Fundamentos teoricos de filtracion

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Para la medición del espesor del revoque se utiliza la aguja Vicat, procediendo de la siguiente manera: se coloca sobre la placa porta muestra el papel filtro con el revoque lavado suavemente con agua, de modo que la aguja del equipo pueda atravesar el papel filtro. Por medio del tornillo ajustador, se toca la superficie del revoque con la aguja, ajustándolo en esta posición y fijando el soporte. Posteriormente se lleva el indicador movible de la escala a la lectura cero del extremo superior. Luego se libera el vástago, permitiendo así que la aguja Vicat, atraviese el revoque. Por último, se toma la lectura del indicador en la escala.

Relación del volumen de filtrado con el tiempo

A medida que el tiempo transcurre la velocidad de filtrado disminuye, pues cuando comienza la filtración se tiene una permeabilidad inicial, pero a medida que avanza el tiempo disminuye porque en este tiempo se ha depositado cierta cantidad de partículas sólidas en las paredes del pozo formando el revoque lo cual impide el paso del fluido a la formación. Mediante una relación matemática, se puede establecer que la velocidad de filtración es directamente proporcional a la raíz cuadrada del tiempo. Esta relación se basa en la hipótesis de que la permeabilidad del revoque sea constante.

Q2: (t2/t1)1/q1

Donde:

Q1: pérdida media (real) del filtrado en el momento t1, en cm3.

Q2: perdida cuadrada del filtrado en el momento t2, en cm3.

T1: intervalo de tiempo para la perdida de filtrado Q1, en min.

T2: intervalo de tiempo para la perdida de filtrado Q2, en min.

Factores que afectan la filtración

- Tiempo: Mediante estudios de laboratorio se ha demostrado, que la cantidad de filtrado que pasa a la formación es proporcional a la raíz cuadrada del tiempo durante el cual actúa la diferencial de presión que produce la filtración. Esta relación es solo una aproximación, puesto se basa en la hipótesis de que la permeabilidad del revoque es constante. Sin embargo, los estudios realizados han demostrado que esa relación es realista para casi todos los lodos .La ecuación es la siguiente:

q 2 = [pic 1][pic 2]

Donde:

- q1 = perdida medida (real) del filtrado en el momento t1 , en cm3.

- q2 = perdida calculada del filtrado en el momento t2, en cm3.

- t1 = intervalo de tiempo para la perdida de filtrado q1, en cm3.

- t2 = intervalo para perdida de filtrado q2 en minuto.

- Temperatura: Un aumento de la temperatura eleva la velocidad de filtración porque, generalmente, la viscosidad del petróleo o del agua en la fase continua del lodo se reduce y también, porque la alta temperatura produce cambios químicos en el lodo. En particular la solubilidad de los contaminantes que producen floculación aumenta y la eficacia de muchos aditivos para control de pérdida de fluido y de los dispersantes disminuye a altas temperaturas.

- Presión: Los efectos de la presión sobre la velocidad de filtración depende en gran medida de las características del revoque .Si el revoque es compresible , un aumento de la presión reduce su permeabilidad y disminuye la perdida de filtrado .Si el revoque es incompresible la velocidad de filtración varia con la raíz cuadrada de la presión .Un revoque incompresible , implica que la permeabilidad del mismo no es afectada por la presión .La compresibilidad del revoque depende del tipo, el tamaño y distribución de los sólidos en dicho revoque.

- Características de los sólidos de lodo: Partículas pequeñas forman revoque de baja permeabilidad ya que están más compactas. Estas partículas se introducen como cuñas entre las partículas más grandes, formando así un revoque de baja permeabilidad. Las partículas finas y planas son más eficientes que las partículas esféricas o de forma irregular. La distribución de los sólidos en el revoque está directamente relacionada con el grado de dispersión del lodo.

Pérdida de filtrado durante la perforación de un pozo

Para que la filtración pueda tener lugar en el pozo, debe haber una presión diferencial positiva entre el pozo y la formación, y la formación debe ser permeable. La presión diferencial es la diferencia entre la presión hidrostática del lodo y la presión de la formación. Se considera que esa presión diferencial es positiva si tiende a forzar el filtrado a la formación.

Una formación permeable tiene la capacidad de permitir que el fluido pase a través de ellas. El tamaño del espacio poroso influirá en el grado de conexión de los poros. Si el fluido no puede penetrar a través de las rocas, se dice que la roca es impermeable y por ende, no se puede formar revoque ni producirse pérdida de filtrado, como es el caso de las lutitas. El grado de invasión por parte del filtrado influirá directamente en el tamaño del revoque en las paredes de la formación, originando problemas operacionales como aprisionamiento de herramientas por presión diferencial, problemas de succión, suabeo, y otros.

Pérdida de circulación

El fenómeno por el cual se pierde todo el fluido de perforación durante el proceso es conocido como “Perdida de Circulación”. Para estos casos se sugiere usar material Taponante como: concha de nueces, fibras de madera (aserrín), plásticos, piedra caliza, azufre, carbonato de calcio, perlita expandida, celofán, papelillos, cortes, cáscaras de semilla de algodón, heno, maleza deshilachada, etc.

Propiedades que pudieran ser afectadas por las altas velocidades de filtrado

Se considera definitivamente que una alta velocidad de filtrado incidirá sobre todas las propiedades del fluido de perforación. En el caso de la densidad, esta disminuiría considerablemente, aumentando así el riesgo de no completar la presión requerida para soportar la de los fluidos en la formación. Como se explicó anteriormente, al producirse la filtración las paredes del pozo actúan como una malla, pasando gran parte de la fase continua, por ello se perdería la presión requerida por la fluctuación de la columna hidrostática. Los sólidos que más tarde formarán parte del revoque y quedaron atrapados en estas