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Hidráulica de perforación

Enviado por FRANK MONTENEGRO



Partes: 1, 2

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


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