Hidráulica de perforación

1. Tipos de
   fluido
2. Modelos
   reológicos
3. Modelo plástico de
   Bingham
4. Modelo de
   Casson
6. Modelo de
   Robertson–Stiff
7. Reología de
   los diferentes tipos de fluidos de perforación en el
   laboratorio
8. Ensayos
   químicos
9. Referencias
   bibliográficas

Tipos de
fluido

Los fluidos se clasifican de acuerdo a sus
características de tensión y la relación de
esta con el líquido, es decir en Newtonianos y no
Newtonianos:

Los Newtonianos: Se caracterizan por tener una
relación de equilibrio
lineal entre su tensión y su gradiente de velocidad cero
a cero.

NEWTONIANO:

AguaLa mayoría de las soluciones de
sal en aguaSuspensiones ligeras de tinteCaolín (mezcla de
arcilla)Combustibles de gran viscosidadGasolinaKeroseneLa
mayoría de los aceites del motorLa mayoría de los
aceites mineral.

Es decir el estado de
estos fluidos es equilibrado en el cual el fluido da la
impresión de no Sufrir tensión en su
recorrido.

Los no Newtonianos: En estos su gradiente de
velocidad dependerá de la viscosidad de
dicho líquido, lo cual quiere decir que el líquido
sufrirá una más alta o baja presión de
acuerdo a su velocidad y viscosidad.

NO-NEWTONIANO:

PRODUCCIÓN SEUDOPLÁSTICA,
BINGHAM PLÁSTICO,
PRODUCCIÓN DILATANTE

ArcillaBarroAlquitránLodo de aguas
residualesAguas residuales digeridasAltas concentraciones de
incombustible en aceiteSoluciones termoplásticas del
polímero.

SEUDOPLÁSTICO

Lodo de aguas
residualesCelulosaGrasaJabónPinturaTinta de la
impresoraAlmidónSoluciones del látexLa
mayoría de las emulsiones.

Entre muchos otros que forman parte de eta
red de fluidos no
Newtonianos, comprenden lo que son los compuestos de alta
densidad y de
alta viscosidad.

Modelos
reológicos

Son una relación matemática
que no permiten caracterizar la naturaleza
reologica de un fluido determinado, esta se encarga estudiar la
deformación dada a una tasa de corte específica, la
cual permite analizar la hidráulica de perforación
rotatoria en el cual se utilizan modelos como:
plástico de Bingham, y la ley de potencia. Estas
son utilizadas por su gran simplicidad en la utilización
de la ecuación de flujo y en la facilidad con la que se
estiman parámetros involucrados.

Sin embargo ciertos autores y científicos han
llegado a la conclusión de que éstos modelos no
estudian un rango amplio del comportamiento
de los fluidos con lo cual no son válidos para el estudio
de fluido a gran escala
extendiendo así el estudio característico de los
fluidos a otros modelos. En este estudio se seleccionan tres
adicionales a los tradicionalmente usados, para analizar el
comportamiento de los lodos en rangos de trabajo
más amplios, ellos son: Ley de Potencia Modificada
(Herschel-Bulkley), modelo de
Robertson-Stiff y Ecuación de Casson. Los modelos se
definen sin tener en cuenta el efecto de la rotación ni la
variación de la temperatura
con la profundidad.

Modelo
plástico de Bingham

Es un modelo de dos parámetros muy
usado en la industria. La
ecuación que lo define es:

??=????+????·??

Un fluido Plástico de Bingham no comienza a fluir
hasta que el esfuerzo de corte aplicado exceda el valor
mínimo ????. A partir de este punto el cambio en el
esfuerzo de corte es proporcional a la tasa de corte y la
constante de proporcionalidad es la viscosidad plástica
(????).

LEY DE POTENCIA

Es un modelo de dos parámetros para el cual la
viscosidad absoluta disminuye a medida que la tasa de corte
aumenta. La relación entre la tasa de corte y el esfuerzo
de corte está dada por la siguiente ecuación:
??=????n

No existe un término para el punto de cedencia
por tanto bajo este modelo los fluidos comienzan a fluir a una
tasa de corte cero.

Viendo estos dos modelos se diferencian en las
siguientes características en que el modelo
plástico el fluido comienza a generar movimientos
después que el corte se ha aplicado, y en la ley de
potencia no importa si este haya aplicado ya un esfuerzo
mínimo superior al corte, éste fluirá sin
dicho esfuerzo.

Modelo de
Casson

Da una buena descripción de las características
reológicas de los fluidos de perforación. A altas
temperaturas y bajas presiones la aproximación se hace
más pobre. La relación que los caracteriza
es: