Cantidad de material a usar en la Formulación de Lodo

 

El siguiente es un ejemplo simple que nos permite demostrar Cómo se puede determinar la cantidad de material requerido en un simple sistema de mezclado . Permítenos enseñarte con el siguiente ejemplo.




El objetivo del siguiente ejemplo es formular lodo en el cual se tenga una densidad de 11.0 lpg con 1000 barriles.

Abajo se muestra las concentraciones necesarias para el lodo ;
  • 30 lpb bentonita
  • 5 lpb CMC polimero
  • 5 lpb  soda csustica (NaOH)
  • 25 lpb Na2CO3
  • la Barita es el material densificante 
Los siguientes datos son muy importantes ya que nos muestran las especificaciones del agua y los productos químicos usados para estos cálculos .

Fluido Base= agua fresca
Gravedad específica del agua = 1
 Gravedad específica de la barita = 4.2 
 Gravedad específica de la bentonita = 2.4
 Gravedad específica del polímero CMC = 2.4
 Densidad del agua fresca = 8.34 ppg

Volumen despreciable por ser disolubles : NaOH y Na3CO3 

Cuál es la cantidad de material requerido para conocer la especificación del lodo? Cuál será el volumen final?

La densidad de los químicos (en libras por barril) se basa en el volumen de lodo de perforación.

Obtenemos la densidad de los productos con la siguiente fórmula.

Bentonita (30 lpb) = 30 × 1.000= 30.000 lb.
 CMC polymer (0,5 lpb) = 0,5 × 1.000 =500 lb.
 NaOH (0,5 lpb) = 0,5 × 1.000 =500 lb.
 Na2CO3 (0,25 lpb) = 0,25 × 1.000 = 250 lb.
Abajo mostramos la densidad de cada uno de los materiales;
 Agua= 8.34 lpg.
 Barite = 4.2 × 8.34 = 35.0 lpg.
 Bentonite = 2.4 × 8.34 = 20.0 lpg.
 CMC polymer = 2.4 × 8.34 = 20.0 lpg

Volumen de agua en galones.
Peso del agua (lb.) = volumen (galones) × densidad del agua (ppg)
Peso del agua (lb.) = X × 8.3 densidad del agua volumen de barita = Y galones

 Peso de la barita (lb.) = volumen (galones) x densidad de la barita (ppg.)

 Peso del agua (lb.) = Y × 35

 Construimos una tabla como la siguiente y llenamos en ella los datos obtenidos
 Table 1
Volumen de la bentonita (A) = Peso de bentonita ÷ densidad de la bentonita
 Volumen de la bentonita (A) = 30.000 ÷ 20 = 1.500 galones

Volumen de CMC Polymer (B) = peso de CMC Polymer ÷ densidad CMC Polymer
 Volumen de CMC Polymer (B) = 500 ÷ 20 = 25 galones.


 El volumen de NaOH y Na3CO3   no se consideran porque los mismos se disuelven y tiene muy poco efecto en el volumen ellos contribuyen al peso del fluido la tabla quedará como sigue .
 Table 2
La densidad de lodo planeado es 10 lpg, por lo que podemos escribir la siguiente ecuación :
 Peso total (lb.) ÷  Volumen Total (galon) = 10 (lpg)
Peso Total (lb) = 8,34X + 30.000+500+500+250+ 35Y
 Peso Total (lb) = 31.250 + 8,34X + 35Y

Volumen Total (galon) = 1.500 + 25 + X + Y
Volumen Total (galon) = 1.525 + X + Y
Por lo tanto:
 (31.250 + 8,34X + 35Y) ÷ (1.525 + X + Y) = 10 — Ecuacion 1

Volumen total requerido = 1.000 bbl = 1.000 × 42 = 42.000 galones

 Nota: 1 bbl = 42 US gallon.
Por lo tanto:
 42.000 = 1.525 + X + Y — Ecuacion 2
De la Ecuacion 2, tenemos que
 X = 40.4475 – Y — Ecuacion 3

Sustituimos los valores de la ecuación 3 en la ecuación 1

 (31.250 + 8,34X + 35Y) ÷ (1.525 + X + Y) = 10
 (31.250 + 8,34X + 35Y) = 10 × (1.525 + X + Y)
 (31.250 + 8,34×(40.475 – Y)+ 35Y) = 10 × (1.525 + 40.475 – Y + Y)

 Solucionamos Y
 Y = 1.920

 Sustituimos Y en la ecuacion 3 para obtener X
 X = 38.555


 Partiendo de esto obtenemos la tabla final que se muestra abajo
 Table 3
RESUMEN
 Con el fin de formular un simple sistema de lodo base agua como el que se planificó para el fluido de perforación. El listado de pesos y cantidades de material requerido se muestra abajo

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