Cál álcc ulos de Volumen Volumen Absol Absolut uto o P rogram rograma a de Entrenam Entrenamiento iento Ac A celer elerado ado P ara Superv Supervis isores ores de Poz Pozo o
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Objetivos l
Calcular Calc ular de densid nsidad ades es de lechad lechadas, as, ren rendim dimien iento toss de lechad lechadas as y agua ag ua de mez ezcl cla/fluíd a/fluídos os de mez ezcl cla a pa para: ra: – – – – –
l
Lech cha adas API Lech cha adas no AP APII Lech chad adas as mezcla clad das co con n ag agua fr fre esca / agu agua de ma mar Lecha Le chad das PO POZ Zmix Lech cha adas co con n sa sall
Entten En end der las sigu siguien ienttes un unida idad des – BWOC – BWOW – BWOB
l
2
Enten Ent end der req requ uerim erimien ienttos de ag agu ua ad adiciona icionall pa para ra ad adit itiv ivos os añad añ adid idos os a lechad lechadas as API Volu Vo lum men Ab Abso solu lutto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Volumen absoluto y de bulk l
Volumen de Bulk: – Es el volumen ocupado por un cierto peso de material seco incluyendo espacios vacíos entre las partículas sólidas.
l
Volumen Absoluto: – Es el volumen ocupado por el mismo peso de material menos los espacios vacíos entre las partículas. Un recipiente con 1 cuft de volumen (7.48 gal) va a contener 1 saco de cemento seco: Bulk Vol = 7.48 gal Si 3.89 gal de agua pueden ser añadidos al contenedor antes de que se derrame, cual es el volumen absoluto del cemento? 3.59 gal = 7.48 gal - 3.89 gal
3
Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Volumen Absoluto del Cemento C E M E N O 1 s k T
a u g A
Water Agua 3.89 gal
Aire en los espacios vacíos va a ser desplazado por agua
1 drum =1 cu.ft =7.48 gal
Volumen Absoluto del Cemento: 7.48 gal – 3.89 gal = 3.59 gal 4
Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Definiciones l
Rendimiento de la lechada : – Volumen ocupado por una unidad de cemento al ser mezclada con los aditivos y el agua de mezcla (unidades: cu.ft/sack, lt/t, m3/t )
l
Densidad de la lechada: – El peso de la lechada líquida (unidades: lb/cu. Ft, ppg, S.G.)
l
Agua Requerida: – La cantidad de agua requerida para hidratar el cemento seco (y aditivos) para crear un líquido bombeable (gal/sack) – Si la composición del cemento y una de las propiedades de arriba son conocidas, las propiedades que faltan pueden ser calculadas
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Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Notas l
l
l
Las lechadas de cemento usualmente tenían sus densidades especificadas por API (por ejemplo, contenido de agua) La densidad podría ser cambiada usando el aditivo apropiado. Si la relación entre agua y sólidos no es correcta, se puede obtener: – Viscosidad alta (no-bombeable). – Excesiva agua libre.
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Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Modificación de la densidad API Densidad API Cemento Neto
Densidad mas baja Más agua y extendedor
Material de peso liviano
Densidad más alta
Menos agua y Dispersante
Material Pesado
El cambio de la relación agua/cemento tiene el efecto más dramático en la densidad.
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Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Cálculo del Rendimiento y Densidad l l
Todos los cálculos se basan en un saco Volúmenes absolutos
Handbook pg. 700.005
Ejemplo: Cemento Clase G mezclado según espec. API. S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
1 135.36 lb/sk
1. Densidad = 8.56 gal/sk 2. Rend.
8.56 gal/sk = 7.48 gal/cuft
=15.81 lb/gal
=1.144cuft/sk
3. Agua Requerida = de la tabla : 4.97 gal/sk 8
Volumen Absoluto
Ejemplo l
Clase G, mezclado @ 15.5 lb/gal.
Donde x =gal H2O/sk 94 +8.33x lb/sk 3.59 +x gal/sk
Densidad =15.5 lb/gal = x
=5.35 gal H2O/sk
3.59 +5.35 gal/sk Rend. = 7.48 gal/cuft
Verifique sus respuestas! 9
Volumen Absoluto
=1.195 cuft/sk
94 +8.33 (5.35) lb/sk 3.59 +5.35 gal/sk
=15.4995 lb/gal
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
Clase G, 5.05 gal H2O/saco
lb = 136.07 lb/sk Densidad gal 8.64 gal/sk
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
=15.75 lb/gal
8.64 gal/sk Rend. = =1.16 cuft/sk 7.48 gal/ ft3 10 Volumen Absoluto
Ejemplo l
Clase G, rendimiento =1.06 cuft/sk
Donde x =gal H2O/sk
Rend. =1.06 =
3.59 +x gal/sk 7.48 gal/cuft
Sol. para x: =4.34 gal H2O/sk +8.33 x lb/sk Densidad = 94 3.59 +x gal/sk 11 Volumen Absoluto
=16.41 lb/gal
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
Clase H, 3% S1, mezclado API
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Densidad
Rend
132.54 lb/sk 8.072 gal/sk
=
8.072 gal/sk = 7.48 gal/cuft
Agua Requerida =4.288 gal/sk 12 Volumen Absoluto
=16.42 lb/gal
=1.079 cuft/sk
Aditivos Que Requieren Agua Adicional l
l
l
l
l
l
D20, Bentonita – 5.3% (BWOC) agua adicional por cada 1% D20 añadida. D24, Gilsonita – 1 gal de agua adicional por cada 25 lb D24 añadida. D30, Arena Silica – 0.286% (BWOC) de agua adicional por cada 1% D30 añadida; entonces 10% para 35% D30. D31, Barita – 0.024 gal de agua adicional por cada 1 lb D31 añadida. D42, Kolite, – 1 gal de agua adicional por cada 25 lb D42 añadido. D66, Harina Silica – 0.343% (BWOC) de agua adicional por cada 1 % D66 añadida; esto implica, 12% por 35% D66.
13 Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
Clase A, 2% D20, mezcla API
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
149.08 lb/sk Densidad = 10.059 gal/sk
Rend.
10.059 gal/sk = 7.48 gal/cuft
=14.82 lb/gal =1.345 cuft/sk
Agua Requerida =6.384 gal/sk 14 Volumen Absoluto
Ejemplo l
Clase G, 12.5 lb/sk D42, 4% D20, @ 13.8 lb/gal
Donde x =gal H2O/sk 13.8ppg
=
110.26 +8.33 x lb/sk 4.917 +x gal/sk
Rend.
=
12.667 gal/sk 7.48 gal/cuft
x =7.75 gal/sk
=1.69cuft/sk
Verifique sus respuestas! 110.26 lbs +8.33 (7.75) lb/sk 4.917 gal +(7.75) gal/sk 15 Volumen Absoluto
=13.801ppg
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
Clase H, 2% D20 (prehidratado) 35% D30, mezclado API.
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Densidad =
213.7560 lb/sk 15.3768 gal/sk
=13.90 lb/gal
Rend.
15.3768 gal/sk 7.48 gal/cuft
=2.056 cuft/sk
=
Agua Requerida =10.20 gal H2O/sk 16 Volumen Absoluto
Mezclas Cemento/Poz l
La cantidad de flyash requerido para preparar 1 cuft de mezcla seca es calculada por: Pesoflyash =Peso de cemento reemplazado x
SGflyash SGcement
El peso del cemento reemplazado es: 94 lb - Cantidad de cemento remanente l
Ejemplo: 35/65 (D35 - LaDue / Clase H) SGcement SGflyash
=3.16 =2.51
94 - (0.65) (94) =32.9 lb cemento reemplazado
2.51 =26.13lb 3.16 Weight cement =94 (0.65) =61.1lb
Weight flyash =32.9lb x
Peso equivalente por saco =61.1 lb +26.13 lb =87.23 lb 17 Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
35/65 (D35 - LaDue/Clase H), 6% D20, 2% SI, Mezclado API. Material Weight lb (x) Abs Vol (=) Volume Gal Class H D35
94 x 65 =61.00 100
0.0382 3.59
87.23
94 x 35 x 2.51/3.16 =26.10 100
0.0481
D20
87.23 x 6 =5.233 100
0.0454
0.237
SI
87.23 x 2 =1.744 100
0.0687
0.120
87.23[0.38 +0.053(6)] =60.886
1/8.33
7.309 11.257
H2O Total
155.092
Densidad = 155.092 lb/sk
11.257 gal/sk
Rend.
= 11.257 gal/sk
7.47 gal/cuft
=13.78 lb/gal =1.51cuft/sk
Agua Requerida =7.31 gal/sk 18 Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
50/50 (D48/Clase G), 35% D66, 1.2% D112, mezclado @ 15.0 lb/gal Material Weight lb (x) Abs Vol (=) Volume Gal Class G D48
47 30.64
0.0382 0.0583
3.59
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
Where x =gal H2O/sk 15.0ppg = 105.746lbs +8.33lbs 4.9265 gal +x gal
x =4.775 gal/sk
4.9265 +x
Rend. = gal/sk =4.9265 gal/sk +4.775 gal/sk =1.297cuft/sk 7.48 7.48 gal/cuft 105.746 lb/sk +8.33 lbs/gal (4.775) gal/sk Verifique su respuesta 4.9265 gal/sk +4.775 gal/sk
19 Volumen Absoluto
=14.9999 lb/gal
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
Clase H, 2 gal D600/sk, 0.3 gal D80/sk, 0.2 gal D801/sk. Mezcla @ 16.5 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
16.6 =
116.17 lb/sk +8.33 lbs/gal x gal/sk 6.09 gal/sk +x gal/sk
Rend.
gal/sk 6.09 gal/sk +1.92 gal/sk = 7.48 7.48 gal/cuft
Donde x =gal H2O/sk
6.09 +x
x =1.92 gal H2O/sk =1.071cuft/sk
Fluido Total de mezcla =1.92 gal/sk +2.5 gal/sk =4.42 gal/sk. Verifique sus respuestas! 20 Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
NaCl Como Aditivo de Cementación l
l
l
NaCl se disuelve en agua fresca hasta su punto de saturación ~37.2% BWOW NaCl es añadido a los sistemas de cementación por peso de agua, no por peso de cemento. D44 (NaCl) es añadido en altas concentraciones, entonces, las diferencias deben ser tomadas en cuenta.
21 Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
Ejemplo l
Clase H, 37.2% D44(BWOW), mezclado @ 17.3ppg 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
Densidad: Rend.
=
94+11.42x lb/sk 3.59+1.17x gal/sk 3.59 +1.17x gal/sk 7.48 gal/cuft
3.59+1.17x
=17.3ppg = =1.046cuft/sk
D44 Requerido =3.09876x =11.22 lb/sk 22 Volumen Absoluto
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
x =3.62 gal H2O/sk
Ejemplo l
Clase A, 4% D20, 10lb/sk Kolite, 15% D44(BWOW), mezclado API 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
Densidad = Rend.
184.235 lb/sk 13.1205 gal/sk
gal/sk 7.48 =
=14.03 lb/gal
13.1205 gal/sk 7.48 gal/cuft
Agua de mezcla total =7.98 23 Volumen Absoluto
13.1205
=1.75cuft/sk
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Volumenes Absolutos Estándar Agua Cemento A-H D020 D024 D030 D031 D042 D044 D047 D066 D081 D112 D175 S001
24 Volumen Absoluto
1/ 8.33= 0.1200 0.0382 0.0454 0.1123 0.0456 0.0278 0.0925 > 37% Sat = 0.0556 < 37% Sat = 0.0453 0.1207 0.0456 0.0955 0.1045 0.121 0.0687
S c h l u m b e r g e r P r i v a t e
