ANALISIS QUIMICO DE SULFUROS ACTIVOS EN FLUIDOS DE PERFORACION BASE OLEOSA INSTRUCCIONES

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2 ANALISIS QUIMICO DE SULFUROS ACTIVOS EN FLUIDOS DE PERFORACION BASE OLEOSA INSTRUCCIONES DESCRIPCION: 1. El Tren Colector de Gases Garret (GGT) separa el gas del líquido de una muestra, previniendo de esta manera la contaminación en el detector de H 2 S, debido a la fase líquida. El tubo Dräger es el detector de H 2 S preferido para análisis cuantitativo de sulfuros, a pesar de que el disco de papel con acetato de plomo puede acomodarse en el GGT (en la parte superior de la cámara N 3) para una indicación positiva o negativa de la presencia de H 2 S en la muestra. Si la indicación es positiva para el H 2 S, lo que se ve por un oscurecimiento en el papel con acetato de plomo, debería usarse un tubo Dräger para ensayar la misma muestra nuevamente, para obtener un análisis cuantitativo del contenido de sulfuros activos. Un tubo Dräger responde al H 2 S por un progresivo oscurecimiento en su longitud, así como el H 2 S reacciona con el reactivo del tubo. Se recomiendan dos rangos de tubos Dräger, los cuales cubrirán un amplio rango de concentración de sulfuro. El tubo de bajo rango, H 2 S 100/a, es blanco hasta que el H 2 S lo torna en un negro amarronado. El tubo de alto rango, H 2 S 0.2%/A, es de un color azul pálido, hasta que el H 2 S lo torna en un color negro azabache. Ningún componente contaminante, comúnmente presente en un lodo, más allá del H 2 S, causa esta coloración en los tubos Dräger. 2. Las muestras que son de lodo oleoso completo (no de filtrado) deberían ser analizadas para capturar los denominados sulfuros activos. La muestra de lodo oleoso, que consiste de fases líquidas y sólidas, contiene los sulfuros activos (productos de neutralización del H 2 S con la cal, más cualquier H 2 S que no ha reaccionado). De esta forma, usando el ácido cítrico 2M (un ácido débil) y la muestra de lodo, en este procedimiento, los sulfuros inertes (tales como sólidos ZnS, CuS o PbS) no se miden, sólo se miden los sulfuros activos.

3 EQUIPAMIENTO: 1. Se requieren el siguiente equipamiento y productos químicos para realizar el análisis de sulfuros activos de una muestra de lodo base oleosa, usando el GGT ligeramente modificado. a. El GGT, tal como se muestra en la Fig. X 1, consiste de un tren de plástico transparente, equipado con un suministro de gas inerte y un regulador de presión, un medidor de flujo de bolilla flotante y un tubo Dräger para H 2 S del rango apropiado. b. Tubos Dräger para análisis de H 2 S: 1) Bajo rango, marcado como H 2 S 100/a - CH ) Alto rango, marcado como H 2 S 0.2%/A - CH (o equivalente). c. Acido cítrico 2M, desemulsificante y solución de alcohol isopropílico, preparada disolviendo 420 grs de ácido cítrico grado reactivo (C 6 H 8 O 7.H 2 O) para hacer 100 cm 3 de solución. Disolver 200 cm 3 de alcohol isopropílico dentro de la solución de ácido cítrico ya preparada. En esta solución, disolver 25 cm 3 de un desemulsificante Dowell Schlumberger W-35 o equivalente. Nota: Otros desemulsificantes son Exxon Chemical Corexit 8592; ChemLing OFC 1057; Champion Special Products PRODUCT 1063; Witco 1298 Soft Acid. Deberían realizarse ensayos de laboratorio con estos desemulsionantes sustitutos con la muestra de lodo base oleosa a ser analizada. d. Octanol: antiespumante, en una botella gotero. e. Jeringas hipodérmicas: una jeringa de 20 cm 3 para la solución de ácido cítrico, y varias de 2.5, 5.0 y 10.0 cm 3 para la medida de la muestra de lodo dentro de la GGT (todo material descartable). f. Agitador magnético con barra de agitación recubierta de plástico o vidrio (de ¼ x 1 plg (0.64 x 2.54 cm)) para la cámara N 1. g. Tubo de inyección de muestra, también llamado Teflón needle, KF 11 TF, (cortado a 6 plg (15.2 cm) de longitud, plg (2.4 mm) ID, plg (0.3 mm) de espesor de pared), de Hamilton Co., Reno, NV (o equivalente). PROCEDIMIENTO: 1. La Fig. X 1 muestra como el GGT se asienta sobre el agitador magnético y como el tubo de inyección de muestra es colocado dentro de la cámara N 1 del GGT. Nota: Pase el tubo de inyección de plástico (Teflón needle) a través del diafragma de goma en la parte superior de la cámara N 1, asegurándose su sello en el diafragma. 2. Posicione el tubo de dispersión en la cámara N 1, lo suficientemente alto para permitirle estar por arriba del nivel del líquido y permitir el burbujeo durante la etapa de purgado de aire de más abajo.

4 3. Si se está usando un gas comprimido y regulado de transporte, como nitrógeno, helio o dióxido de carbono, conecte el suministro de gas a través de una manguera flexible, en la parte superior del tubo de dispersión de la cámara N 1, haciendo un bypass al ensamble de cartucho del GGT y regulador, incluído en el aparato, (no use monóxido de nitrógeno o aire). De otra manera, instale y punce el cartucho de CO 2 en el ensamble de transporte de gas del GGT, asegurándose que el regulador de presión esté posicionado hacia atrás. 4. Coloque la barra de agitación en la Cámara Agregue 20 cm 3 de la mezcla de ácido cítrico 2M, desemulsificante y alcohol isopropílico, dentro de la Cámara N Agregue 10 gotas de antiespumante Octanol a la Cámara N Seleccione un tubo Dräger de bajo o alto rango, en relación a la cantidad esperada de H 2 S a ser liberada de la muestra. Consulte la Tabla X 1 para el tamaño apropiado de muestra (2.5, 5.0 o 10.0 cm 3 ) y para el tubo Dräger apropiado. 8. Rompa las puntas de los dos extremos del tubo Dräger e instálelo dentro del receptáculo perforado con la flecha apuntando hacia abajo. Similarmente, instale el tubo medidor de flujo con la marca top hacia arriba. Asegúrese que los O-Rings sellen el cuerpo de cada tubo. 9. Instale la parte superior en el cuerpo del GGT. Ajuste manualmente todos los tornillos firmemente para sellar. 10. Conecte el tubo flexible desde la salida de gas de transporte hacia la parte superior del tubo de dispersión. También conecte el tubo flexible desde la salida de la Cámara N 3 a la parte superior del tubo Dräger. No fije las conexiones de los tubos para proveer alivio de presión. 11. Coloque un poco más del volumen adecuado de la muestra de lodo a ser ensayada dentro de la jeringa y conecte la misma al Teflón needle. (Sostenga el tapón para que no se escape bajo presión de gas). 12. Con el tubo de dispersión por arriba del nivel de líquido en la Cámara N 1 (para evitar burbujeo), haga fluir el gas de transporte por 10 segundos, para purgar el aire de la GGT. Verifique si se producen pérdidas. Suspenda el flujo de gas (no comience el flujo de gas hasta la etapa 15). 13. Opere el agitador magnético a moderada velocidad. Cuidadosamente, baje el tubo de dispersión de gas dentro del líquido a un punto exactamente por arriba de la barra de agitación que está rotando. 14. Lentamente, inyecte el volumen correcto de muestra (ver Nota) del lodo oleoso de la jeringa, permitiendo que este se mezcle dentro del vortex formado por la barra de agitación. Agite por al menos 2 minutos. (Prevenga que el lodo oleoso se pegue en las paredes del GGT). Nota: El volumen de muestra puede obtenerse con más exactitud midiendo el volumen inyectado por diferencia en la jeringa. Asegúrese de compensar el volumen de lodo retenido dentro del tubo de inyección, el cual puede estar próximo a 0.5 cm Comience a hacer fluir gas de transporte. Ajuste el caudal a cm 3 /min, manteniendo la bolilla del medidor de flujo entre las dos marcas. Nota: Un cartucho de CO 2 debería proveer de min de flujo a este caudal.

5 2. Observe los cambios de color en el tubo Dräger, los cuales comenzarán en el extremo de entrada. Registre la máxima longitud distintiva (en unidades marcadas sobre el tubo), antes de que las paredes comiencen a ensuciarse. Continúe el flujo de gas por al menos 15 minutos, a pesar de que la máxima longitud podría producirse antes de este tiempo. Nota: El tubo de alto rango (azul pálido) podría mostrar una marca coloreada naranja sobre el frente negro azabache producido por el H 2 S. El color naranja indica que existe gas SO 2 proveniente de la muestra de lodo (a partir de sales de sulfito en el lodo). Ignore la región naranja, registre solo la longitud de la marca negra en unidades marcadas sobre el tubo. 3. Cálculos: usando la medida del volumen de muestra, la máxima longitud marcada del tubo Dräger, y el factor del tubo (Tabla X 1), calcule los sulfuros activos en el lodo oleoso. (Longitud de la marca) x (Factor del Tubo) Sulfuros Activos, mg/lt = (Volumen de la muestra, cm 3 ) 4. Limpie el aparato GGT inmediatamente luego de cada uso, para evitar el deterioro del plástico en contacto con el alcohol isopropílico. Para limpiar el aparato, remueva el tubo flexible y la parte superior. Saque el tubo Dräger y el medidor de flujo de sus receptáculos y tapone los huecos. Limpie las cámaras y pasajes con agua tibia y un detergente suave, usando un cepillo suave y un limpiador de tubos. Lave el tubo de dispersión con su disco sinterizado, y el tubo de inyección con un solvente adecuado, y luego con agua. Sople con gas las piezas sinterizadas. Ocasionalmente, el tubo de dispersión podría necesitar ser sumergido en ácido fuerte para remover depósitos de carbonato de calcio. Enjuague la unidad completa GGT con agua desionizada, y permita que se seque. TABLA X 1 Identificación de Tubo Dräger, Volúmenes de Muestra y Factores de Tubo para Varios Rangos de Concentración de Sulfuros Rango de Sulfuro (mg/lt) Volumen de Muestra (cm 3 ) Identificación de Tubo Dräger (ver tubo) Factor de Tubo (etapa 17) 1.5 a H 2 S 100/a 12 3 a H 2 S 100/a H 2 S 100/a a H 2 S 0.2%/A 600* 120 a H 2 S 0.2%/A 600* 240 a H 2 S 0.2%/A 600*

6 El Factor de Tubo 600* se basa en un factor batch de los manufacturadores de 0.40 (marcado a esténcil en la caja). Para cualquier otro factor batch (sobre la caja) use un factor de corrección de tubo calculado de la siguiente manera: Nuevo Factor Batch Factor de Corrección de Tubo = Nota: Para mayor exactitud, un tubo Dräger debería tener por arriba del 50% de su longitud llena con la marca. Caso contrario, repita el ensayo usando una muestra mayor de lodo, hasta un máximo de 10 cm 3. ESPECIFICACIONES: Las especificaciones para los materiales del GGT y dimensiones nominales son las siguientes: 1. Dimensiones del cuerpo: Cámara N 1 - profundidad 3.54 plg (90 mm) y diámetro 1.52 plg (39 mm). Cámaras 2 y 3 - profundidad 3.54 plg (90 mm) y diámetro 1.18 plg (30 mm). Los pasajes entre cámaras deberían tener un diámetro de 0.08 plg (2.0 mm) y se recomienda como material de manufactura la Lucita o un equivalente de vidrio o plástico transparente, que sea inerte al ácido, sulfuros y gases usados. 2. Vástago del tubo de dispersión de diámetro plg (8.0 mm) y longitud 5.9 plg (150 mm). El sinterizado de dispersión (ASTM 4-5.5) tiene un diámetro de 1.18 plg (30 mm) y el material recomendado es vidrio Pirex o equivalente. 3. El gas de transporte debería ser inactivo con el H 2 S o sales de sulfuros, ácido cítrico, desemulsificante y alcohol isopropílico. Los gases preferidos son: nitrógeno, helio o dióxido de carbono. Evite el uso de aire, monóxido de nitrógeno o gases oxidantes. 4. Medidor de flujo, se prefiere el tipo de bolilla flotante, capacidad de medida entre cm 3 /min de CO Los tubos flexibles para conexiones a los tubos de vidrio deberán ser inertes al H 2 S y a los gases de transporte. Los materiales preferidos son el látex, la goma o el Tygon. La flexibilidad de los mismos debería permitir conexiones fáciles y desprendimiento si se producen sobrepresiones. 6. Las jeringas y el tubo de inyección deberían ser de vidrio o de plástico inerte al lodo oleoso y a los sulfuros.

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