Filtro prensa hpht

FILTRO PRENSA , HPHT 2013
UMSA | TOLA MAYTA LIMBERG
TOLA MAYTA LIMBERG
UMSA FILTRO PRENSA , HPHT
Facultad De Ingeniería
Ingeniería Petrolera
Sem1/2013
Laboratorio de
fluidos de
perforación
FILTRO PRENSA
, HPHT
NOMBRE DEL
ESTUDIANTE:
Tola Mayta
Limberg

FILTRO PRENSA,
ALTA PRESION - ALTA
TEMPERATURA (HPHT)
1. OBJETIVOS:
 OBJETIVO GENERAL
Conocer el método del filtro prensa HPHT
 OBJETIVO ESPECIFICO
Medir el volumen de filtrado o pérdida de agua que pasa hacia la formación permeable
cuando el fluido es sometido a una presión diferencial y la costra de lodo de un fluido de
perforación usando el método de filtrado HPHT.
2. JUSTIFICACION:
La primordial idea del laboratorio es el de que el alumno debe estar familiarizado con las
definiciones de "revoque" y "filtrado”, asi como susu pruebas pertinentes, ya que son temas muy
importantes cuando al momento de trabajar en campo.
Asi tambien se debe de conocer el metyodo de HPHT ya que este es el que datos mas
reales de campo acerca del revoque y filtrado.
3. FUNDAMENTO TEORICO:
Cuando empezó a realizarse las primeras perforaciones con el fin de extraer petróleo, ya
tenían el conocimiento base de la perforación, en la cual consistía de utilizar agua como fluido de
perforación para suavizar la roca y que sea más fácil de perforar.
No fue hasta mediados del siglo 19 cuando, en busca de un yacimiento petrolífero, se llego
a un acuífero que debido a su presión, salió de la roca en forma de emulsión y precipitó todos los
pequeños ripios hacia arriba. Así se estableció el primer concepto de un fluido dinámico de
perforación.
Fue cuestión de tiempo para que se adaptaran nuevas tuberías y se adapte un nuevo BHA
que se ajustara al nuevo proceso. Luego el fluido de perforación fue evolucionando poco a poco,
cuando el agua ya no pudo precipitar ripios más pesados.

Posteriormente se empezó a utilizar arcilla junto con el agua formando un “lodo”, el cual dio
excelentes resultados al limpiar el pozo, dejándolo libre de sedimentos.
Con el pasar de los años toda la industria había evolucionado a la par con los inconvenientes
que se les presentaban mientras perforaban. Hasta cierta profundidad, el lodo agua-arcilla servía,
pero pasada esa profundidad establecida, la formación sufría varios inconvenientes, desde
insignificantes hasta catastróficos. La formación se derrumbaba, el lodo se filtraba en las
formaciones contaminándolo todo, no limpiaba bien el hueco, no enfriaba la broca correctamente,
eran entre tantos, los problemas más comunes.
Todo esto llevo a realizar nuevas pruebas en el lodo para ver de qué manera se aumentaba
su viscosidad, su fuerza, su elasticidad, para que pueda evitar estos problemas, y así empezaron a
aumentarles químicos al lodo en base agua – arcilla, químicos que le den características
necesarias al lodo para que solucionen los debidos inconvenientes.
Partiendo de este nuevo concepto, industrias que ya en ese entonces eran especializadas
en fluidos de perforación, se vieron en la necesidad de crear instrumentos de laboratorio que
corran las pruebas con los diversos químicos pero a menor escala, para así estudiar las reacciones
y poder saber si estaban a la altura de las características a las que se quería llegar.
El problema fundamental era como saber el comportamiento del lodo más los nuevos
químicos a una profundidad tal, en donde las presiones y las temperaturas del yacimiento fueran
muchos mayores a las que acostumbraban trabajar. Ya para ese entonces existían filtros prensa
de baja y alta presión, los cuales simulaban una presión mucho mayor a la de 1 atm., pero aun así,
no se podía simular la temperatura de formación. Hubieron otras alternativas, calentar las muestras
de lodo primero en un horno a una temperatura que simulara la deseada, y luego introducir la
muestra en los filtros prensa de alta presión para poder simular todo el proceso completo. En vista
a estos inconvenientes, nació la idea de crear un instrumento que pueda simular la presión y
temperatura de un yacimiento para poder ver como actuaba el fluido de perforación junto con los
químicos y así tener pruebas más exactas para aplicarlas al pozo y tener mejores resultados de
producción. Sin este equipo no se sabría como actuaría el fluido a esa profundidad y no se podría
extraer el crudo sin causar daños tanto en la formación como en los equipos.
3.1. IMPORTANCIA DE UN FILTRO PRENSA HPHT
Un Filtro Prensa HPHT es de suma importancia para el Laboratorio de Petróleos, los
estudiantes de la carrera realizan las prácticas de fluidos cada semestre, con el fin de capacitarse

con los diferentes equipos y con los cálculos de las diferentes propiedades de los fluidos de
perforación.
En dicho laboratorio, las pruebas de volúmenes de filtrado y revoques, se la realiza
utilizando el Filtro Prensa API, que se basa en realizar una prueba de lodo a diferentes presiones
pero a una temperatura constante, una temperatura de ambiente. El Filtro Prensa API no tiene la
capacidad de inducir calor para variar la temperatura del fluido.
Cuando se realiza una prueba de filtrado con el Filtro Prensa API, el estudiante tiene una
idea un tanto clara sobre cómo reaccionaría el lodo al entrar en contacto con las formaciones
permeables, pero no del todo clara, ya que la temperatura influye mucho en la variación de las
propiedades del fluido.
Sabiendo que los pozos perforados en Bolivia alcanzan normalmente los 5000 - 6000 pies
de profundidad, es completamente lógico suponer que la temperatura de ambiente no se
mantendrá constante durante la perforación.
Con la habilitación y puesta en marcha del Filtro Prensa HPHT, el estudiante, al momento
de hacer la práctica con el equipo, podrá realizar las pruebas simulando no solo presiones de
yacimiento, sino también las altas temperaturas del yacimiento. De esta manera, podrá obtener
datos más reales y cercanos a la realidad, el revoque obtenido será un revoque mucho más
parecido al revoque en condiciones reales de campo.
Es necesario que el estudiante de la carrera de Ingeniería en Petróleos cuente con un
equipo como este en el Laboratorio, así tendrá un aprendizaje mucho más preciso con respecto al
comportamiento del fluido y sus propiedades tomando en cuenta su variación con la presión y
temperatura; la simulación de las condiciones de yacimiento es muy necesaria para que el
estudiante comprenda al 100% la parte fundamental y más importante de la perforación de pozos
petroleros, el comportamiento del lodo a altas presiones y a altas temperaturas.
3.2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL EQUIPO
Un filtro prensa es una celda presurizada, en donde se coloca un fluido con el fin de evaluar
las características de filtración del mismo mientras esté estático o en movimiento (para simular
circulación) en la celda de prueba. Este filtro prensa de Alta Presión y Alta Temperatura, es capaz
de simular presión y temperatura de yacimientos, y así ver el proceso del fluido a esas
características, ver su comportamiento y de esta manera poder realizar una evaluación más exacta
sobre lo que se quiere dictaminar.

Un filtro prensa consiste de un cuerpo cilíndrico llamado también cámara, en donde se
introducirá una celda de acero con el fluido a examinar. Un medio para sellar el cilindro, que servirá
también como base para insertar el dispositivo que generará la presión al sistema, un termostato
para regular la temperatura, un orificio para incrustar un termómetro con el fin de controlar la
temperatura, un tubo de ensayo para recolectar la pérdida de filtrado y finalmente un soporte o
base que sostendrá todo el sistema.
Ya que este equipo fue diseñado para trabajos en laboratorios de campo, las capsulas de
presión Dióxido de Carbono son las más utilizadas; el Nitrógeno es utilizado comúnmente para el
equipo de 500 ml debido a su volumen, pues necesita más gas para conducir la prueba. Todo esto
se gradúa cuando se establecen los parámetros del tipo de prueba que se vaya a realizar.
La temperatura se ajusta mediante una perilla adjunta al termostato. La temperatura en la
celda se mide insertando un termómetro en un pequeño orifico al costado. La temperatura se
gradúa en una escala del 1 al 10 para que luego que el termostato haya sido ajustado usando el
termómetro, la temperatura deseada pueda repetirse calibrando la perilla en el mismo número. La
celda utilizada en este equipo tiene una capacidad nominal de 175 ml (capacidad exacta de 173.3
ml) para almacenar el fluido a estudiar.
Dentro de la celda se colocan filtros de papel y filtros de aluminio con el fin de dejar pasar el
fluido y sostener la costra de lodo que se formara. La tapa de la celda contiene aislantes de
presión, y la tapa de la cámara consta con aislantes mucho más fuertes para prevenir la
despresurización del sistema.

FIGURA: EQUIPO DE FILTRO PRENSA, ALTA PRESION - ALTA TEMPERATURA (HPHT)

FIGURA: CARACTERÍSTICAS DE FILTRO PRENSA, ALTA PRESION - ALTA TEMPERATURA (HPHT)
La capacidad de la celda de lodo es de 160 ml con una superficie de filtro de 3,5
plg2
. El receptor de filtrado tiene una capacidad de 15 ml, y se puede usar un tubo de
vidrio para una contrapresión de hasta 100 psi. Si se usa una contrapresión mayor, el tubo
de vidrio debe ser reemplazado por un tubo de acero inoxidable.

Una vez que el equipo haya alcanzado una temperatura de 300°F se aplica una
presión de 600 psi en la parte superior del equipo y en la parte inferior, donde se coloca el
tubo de contrapresión, una presión de 100 psi para tener una presión diferencial de 500
psi en el sistema durante 30 min.
Transcurrido ese tiempo, se descarga el filtrado dentro del cilindro graduado y se
lee la indicación de volumen. El valor a registrar debe ser el doble de la indicación.
Estas pruebas se realizan bajo los procedimientos del Instituto Americano del
Petróleo (API).
3.4. EQUIPOS
 Filtro de Alta presión – Alta temperatura
 Cilindro Graduado 10 cc
 Papel filtro Whatman 50
 Cronómetro
3.5. PROCEDIMIENTO: TEMPERATURAS < 300º F (149º C)
1. Conecte la camisa de calentamiento al voltaje apropiado. Coloque un
termómetro en el receptáculo y recaliente la camisa hasta 10o
F (6o
C) por encima de la
temperatura de prueba seleccionada, mantener esta temperatura ajustando el termostato.
Se encenderá una luz piloto cuando la camisa de calentamiento se encuentre a la
temperatura deseada, lo cual ha sido seleccionado por la perilla de control del termostato.
2. Agitar la muestra de lodo por 10 minutos. Con la celda invertida, llenar con
fluido dejando aproximadamente 1 " del tope del O – rings de la celda.
3. Instale un O-Ring en la celda y otro en la ranura de la tapa de la celda.
Además coloque una delgada capa de grasa de silicona sobre todos los O-Rings

4. Colocar un papel filtro de 2 1/2 " de diámetro hasta llegar a la muesca del O
– rings
5. Colocar la tapa, empujando lentamente asegurándose que los huecos de
los tornillos de ajuste de la tapa se emparejen. (Tipo allen)
Nota: Si los huecos de los tornillos de ajuste de la tapa de la celda están
deformados, existe la posibilidad de fallas debido a stress y, en tal caso, la tapa debería
ser reemplazada.
6. Apretar los tornillos de seguridad firmemente.
7. Enroscar la válvula de aguja de salida y cerrarla
8. Invertir nuevamente la celda y colocarla en la chaqueta de calentamiento
con todas las válvulas de agujas cerradas hasta que encaje en el retén interno de la
chaqueta y quede bien ajustada en ella.
9. Conecte el ensamble de presurización a la válvula de vástago superior y
bloquéela en su lugar, con la chaveta de retención. Conecte el recibidor de contrapresión
en el ensamble, sobre la válvula de fondo y también bloquéela en su lugar con la chaveta
de retención.
10. Colocar el cartucho de CO2. Realizar la misma operación con la unidad
reguladora de presión superior e inferior.
11. Aplique 100 psi (690 kPa) en ambas unidades, con las válvulas cerradas.
Abra la válvula superior y aplique presión al fluido, mientras calienta hasta la temperatura
seleccionada.
12. Incrementar la presión de la válvula de aguja superior hasta 600 psi y abrir
la válvula inferior un 1/4 de vuelta, cuando la temperatura de la prueba es alcanzada.
Aquí comienza la prueba de filtración. Usar como guía las siguientes especificaciones.

13. Filtrar durante 30 minutos mientras la temperatura es mantenida a ± 5°F (±
3°C) de la temperatura de ensayo y manteniendo la presión.
Precaución: Si la presión del fondo sube 20 psi (138 kPa) por encima de la
presión especificada durante la prueba, purgar con cuidado la presión drenando una
porción del filtrado del receptor a un cilindro graduado.
14. Drenar filtrado en un cilindro graduado, cada vez que el manómetro inferior
marque una división por encima de 100 psi y así sucesivamente hasta que se cumplan los
30 minutos que exige la prueba.
15. Al final de la prueba, cierre las válvulas superior e inferior, desenrosque el
tornillo en T y purgue la presión de ambos reguladores.
Nota: La presión en la celda de filtración aún será de unos 500 psi (3448 kPa).
Mantenga la celda en posición vertical y enfríe hasta la temperatura ambiente.
16. Sacar el remanente de filtrado que pudo haber quedado en el tubo
recibidor.
17. Corrija el volumen de filtrado total recolectado con respecto al área
standard del filtración, que es de 7.1 plg2 (45.8 cm2), lo cual se realiza multiplicando por 2
el volumen de filtrado colectado en 30 minutos. Registre el volumen de filtrado total
(multiplicado por 2), la temperatura, presión y tiempo.
18. Con sumo cuidado, para recuperar el papel de filtro y el revoque
depositado, coloque la celda a enfriar colocando verticalmente hacia arriba. Deseche el
fluido dentro de la celda, a menos que se lo requiera para posteriores ensayos, y
conserve el revoque del filtrado Lave el revoque depositado sobre el papel de filtro con
una suave corriente de agua. Mida y reporte el espesor del revoque más cercano a 1/32
plg (0.8 mm).
19. Limpie y seque el aparato profundamente, luego de cada uso.

4. CALCULOS
HOJA DE DATOS
EXPERIMENTO Nº 5
FILTRO PRENSA
ALTA PRESION - ALTA TEMPERATURA (HPHT)
Alumno(a) : TOLA MAYTA LIMBERG .................. Fecha: 12/06/2013
FILTRADO
TOTAL
TEMPERATURA(F) PRESION(PSI) TIEMPO(MIN) ESPESOR DEL
REVOQUE(MM)
MEDIDA 0,85ML 300 500 30 0,8
Comparando los datos con los obtenidos anteriormente del laboratorio de prensa api se
tiene los siguientes datos:
Vf= 9,5 ml para un espesor de revoque de; 0.1mm
Vf= 0.85 ml para un espesor de revoque de; 0.8mm
Se puede ver la diferencia de filtrados donde en la prensa api se tiene más filtrado que en
la prensad de HTHP, así como también se nota la gran diferencia de espesores
calculados durante el experimento.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
 En la medición de los volúmenes de filtrado, se debe de usar una probeta bien
graduada y que no muestre errores de paralelaje al medir el nivel de liquido
filtrado.
API
PREPRENSA
APIHPHT

 En el laboratorio se vio la gran diferencia de trabajar con presiones y temperaturas
altas lo cual nos da un indicio de condiciones del pozo en forma real dando así un
valor representativo de filtrado y revoque.
 En los cálculos nos dimos cuenta de la gran variación obtenida en laboratorio al
observar diferencias grandes de los valores de filtrado y revoque , demostrando
con esto que los valores del filtro prensa HPHT son más cercanos a la realidad
que el filtro prensa API.
 La pérdida de filtrado no debería ser considerada como un valor absoluto. Más
bien, debería ser considerada simplemente como una indicación de las
propiedades de filtración del lodo en el pozo. Debido a que muchas variables
afectan las propiedades de filtración, es imposible pronosticar la pérdida real de
fluido a la formación a partir de las pruebas estáticas. Los registros de pozos de
referencia son las mejores herramientas para determinar el nivel de control de
pérdida de filtrado requerido para perforar un pozo determinado de manera segura
y con éxito.
6. CUESTIONARIO
 Ya que en la nueva guía no se tiene un cuestionario se podría aconsejar las
siguientes preguntas acerca de los gentes de control de filtración:
Considerar los siguientes factores:
 1. ¿Se puede usar en presencia de calcio?
 2. ¿Se puede usar en altas concentraciones de sal?
 3. ¿Funcionará a la temperatura requerida?
 4. ¿Producirá algún cambio inaceptable de la viscosidad?
 5. ¿Soportará al material densificante con una cantidad mínima de sólidos?
 6. ¿Es económico para la operación en particular?
 7. ¿Es el agente más eficaz bajo las circunstancias consideradas?

6.1. ANEXOS:

Instalación del equipo
Muestra del equipo a utilizar
7. BIBLIOGRAFIA
 Guia De Fluidos De Perforacion Y Laboratorio
 Guia De Laboratorio
Fredy Guarachi Laura
 MANUAL DE FLUIDOS DE PERFORACION
Instituto Americano Del Petróleo,Dallas,Texas.

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