo se siguen ias
Siguientes f6「mulas:
a. pozo en condiciones =bres o freaticas:
Q二
Q=
1.36*P*(H2h2)
●
2.72*P*m(H-h)
●
b. Pozo artesiano:
Siendo:
Q eI caudal de bombeo en m3/hora; P la permeab冊ad de la formaci6n en
m/hora; H ei espesor saturado dei acuife「o, anteS deI bombeo, en叩h ia
PrOfundidad deI agua en eI pozo durante el bombeo; R el radio dei cono de
depresIOn, en叩r eI radio dei pozo en m両naimente m es ei espesor dei
acuifero en metros.
Para un pozo empIazado en un iuga「 determinado e吊nico factor que var(a
es eI d竜metro deI mismo. De esta forma se puede conocer el aumento de
PrOducci6n aumentado el diametro del pozo.
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丁riconos
1. 1 3.2 TUBERIA DE REVES77MIENTO
Se pude empIear la misma tuberfa que para los sondeos de hidrocarburos,
PerO frecuentemente su usa un tuber予a mucho mds barata, que nO tiene
unas toierancias tan ajustadas. Pero eso no es un probIema, ya que eI
d竜metro exterior de la tuberIa sueie ser unos lO cm (4’’) menor que eI
d竜metro del pozo para poder rea=zar cementaciones o empaques con
grav冊s cias甫cadas, aS「 que no tiene impo直ancia la variaci6n de aig血
m硝metro el d竜metro de Ia tuberfa,
Esta tuber「a barata sueie construirse con Ia iiamada chapa naval A, O COn
acero St 52, ambas de bajo contenido en carbono para que sean筒cilmente
SOldables,
La tuberfa se fabrica en espesores de 4, 5, 6, 7 y 8 mm. Esta chapas se
Curvan Para hace「 eI tubo, y Se Sueldan longitudinaimente sus ext「emos
fabricando ios tubos con unas 10ngitudes que va「ian entre los 2 y 6m○
○tro procedimiento mejor a血es la construcci6n deI tubo =amado helicoidaI
COn dobIe cord6n de soidadura exterior e interior.
Las medidas mおusuaIes segdn su diametro exte「ior son desde 800 a 200
Los extremos de estas tuber(as se refrentan en el tomo, biseIando sus
bo「des de 45O para que luego se vayan soidando a tope a=ntroducirIas en eI
SOndeo, (Ver fig pag 423)
Tambien se pueden uni「 ias tube「fas mediante rosca rectangular, Sin
intermedio de manguito (fiush jointed).
1.2　3.3 FIL7帽OS
Una vez dete「minado ia parte de ia formaci6n en ia que existe agua, eS
necesario revestir esa pa巾e con un eiemento filtrante, Pa「a que al aspira「
agua Ia bomba que int「Oduzcamos no se =ene el pozo de arena.
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丁riconos
(Ver航「os pag 42与)
Este elemento esta constituido por un tubo met訓co de diversa concepciOn,
que tiene en t全rminos gene「ales un ranurado por eI cual entra el agua a su
inte「ior, PerO nO deja pasar Ia a「ena,
La anchu「a de estas abe直uras se determina pasando por una serie de
tamices Ias arenas obtenidas en la pe而)raCi6n dei acuifero. Si a es la
anchura de ia malia deI tamiz que soIo deja pasa「 un 90% de las arenas, Ia
anchura de ias ranuras del冊tro debera ser 2a○
○tra cuaiidad que debe tener eI冊tro es que la ranura debe ir aumentando
Su anChura hacia ei interior deI tubo, PueStO que Se eSa forma, Si un grano
de arena entra por ia ranura, nO Se quedara atascado en e=a, ObstruyendoIa.
En ia eiecci6n deI tamafro del冊ro hay que tener en cuenta que la veIocidad
de entrada deI agua por ias ranuras del冊tro debe ser de unos 3 cm/Sg" De
esta forma, Sabiendo eI caudai deI pozo se caicuia Ia supe而cie de ias
aperturas, y POr tantO ei tamaho del刊tro.
Para aumentar ia eficacia deI刊tro, Se dispone un empaque de grav川a
Clasificada aIrededor de孔　Esta g「av川a debe ser adecuada aI an訓sis
granulom6trico de las arenas dei acuifero.
1.3　3.4 AML/SIS GRANULOMETRICO
Para hacer el an訓sis granulom6trico hay que poner especial cuidado en la
toma de muestras de las arenas de la formacIOn, Para que Sea
「ep「esentativa.
La cantidad minima de la muestra seca es de 300 gr, aunque Se aCOnSeja
queseade l Kg.
Se hace pasar la muestra por una serie de tamices (Ver de師Ci6n de arenas,
gravas, etC.)
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Se pesan las cantidades retenidas por cada tamiz y se expresan en tanto por
Ciento del peso totai de la muestra. El resuItado se expresa en una g「atca
Sem=ogaritmica como se puede ver en la figura:師g 427
Las curvas son simctricas respecto a un eje verticai.
De un simple vistazo a Ia curva granuiomctrica se puede saber si la
fo「maci6n es homog6nea o heterogenea, Segdn las cantidades de finos con
「elaci6n a gruesos,
Se =ama coeficiente de uniformidad al cociente entre la abertura de Ia malIa
de la criba que deja pasar e1 60% y la que deja pasar e1 10%, S=as a「enas
dei acuifero son homog6neas, eSte COeficiente sera inferior aI 2,5 y mayor
Para heterogeneas,
3.5 DETERMINACION DEL MACIZO FILTRANTE
Antes de reaiiza「 un ensayo de bombeoI Si el acuifero esta formado por
arenas, hay que poner un刊tro. Si eI刊tro es met訓co, formado por un tubo
COn ranuraS en V, que Sera eI caso mds corriente, eS neCeSario intercalar
entre el刷tro y Ias paredes de sondeo un an用o formado po「 arena o grav帥a
Calibrada en un espesor de 75 a 200 mm, Cuya misi6n es pe「mitir el paso al
interior deI pozo de 10S finos de ia formaci6n impidiendo eI de los gruesos.
Por otra parte ayudara a mantener las paredes deI sondeo, que Se
derrumbar(an ai extraer ios finos,
Aproximadamente ei 50% de las arenas de ia fo「maci6n pasa「an a=nterior
del pozo, y la granuiometrfa de la grava de empaque debe pe「mitir este
PaSO・ Esta grava debe se「 s旧cea, bien lavada para que no tenga finos fijados
a su superficie, y que Sea de forma lo mas esferica posible. Hay que
desechar Ias de granos aiargados o aplastados.
Entre las diversas formulas que se dan para determinar esta granuIometrIa,
hay una muy aceptada en la que si D30 eS Ia abe巾ura de la ma=a de ia criba
21000・「equisis†os 「eves†面en†。 Q9uQ
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quedeja pasarun 30% de ia formaci6n yd30 Ia de la grava deempaqueque
habra que poner, Se tiene:
4*Dう0≦d30 ≦6D30
Para los vaIores deI coeficiente de uniformidad comprendidos entre 2 y 2,5"
Con la curva granuIom6trica - COnOCemOS D30 - y Su COeficiente de
uniformidad sera =D3。/ D一。 , COnOCemOS la d30. A pa巾r de ese punto
dibujamos una curva en cierto modo paraIela a ia D y habremos obtenido la
Curva granuiom6trica de la grava de empaque.
La abe巾u「a de la rej用a deI刊tro se fija de modo que pr紅icamente nada de
ia grava de empaque pase ai fiIt「o, Para io cuaI su tamaho debe ser iguai a
dlO, eS decir′ que retenga eI 90% de ia grava de empaque.
丁ama再o de la grava。
Es difie"　preparar una grava de acuerdo con Ia curva granuiom6trica
Obtenida te6ricamente. En ia prattica hay varios procedimientos pratticos
Para Obtene「 una grava que se aproxime a la granu10metrfa de ia recta
trazada:
1. se toman tres pa巾es iguaIes en pesos con gravas cuyos tamahos, COn
un error de ±10 por ciento, fueran los tantos por cientos 25, 50, 5・
La abertura de ia rej川a debe ser ei valor de tanto por ciento
2, MezcIar a pa巾es iguaies dos tamahos de grava, de modo que eI
d竜metro medio de una sea ei dobie de Ia otra.
De ias m輔PIes combinaciones Ia que mejor resuItado da es mezciar
eI tamafro deI 83% que pasa con Ia de1 30% que pasa, que en ei
SuPueStO de un coeficiente de uniformidad deI 2,5 tienen diametros
dobIes.
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
丁「iconos
Forma de coIocar Ia grava。
Una vez que conocemos ei espesor dei acuifero, aS[ como si esta formado
PO「 una O mds capas de granulomet「[a igual o distinta, debiendo tenerse en
Cuenta Para hacer los calcuIos de ia capa mds fina,
Es muy impo直ante tener preparada la tuberfa y la grava a ia vez,
En primer lugar se aiigera en densidad y viscosidad e=odo, y Se iimpia con
este lodo el pozo, A continuaci6n se baja ia tuber(a de expiotaci6n que es
una tuberfa de gran d冶metro que hace de revestimiento del pozo, en CuyO
extremo inferior va ia 「ej川a y unido a esta en su parte inferior un tubo ciego,
Cerrado por su parte inferior de unos 5 a lO m de iongitud. Esta tuber[a se
deja sin apoyar en eI fondo, COIgada de la boca deI sondeo, S=a parte que
Se Va a rOdear con ia grava tiene mas de 15-20m, COnViene poner unos
Centradores en esa parte para asegu「a「nos de la buena distribuci6n de Ia
grava. Conviene que sigamos inyectando Iodo y que pase a traves de la
rej川a para que limpie lo que se haya podido adherir a elia en el descenso y
limpiar tambien la parte deI acuifero.
Pa「a esto se desciende con ei var川aje un obturador que se co10Ca enCima de
la rej川a, O bien se pone en el extremo superior de la tuberIa una cabeza de
Cierre" De esta forma e=odo pasara a travesde ia rej‖ia y subira por ei
espacio anuiar contribuyendo a una Iimpieza muy eficaz.
La cantidad de grava debe ser tai que suba unos lO m por encima de ia
rej‖Ia. Durante eI desarroIIo del pozo bajara y sera necesario ahadir mds,
La forma de coIocar ia grava depende de ia profundidad deI pozo y se
Pueden presentar ias siguientes variabies:
1・ Pozo reaiizado con circulaci6n inversa: Se aPrOVeCha este sistema de
Circulaci6n inve「sa reaiizado por espacio anuiar ent「e la tuberfa y eI
te「reno para hacer descende「 la grava.
210〇〇・「equ-Sis†05 「eVeS両爪ie両○ ○9uO
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
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2. Pozo de poca profundidad′ menOr de 50 m: SueIe echarse paleando
materiai unifo「memente.
3. Pozo de profundidad media hasta 200 m: Se introduce un var帥aje por
espacio anuIar y se inyecta la grava.
4, Pozo de mおde 200 m: COnViene empIear un distribuidor de grava,
COiocado encima de ia rej川a, tal como se ve en la siguiente figura・
Verfig 133 puy
En cualquiera de Ios casos citados, COnViene comprobar que la g「ava ha
quedado a Ia aItura deseada,
3,6 DESARROLLO DE UN POZO:
Tiene por objeto limpiar la formaci6n acuifera de sus finos, aS[ como el
macizo de grava de Ios finos que hayan podido arrastrar en su coiocaci6n"
丁odos estos materiales finos obstacu=zan y reducen ias posib帥dades de
aiimentaci6n deI acuifero.
El desar「o=o consta de dos pa巾es:
- Inyecci6n de agua iimpia: Una vez que se ha terminado la coiocaci6n
de Ia grava es necesario sustituir e=odo por agua limpia hasta que ei
agua que retoma a ia supe而cie este limpia. Esto se consigue
introduciendo ei var川aje hasta la rej用a○
○　Desar「o=o dei pozo: eXisten varios p「ocedimientos, entre ios que
POdemos destacar:
a, Desar「oilo por aire comprimido: COnSiste en inyectar aire
COmPrimido po「 medio de una tuber[a o manguera ai interior dei
SOndeo en frente de la rej=ia, Hay que provocar depresiones
bruscas en la capa, mediante paradas y arranques de Ia inyecci6n.
Ei caudal no hace faita que sea muy grande.
21○○0.「equis-S†os 「eves†I爪-en†○ ○9u○
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丁「iconos
b. Desa「ro=o por pistoneo: COnSiste en introducir un pist6n por medio
de un cabIe en el interior dei sondeo.
Durante ei descenso el piston comprime la capa dei acuifero,
moviendo un poco Ios finos en sentido contra「io, mientras que en
el ascenso ei pist6n aI subir a gran veIocidad mediante eI
Cabrestante de cuchareo sube casi toda el agua que tiene encima
de 6I a Ia supe而cie, 「ePOniendo asta p6rdida deI acuifero, el cuai
COn el movimiento deI agua a su traves arrastra ios finos a traves
de la formacIOn, PaSnado por el macizo de grava y finaImente por
Ia「却iia,
C, Desarroi10 COn POIifosfatos: La adici6n de fosfatos compi句OS a ios
iodos de pe面eraci6n tienen un efecto dispersante, de aqu「 Su uSO
Cada vez mayor en eI tratamiento de ios acuiferos para dispersa「 ia
arc用a,
El mds empIeado es el hexametafosfato de sodio, que Puede ser
inyectado con cualquie「 pH dei pozo,
La inyecci6n se hace a traves deI var川aje, eStando el extremo
inferior en frente de ia rej‖la, dejando un espacio de 12 ho「as para
que actue" Durante este intervaio de tiempo se debe agitar eI agua
del fondo dei pozo.
Despu6s dei tratamiento se debe Iavar eI pozo con agua iimpia.
d, Desarrolio con acido cIorhidrico: Este m6todo se usa
exciusivamente a formaciones caiizas y a ot「as que tienen un
CementO Calcdreo ent「e sus granos.
4 ENSAYOS A REALIZAR。
Se reaiizan ensayos para determinar Ia cantidad de agua que se extrae dei
POZO, mediante una bomba, eXPreSchdoIo en m3/hora,
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丁「ic°nOS
Actuaimente los ensayos de bombeo se siguen haciendo, PerO Observando
Ios descensos en otros pozos p「oximOS de observaci6n,
4,1 DEFINICIONES
A continuaci6n se de師ran las constantes mas impo鳴ntes de un acuife「o y
que se deberan caicular mediante ensayos:
a. Permeab冊ad: CaPaCidad que tiene un terreno para permitir ei paso
de agua a trav6s de孔
b. Transmitividad: Caudal de agua que se皿ra horizontaimente por una
SuPe而Cie de ancho unidad y altu「a ia deI acuifero a una temperatura
determinada.
C. Gradiente hidrau=co: en un COnducto de 10ngitud L recorrido por un
fluido, en ei que hl y h2 son las presiones en Ios extremos, Se define
G.adi。ntehid.ai吐。 =坦
」
d. Coeficiente de aimacenamiento,
Previamente se deben distinguir dos tipos de acuiferos:
1, Acuifero en condiciones libres: aqueI que no tiene una capa
impermeabIe por encima de孔
Se define ei coeficiente de almacenamiento como la cantidad de
agua que puede extraerse por bombeo de ia unidad de
VOiumen de acuifero saturado, eS deci「 ia porosidad eficaz.
2. Acuife「o en condiciones artesianas: Aquei que s砧ene una capa
impermeabIe encima suyo.
21OOO.「equlSis†os reves†lmlen†o agua
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丁riconos
Se define aqu[ el coeficiente de aimacenamiento como la
Cantidad de agua extrafole de un c冊d「o de base la unidad y
altu「a eI espeso「 m del acuifero, al disminuir en una unidad de
Carga hidrau=ca,
4.2 CALCULO DE LA PERMEABILIDAD DE UN ACUIFERO:
AI comenza「 a bombear agua dei pozo, baja su nivei en el y en los de
Observaci6n, formando el nivei fre拍co en el bombeo un cono,
Existen dos m6todos de caiculo:
Aquel en el que con un primer ensayo para calcular aproximadamente ei
Caudal a bombear y si el acuifero es extenso o recibe la su向Ciente recarga, Se
Iiega a una posici6n en la que ei cono no baje mds, eStableciendo una
po読了7くねeq肋.
Ei otro tipo de ensayo es ei m台わob 〔ね胸naCyOIl en donde se opera con los
descensos obtenidos en funci6n del tiempo de bombeo antes de que se haya
COnSeguido ia condici6n de equ冊rio.
抽S㊥醍ar卸出ujo pag 440。
4.3 MEDIDA DE LA DESCARGA:
Se determina mediante la formuIa:
Q(CaudaI) =
CA
Jl-∧4*C2
* J∑市
Donde A es ei drea de la secci6n de Ia tuber予a, C es un coeficiente que afecta
ai area A debido a que esta se contrae durante un pequeho recorrido fuera
del dep6sito, C var(a ent「e O,6 y O,6与〇人es la reIaci6n entre diametros dei
Orificio ai de Ia tuberfa.
Como g=9,81 se puede esc「ibir ia formuIa como:
Pd9inO ll de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
丁riconos
Q=4,43*k*A而m3/S
Donde k=
En Ia siguiente tabIa se dan los vaiores de ken funci6n de ^"
関酎g『描ca暁師ag 4粥。
Pa「a rea=za「 ia medida de descarga se dispone de una valvuIa de compuerta
que debe estar abierta Ia mitad o las tres cuartas partes. De esta forma no
influirch Ias variaciones que puede sufrir la bomba debido a oscilaciones de
la tensi6n o dei r.p.m, deI motor,
Para obtene「 un drea A distinta a la dei tubo se coioca una piaca, COn un
Ori師o en su centro, en ei extremo dei tubo.
La 「eIaci6n de d竜metro deI o而Cio y deI tubo no debe pasar de O,7 "<0,7)・
Ver dibujo軍渦g 4与6e
4.4 PO丁ABILIDAD DEL AGUA
El agua que se刊t「a y ci「cuia Ientamente a traves dei terreno′ mantiene en
COntaCtO PrOiongado con ias rocas y mineraies que io constituyen" Estos
PrOductos se disueiven mds o menos en ei agua, hasta que se aicanza un
Cie巾O equ帖b「io,
Segdn sea la cantidad y tipo del elemento disueIto, eI agua podra se「
u帥zada o no para bebida, riego en agricuItura y ap=cai6n en usos
industriaies.
En la mayor parte de los casos, las aguas subterrcheas no continen materia
en suspensi6n no bacterisa y se pude decir que son de una caiidad sanitaria
SuPerior a las de Ios rios.
21OOO.「equlSIS†os 「evestimien†o agua
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丁riconos
Las caracteristicas que se deben observar en eI agua, y que determinaran su
1, COnCentraCi6n de ion hidr6geno (PH)
2. Acidez
3. AIcaIinidad
4, Du「eza
5, S6=dos disueltos totaies
6. CIoruro CI-
7, SuIfatos So4=
8. Demanda qulmICa y bioqu血ica de ox[geno
9, Porcentaje de sodio
lO. Bacterias pat6genas
2
210〇〇・「equisis†05 「eVeS宜爪ien†○ ○9u○
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APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「icon°S
1.1 1. 1NTRODUCCION
Encontrar agua subterrinea quieredecir deteminar d6nde 6sta se ha11a ubicada, de
manera que pueda fluir r細idamente a un pozo, del cual la podamos extraer.
Varios son los m6todos e indicaciones por los que el hombre ha descubierto la
existencia de agua subterrinea, COmO la orografia del terreno, el tipo de vegetaci6n,
etc. Sin embargo, la foma de comenzar es estudiando la geo16gia de la zona que hay
estudiar, maPa geO16gico y cortes del terreno
l.2　2 PROCEDIMIENTOS U〃LIZADOS PARA LA
PERFORA CION
En 10S SOndeos de agua se empiean pratticamente todas ias formas de
Perfora「 el ter「eno.
En terrenos duros o consoiidados el mejor procedimiento es ia u帥zaci6n deI
m6todo de percusi6n mediante la variante de cable. Es un mctodo
econ6mico y facii de apIica「. Ademds tiene ia ventaja que se reconoce
筒c‖mente cuando se ha encontrado una capa que tiene agua.
Sin emba「go cuando se precisa trabajar en terrenos en Ios que es difie"
mantener la pared dei sondeo y se u胡zan lodos se recomienda eI uso del
m6todo de triconos′ que eS un mC5todo que da un mayor avance en
formaciones sedimentarias.
Este m6todo ha ido despiazando aI de pecusi6n mediante cabIe,
2,1 RO丁ACION
EI metodo de perforaci6n mediante triconos se u輔za fundamentaImente con
Circulaci6n di「ecta, dejando la circuiaci6n inversa para casos especiaIes. Ei
PrOCedimiento empieado por tanto no d洞ere mucho de Ios procedimientos
descritos en ei cap血Io de pe面eraci6n de un sondeo para hidrocarburos (Ver
CAPfTULO III).
Ei uso de la perforaci6n por cabIe en detrimento del este metodo rotativo es
debido a ias siguientes ventajas que aporta el m6todo de cable:
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APUNTES DE SONDEOS Ver 20O4-11
丁「iconos
CAPITULO IⅡ SONDEOS DE HIDROCARBUROS
TRICONOS
Tabla de contenidos
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圏
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丁「iconos
1, Pequehas inversiones de capitaI y costes de mantenimiento bajos, Ei
PreCio de un sonda de cabIe es la tercera parte que el de una
Perforadora rotativa,
2. Produce muestras de g「an caiidad en formaciones poco consolidads,
que permiten evaIuar con precisi6n la naturaieza de los terrenos
atravesados,
3, Permiten obtener informaci6n det訓ada de cada horizonte de agua
que se corta y aI no u帥zarse lodos de perforaci6n no hay
COntaminaci6n en los acuiferos, ni por tanto necesidad de desarroIIos
POSteriores.
4. Adecuados para trabajar en areas remotas, debido a las peque龍s
Cantidades de agua, gaS-Oii y ot「os materiales que se necesitan.
5. En pozos de peque能p「ofundidad (30-50 m) la veiocidad de avance
Puede ser simiiar a Ia obtenida con una maquIna rOtativa,
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