Práctica de laboratorio Química general

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Introducción 
 
Fluidos de perforación. 
Para iniciar esta práctica se definirá que es un fluido de perforación, cuál es su 
clasificación y los tipos de fluidos que hay. El fluido de perforación es un líquido o 
gas que circula a través de la sarta de perforación hasta la barrena y regresa a la 
superficie por el espacio anular, hasta la fecha un pozo de gas o aceite no se puede 
perforar sin este concepto básico de fluido circulante. 
 
Importancia y Funciones: 
Los fluidos de perforación cumplen muchas funciones: controlan las presiones de 
formación, remueven los recortes del pozo, sellan las formaciones permeables 
encontradas durante la perforación, enfrían y lubrican la barrena, transmiten la 
energía hidráulica a las herramientas de fondo de pozo y a la barrena y, quizás lo 
más importante, mantienen la estabilidad y el control del pozo. 
Para llevar a cabo el proceso de perforación de un pozo y que este sea un éxito, es 
de vital importancia el uso de un buen fluido por cada una de las etapas y 
formaciones, debido a que, si conocemos los tipos de fluidos, sus funciones y 
características de cada uno de ellos, se ejecutara el programa de perforación de 
manera exitosa, generando así una buena cementación de este. 
Las composiciones de los fluidos de perforación varían según las exigencias del 
pozo, las capacidades de los equipos de perforación y los asuntos ambientales. Los 
ingenieros diseñan los fluidos de perforación para controlar las presiones del 
subsuelo, minimizar el daño de la formación, minimizar la posibilidad de pérdida de 
circulación, controlar la erosión del pozo y optimizar los parámetros de perforación, 
tales como la velocidad de penetración y la limpieza del pozo. 
 
 
Clasificación fluidos de perforación: 
Existen tres tipos principales de Fluido de Perforación (Drilling Fluid / Mud), según 
la formulación del fluido base. 
• Fluidos de perforación base agua 
• Fluidos de perforación base aceite 
• Fluidos de perforación aireados 
 
Fluidos de perforación base agua: 
Son los fluidos más usados a nivel mundial en perforación. En este sistema por lo 
general el agua dulce es la base del fluido, a la cual se le 
adicionan arcillas, polímeros, densificantes y algunos otros aditivos para el control 
de algunas variables. 
Fluidos de perforación base agua: 
Fase líquida: agua principalmente aceite cuando se emulsiona 
Fase sólida: material densificante y viscosificante (barita y bentonita) 
Fase química: productos químicos 
Fluidos de perforación base agua: 
Lodos no dispersos: presentan composición básica de agua y bentonita sódica, no 
contienen adelgazantes, se denominan lodos primarios, no soportan altas 
temperatura, afectan arcillas sensibles. 
 
Lodos calados: se obtienen por adición de cal apagada Ca(OH) 2 y yeso en altas 
concentraciones. De esta forma la arcilla bentonítica sódica se transforma en arcilla 
cálcica (lodos calados), controla perforaciones de gas. 
 
Lodos dispersos: se utilizan para perforar a grandes profundidades o en 
formaciones altamente problemáticas, presentan como característica principal la 
dispersión de arcillas constitutivas, adición de lignitos que disminuyen la viscosidad, 
alta resistencia a la temperatura. 
 
Lodos salinos: son aquellos cuya fase continua es agua salada con una 
concentración mínima de 10000 ppm de NaCl (1% en peso) utiliza como fase 
dispersa la arcilla attapulguita. Se usan para perforar formaciones salinas o 
formaciones afectadas por la presencia de agua dulce.
 
 
se clasifican en: 
 
Salobres: Con una entre 10000 y 35000 ppm. 
Salados: con una entre 35000 y 350000 ppm 
Saturados con sal: Con 350000 ppm 
 
Fluidos de perforación base aceite: 
Son aquellos en los cuales el aceite es la base del fluido se le denomina lodo base 
aceite si su contenido de agua es de 1 a 15% y si su contenido es de 15 a 50% de 
agua se denomina “emulsión inversa”. 
 
Fluidos de perforación base aceite: 
Fase líquida aceite: con una fase de agua dispersa 
Fase sólida: material densificante (barita) 
Fase química: emulsificantes 
 
Fluidos de perforación base aceite: aumentan la rata de perforación, evitan la 
corrosión de la broca y sarta, evitan daños de formación, evitan problemas de 
arcillas sensibles. 
Además de que son estables a altas temperaturas (200 °F), su principal desventaja 
se encuentra en el costo inicial y mantenimiento, dificultad de identificar zonas 
productoras por medio de los cortes. 
 
Fluidos de perforación base aceite (OBM): 
Son lodos cuya fase continua o externa corresponde a petróleo crudo o minerales 
de este. Sus propiedades dependen de relación aceite/agua, tipo de emulsificador 
y concentración contenido de sólidos. 
Usos: 
• Perforación y corazón amiento de zonas productoras. 
• perforación con problemas de estabilidad de pozos arcillas sensibles. 
• perforación de pozos profundos a altas temperaturas y presiones.
 
 
Fluidos de perforación aireados: 
Incluyen aire gas espumas o lodos aireados que son utilizados en zonas cuyos 
gradientes de presión de fractura son muy bajos. 
• Formaciones muy porosas. 
• Formaciones cavernosas. 
 
Fluidos de perforación aireados: 
El aire que más comúnmente se usa es gas comprimido para limpiar el pozo también 
se usa gas natural. 
se presentan problemas: regulación de la presión del gas, influjo de los fluidos de 
formación, erosión del pozo, el aspecto más importante consiste en mantener la 
velocidad del gas (3000 ft/min). 
Fluidos de perforación aireados: espuma de perforación 
Es una combinación agua o polímetro/bentonita mezclada con un agente 
espumante y aire de un compresor para formar las burbujas. La espuma actúa como 
agente transportador y removedor de los cortes generados. 
Requiere menos volúmenes que el aire para la perforación, permite mejorar la 
estabilidad del pozo debido a una delgada costra formada en la pared del hueco, 
presentan flujo continuo irregular en las líneas. 
 
Fluidos de perforación aireados: Lodos aireados 
Puede ser un lodo base agua el cual se adhiere aire, presenta menos presión 
hidráulica y tendencia a fracturar formaciones débiles, reduce pérdidas de 
circulación en áreas muy porosas y con bajo gradiente de fracturas. 
Peso de 4 a 6 lb/gal, permite alcanzar altas ratas de perforación. 
equipos requeridos: compresor de aire, separador de aire en las líneas de flujo, 
tanque de descargas. 
Factores para considerar la selección de un lodo de perforación: 
• Factores ambientales 
• aspectos de seguridad 
• domos salinos 
• alta temperatura y presión 
• pérdida de circulación 
• Lutitas hidrófilas 
• logística
 
 
Propiedades de los fluidos de perforación base 
agua (bentoníticos) 
Desarrollo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Portar el equipo de 
protección personal 
adecuado para estar 
en el laboratorio. 
(batas, lentes de 
seguridad, 
zapatos cerrados 
y retenedor de 
cabello) 2. Se procede a realizar los cálculos 
correspondientes para la determinación de la 
cantidad de bentonita y barita a pesar. 
3. Se mezcla la cantidad de 
bentonita y barita con la 
proporción de agua adecuada 
en un vaso precipitados para 
su agitación 
4. Realizar la mezcla de los 
componentes pesados mediante 
agitación magnética en la parrilla de 
calentamiento. 
5. Una vez preparado en fluido 
de perforación se preparan 
dos probetas de 500ml con 
arena y tubo de CPVC 
6. Hacer una prueba de sellado 
en una de las probetas mediante 
la adición de agua destilada sin 
componentes bentoníticos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Hacer una prueba de sellado de 
la formación mediante la adición 
de fluido bentonítico. 
8. Comparar los resultados del sello 
obtenido en cada prueba para su 
análisis 
9. Posteriormente a la prueba realizada con bentonita y 
barita se le adicionaráuna cantidad determinada de crudo 
para observar el sello que realiza el con el uso de un fluido 
de perforación en la formación. 
 
 
Evidencias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
(Individuales de cada integrante) 
 
En conclusión, al realizar este reporte de práctica pude concluir que los fluidos de 
perforación tienen una gran importancia en la ingeniería petrolera, y más que nada 
en la estructura o modelo que se tiene para realizar los pozos petroleros, si bien, en 
la práctica hicimos 2 experimentos con 2 probetas, y a las 2 les pusimos distintos 
fluidos, a uno le colocamos agua por medio del tubo que estaba a dentro de la arena, 
y al momento se fue humedeciendo, lo que ocasionó que al sacar el tubo la arena 
presentó un derrumbe; Para el segundo usamos el lodo de perforación que 
preparamos y este lo que hizo fue sellar los poros de la arena, lo que ocasionó que 
cuando quitamos el tubo no se derrumbara, esto es lo que ocurre en los pozos 
petroleros y de esta forma evitan algún derrumbe al momento de extraer el 
hidrocarburo. 
Para llevar a cabo el control de un pozo, es necesario que el personal que participa 
directamente esté debidamente capacitado y entrenado. Los conocimientos 
adquiridos sobre el control de pozos junto con las habilidades desarrolladas en 
prácticas de control de pozos permitirán que el personal desempeñe las funciones 
y responsabilidades de su puesto. De esta manera se logrará evitar daños 
personales y a las instalaciones, mientras se le realiza alguna actividad al pozo. 
En esta práctica pudimos observar el petróleo y cómo funciona, al momento de 
colocar el petróleo en la arena, el petróleo no paso hacia la zona porosa, porque el 
fluido de perforación genera sello, entre la zona de perforación. 
 
Al momento de colocar el lodo en la arena, le costaba mucho que se disolviera o 
saliera, tuvimos que ir alzando el tubo, ya que el lodo era muy viscoso, al momento 
de alzar el tubo colocado en la arena el lodo si pudo ir bajando, pero nos costó 
trabajo, cuando pudimos sacar el tubo de la arena se salió todo solo en la parte de 
arriba no mojo la arena. 
 
 
Colocamos arena en una con un tubo adentro en el cual le estuvimos poniendo agua 
hasta que toda la arena se humedeciera, al momento de que sacamos el tubo la 
arena se derrumbó, ya que lo que se agrego fue agua y es muy líquida. 
Pudimos pesar el lodo, en un vaso precipitado colocamos el lodo y agua, donde el 
lodo se pudo disolver junto con el agua de forma uniforme. 
Pudimos aprender cómo se representa el petróleo, el agua, y el lodo en la arena y 
su derrumbe, con el que nos costó un poco más fue con el lodo, pero los demás 
fueron muy líquidos y se puedo absorber mejor los líquidos en la arena. 
 
En conclusión, me quedó entendimiento que los fluidos de perforación nos sirven 
para aprender y ver la diferencia que hay cuando en el pozo usamos agua o el fluido, 
si nos damos cuenta de que al tener el fluido el pozo queda con su forma estable y 
no se disuelve queda con una forma normal. 
Esta práctica tuvo como objetivo aprender la importancia que tienen los fluidos de 
perforación, como bien sabemos la construcción de pozos se efectúa por etapas y 
se emplean diferentes fluidos de control, como los fluidos de perforación, 
cementación, terminación y reparación, según sea la etapa. Por otra parte, el fluido 
de perforación, al estar en contacto con la formación y bajo los esfuerzos a los que 
se somete durante su circulación, variará sus propiedades. Y tiene finalidad de 
obtener energía, se construyen pozos para la extracción y producción de aceite, 
gas, agua o vapor estos deben ser perforados con un sistema mecánico rotatorio y 
con una circulación de fluidos de perforación por todo el agujero. 
 
 
Vimos formulas y mezclamos el lodo con una batidora bueno parecida pero era algo 
que estaba imantado, y el profe nos explicó que el hidrocarburo podía tener distintas 
tonalidades de color, negro, rojo oscuro o verde oscuro, y fue un buen experimento 
ver como el hidrocarburo entraba en el tubo para que quedara abajo, también 
calculamos la densidad del agua con un aparato, con un hidrómetro creo que se 
llamaba se metía en el agua y solito flotara y estaba compuesto por plomo y en la 
medida de las líneas nos decía la densidad del fluido que estuviésemos calculando. 
 
 
 
Gracias a la práctica realizada en el laboratorio he llegado a la conclusión que, para 
la perforación de un pozo petrolero, se debe tener el entendimiento y 
comportamiento de estos, porque estos es nuestra columna vertebral del programa 
de perforación, ya que sin este elemento no sería posible desarrollar el mismo. 
La función de los fluidos de perforación se obtiene un panorama en la selección del 
tipo de fluido de perforación a utilizar, así como el comportamiento que este tendría. 
La principal o la más importante, es la capacidad de acarreo de los recortes que 
tienen los fluidos ya que, sin esta función, lo único que pasaría, sería que la barrena 
se atorase y no tendría avance a perforar el pozo, así como también evitar el 
derrumbe de este mismo. 
Los fluidos de perforación son una pieza importante en la economía del desarrollo 
en todas las etapas de un pozo petrolero, ya que con la selección adecuada de los 
mismos podremos mantener los costos mínimos del proyecto. Así como el análisis 
inadecuado y selección errónea de estos nos puede traer consecuencias y daños 
catastróficos poniendo en peligro la integridad física de los trabajadores y un daño 
al ecosistema como por ejemplo la contaminación de mantos acuíferos. 
 
La densidad no depende de la forma del objeto. Puesto que la densidad es una 
propiedad característica de los materiales, lo pudimos comprobar en las 
experiencias realizadas. Un objeto pesa menos dentro del agua. Si la densidad del 
cuerpo es mayor que la del fluido el cuerpo descenderá con un movimiento 
acelerado. Si la densidad del cuerpo es menor que la del fluido el cuerpo ascenderá 
con un movimiento acelerado. Si la densidad del cuerpo es iguala a la del fluido el 
cuerpo quedará en equilibrio a la mitad de la columna del fluido. Se pudo desarrollar 
un concepto más claro, avanzado y específico del que se tenía con base en los 
fundamentos teóricos, partiendo de la práctica realizada. 
 
Pusimos en práctica uno de los distintos tipos de fluidos de perforación en la cual 
se llevó la práctica de laboratorio, en la cual pudimos observar la gran importancia 
que tiene los fluidos de perforación para que las paredes del pozo no se caigan y 
obstruyan el piso al momento de la perforación, para llevar a cabo la perforación, 
con esto pudimos identificar que es necesario para una perforación de un pozo 
petrolero los fluidos de perforación lo cual en esta fue bentonita, ya que para esta 
de obtuvo su densidad, pedo específico, peso molar. Con esto tenemos en cuenta 
que si el poso se le agrega solo agua las paredes del pozo colapsan y se derrumban, 
ya que con el fluido de perforación de bentonita las paredes se mantienen firmes y 
no colapsan. 
 
 
 
Se peso el lodo qué es la mezcla entre cierta cantidad de bentonita y agua en un 
vaso precipitado de la cual fue colocada a un agitador magnético mezclándolo por 
un par de minutos hasta qué se logró una mezcla perfecta. 
También tomamos la densidad del agua después de esta utilizamos La balanza la 
cual calibramos con el agua para después introducir nuestro lodo una vez que 
nuestra balanza haya sido calibrada. 
 
 
 
El objetivo principal de la operación de la perforación de los pozos petroleros es 
llegar hasta la zona donde se encuentran los hidrocarburos, los fluidos de 
perforación nos permiten desempeñar numerosas Funciones que contribuyan al 
logro de dicho objetivo, la responsabilidad de la ejecución de esas Funciones es 
asumida conjuntamente por el ingeniero del lodo y las personasque dirigen la 
operación.