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Clculos de Volumen Absoluto
Programa de Entrenamiento AceleradoPara Supervisores de Pozo
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l Calcular densidades de lechadas, rendimientos de lechadas yagua de mezcla/fludos de mezcla para: Lechadas API Lechadas no API Lechadas mezcladas con agua fresca / agua de mar
Lechadas POZmix Lechadas con sal
l Entender las siguientes unidades BWOC BWOW
BWOBl Entender requerimientos de agua adicional para aditivos
aadidos a lechadas API
Objetivos
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Volumen absoluto y de bulk
l Volumende Bulk:
Es el volumenocupado porun cierto peso de material seco incluyendo espacios
vacosentre laspartculas slidas.
l Volumen Absoluto:
Es el volumenocupado porel mismo peso de material menos losespaciosvacosentre laspartculas.
Un recipiente con 1 cuft de volumen (7.48 gal) vaa contener 1 saco de cementoseco:
Bulk Vol = 7.48 gal
Si 3.89 gal de aguapuedenser aadidos al contenedor antes de que se derrame,cual es el volumenabsolutodel cemento?
3.59 gal = 7.48 gal - 3.89 gal
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Volumen Absoluto del Cemento
Water
Aire en los espacios vacosva a ser desplazado por
agua
Agua
CEMENTO
CEMENTO1sk1sk
1 drum =1 cu.ft =7.48 gal
Agua
3.89 gal
Volumen Absoluto del Cemento:
7.48 gal 3.89 gal = 3.59 gal
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Definiciones
l Rendimiento de la lechada : Volumen ocupadopor una unidadde cemento al ser mezcladacon los
aditivos y el agua de mezcla (unidades: cu.ft/sack, lt/t, m3/t )
l Densidadde la lechada:
El peso de la lechada lquida (unidades: lb/cu. Ft,ppg, S.G.)
l Agua Requerida:
La cantidad de agua requerida para hidratar el cemento seco(y aditivos)
paracrear un lquido bombeable (gal/sack)
Si la composicindel cementoy una de las propiedadesde arriba son
conocidas, las propiedadesque faltan pueden ser calculadas
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Notas
l Las lechadas de cemento usualmente tenansusdensidadesespecificadas por API (por ejemplo,contenido de agua)
l
La densidad podra ser cambiada usando el aditivoapropiado.
l Si la relacinentre agua y slidos no es correcta, sepuede obtener:
Viscosidad alta (no-bombeable).
Excesiva agua libre.
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Modificacin de la densidad API
El cambio de la relacin agua/cemento tiene el efectoms dramtico en la densidad.
Ms aguay extendedor
Densidad APICemento Neto
Densidad ms alta
Menos agua yDispersante
MaterialPesado
Densidad mas baja
Material depeso liviano
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Clculo del Rendimiento y Densidadl Todos los clculos se basanen un saco
l Volmenes absolutos Handbook pg. 700.005
Ejemplo: Cemento ClaseG mezclado segn espec. API.
1. Densidad =
2. Rend. =
3. AguaRequerida = de la tabla : 4.97 gal/sk
135.36 lb/sk8.56 gal/sk
=15.81 lb/gal
8.56 gal/sk7.48 gal/cuft
=1.144cuft/sk
1
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Ejemplol Clase G, mezclado @ 15.5 lb/gal.
Dondex =gal H2O/sk
Densidad =15.5 lb/gal =
x =5.35 gal H2O/sk
Rend. = =1.195cuft/sk
Verifique sus respuestas!
94 +8.33x lb/sk3.59 +x gal/sk
3.59 +5.35 gal/sk7.48 gal/cuft
94 +8.33 (5.35) lb/sk3.59 +5.35 gal/sk
=15.4995 lb/gal
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Ejemplol Clase G, 5.05 gal H
2O/saco
Densidad =15.75 lb/gal
Rend. = =1.16cuft/sk
lbgal
= 136.07 lb/sk8.64 gal/sk
8.64 gal/sk
7.48 gal/ ft3
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Ejemplo
l Clase G, rendimiento =1.06 cuft/sk
Dondex =gal H2O/sk
Rend. =1.06 =
Sol. para x: =4.34 gal H2O/sk
Densidad= =16.41 lb/gal94 +8.33 x lb/sk3.59 +x gal/sk
3.59 +x gal/sk
7.48 gal/cuft
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Ejemplol Clase H, 3% S1, mezclado API
Densidad = =16.42 lb/gal
Rend = =1.079cuft/sk
Agua Requerida =4.288 gal/sk
132.54 lb/sk8.072 gal/sk
8.072 gal/sk7.48 gal/cuft
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Aditivos Que Requieren Agua Adicional
l D20, Bentonita 5.3% (BWOC) agua adicional por cada 1% D20 aadida.
l D24, Gilsonita 1 gal de agua adicional por cada 25 lb D24 aadida.
l
D30, Arena Silica 0.286% (BWOC) de aguaadicionalpor cada1% D30 aadida; entonces10% para 35% D30.
l D31, Barita 0.024 gal de aguaadicionalpor cada1 lb D31 aadida.
l D42, Kolite, 1 gal de agua adicional porcada 25 lb D42 aadido.
l D66, Harina Silica 0.343% (BWOC) de aguaadicionalpor cada1 % D66 aadida; esto
implica, 12% por 35% D66.
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Ejemplol Clase A, 2% D20, mezcla API
Densidad= =14.82 lb/gal
Rend. = =1.345cuft/sk
Agua Requerida =6.384 gal/sk
149.08 lb/sk10.059 gal/sk
10.059 gal/sk7.48 gal/cuft
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Ejemplol Clase G, 12.5 lb/skD42, 4% D20, @ 13.8 lb/gal
13.8ppg = x =7.75 gal/sk
Rend. = =1.69cuft/sk
Verifique sus respuestas! = 13.801ppg
Dondex =gal H2O/sk
110.26 +8.33 x lb/sk4.917 +x gal/sk
12.667 gal/sk7.48 gal/cuft
110.26 lbs +8.33 (7.75) lb/sk4.917 gal +(7.75) gal/sk
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l
Clase H, 2% D20 (prehidratado) 35% D30, mezclado API.
Densidad= =13.90 lb/gal
Rend. = =2.056cuft/sk
Agua Requerida =10.20 gal H2O/sk
Ejemplo
213.7560 lb/sk
15.3768 gal/sk15.3768 gal/sk
7.48 gal/cuft
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Mezclas Cemento/Poz
l La cantidadde flyashrequerido para preparar 1 cuftde mezcla seca es calculadapor:
Pesoflyash=Peso de cemento reemplazado x
El peso del cemento reemplazado es: 94 lb - Cantidadde cemento remanente
l Ejemplo: 35/65 (D35 - LaDue / Clase H)
SGcement =3.16
SGflyash =2.51
94 - (0.65) (94) =32.9 lb cemento reemplazado
Peso equivalentepor saco =61.1 lb +26.13 lb =87.23 lb
SG flyashSGcement
Weight flyash =32.9lb x 2.513.16 =26.13lb
Weight cement =94 (0.65) =61.1lb
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Ejemplol 35/65 (D35 - LaDue/Clase H), 6% D20, 2% SI, Mezclado API.
Densidad = =13.78 lb/gal
Rend. = =1.51cuft/sk
Agua Requerida =7.31 gal/sk
Material Weight lb (x) Abs Vol (=) Volume Gal
Class H 94 x 65 =61.00 0.0382100 87.23 3.59
D35 94 x 35 x 2.51/3.16 =26.10 0.0481100
D20 87.23 x 6 =5.233 0.0454 0.237100
SI 87.23 x 2 =1.744 0.0687 0.120100
H2O 87.23[0.38 +0.053(6)] =60.886 1/8.33 7.309
Total 155.092 11.257
155.092 lb/sk
11.257 gal/sk
11.257 gal/sk7.47 gal/cuft
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l 50/50 (D48/Clase G), 35% D66, 1.2% D112, mezclado @ 15.0 lb/gal
Rend. = =1.297cuft/sk
Verifique su respuesta
=14.9999 lb/gal
Ejemplo
Material Weight lb (x) Abs Vol (=) Volume Gal
Class G 47 0.0382 3.59D48 30.64 0.0583
D66 27.174 0.0456 1.2391
D112 0.932 0.1045 0.0974
H2O 8.33x 1/8.33 x
Total 105.746 +8.33x 4.9265 +x
Where x =gal H2O/sk
x =4.775 gal/sk
15.0ppg = 105.746lbs +8.33lbs4.9265 gal +x gal
gal/sk7.48 =
4.9265 gal/sk +4.775 gal/sk7.48 gal/cuft
105.746 lb/sk +8.33 lbs/gal (4.775) gal/sk4.9265 gal/sk +4.775 gal/sk
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l Clase H, 2 gal D600/sk, 0.3 gal D80/sk, 0.2 gal D801/sk. Mezcla @ 16.5
Donde x =gal H2O/sk
16.6 = x =1.92 gal H2O/sk
Rend. = =1.071cuft/sk
Fluido Total de mezcla =1.92 gal/sk+2.5 gal/sk=4.42 gal/sk. Verifiquesusrespuestas!
Ejemplo
Material Weight lb (x) Abs Vol (=) Volume Gal
Class H 94 0.0382 3.59
D600 17.09 0.117 2.0
D80 3.08 0.0973 0.3
D801 2.00 0.100 0.2
H2O 8.33x 1/8.33 x
Total 116.17 +8.33x 6.09 +x
116.17 lb/sk +8.33 lbs/gal x gal/sk
6.09 gal/sk +x gal/sk
gal/sk7.48
=6.09 gal/sk +1.92 gal/sk
7.48 gal/cuft
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NaCl Como Aditivo de Cementacin
l NaCl se disuelve en agua fresca hasta supunto desaturacin ~ 37.2% BWOW
l NaCl es aadido a los sistemasde cementacin por
peso de agua, no por peso de cemento.l D44 (NaCl) es aadido en altas concentraciones,
entonces, las diferencias debenser tomadas en
cuenta.
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l Clase H, 37.2% D44(BWOW), mezclado @ 17.3ppg
Densidad: =17.3ppg = x =3.62 gal H2O/sk
Rend. = =1.046cuft/sk
D44 Requerido =3.09876x =11.22 lb/sk
Ejemplo
Material Weight lb (x) Abs Vol (=) Volume Gal
Class H 94 0.0382 3.59
D44 0.372*8.33x 0.0556 0.17x
H2O 8.33x 1/8.33 x
94+11.42x 3.59+1.17x
94+11.42x lb/sk3.59+1.17x gal/sk
3.59 +1.17x gal/sk7.48 gal/cuft
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l Clase A, 4% D20, 10lb/sk Kolite, 15% D44(BWOW), mezclado API
Densidad = =14.03 lb/gal
Rend. =1.75cuft/sk
Agua de mezcla total =7.98
Ejemplo
Material Weight lb (x) Abs Vol (=) Volume Gal
Class A 94 0.0382 3.59
D20 3.76 0.0454 0.1707
D42 10 0.0925 0.925
D44 9.975 0.0453 0.4519
H2O (0.46+4*0.053)94+10/25 (8.33) 1/8.33 7.983
Total 184.235 13.1205
gal/sk7.48 =
13.1205 gal/sk7.48 gal/cuft
184.235 lb/sk
13.1205 gal/sk
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Volumenes Absolutos EstndarAgua 1/ 8.33= 0.1200
Cemento A-H 0.0382
D020 0.0454
D024 0.1123
D030 0.0456
D031 0.0278
D042 0.0925
D044> 37% Sat = 0.0556
< 37% Sat = 0.0453
D047 0.1207
D066 0.0456
D081 0.0955
D112 0.1045D175 0.121
S001 0.0687
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