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    Modelos Reologicos

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    Luis Aliaga
    Este documento presenta un resumen de los modelos reológicos de Casson y Robertson-Stiff para fluidos de perforación. Explica los parámetros reológicos como esfuerzo de corte, tasa de corte y viscosidad. Describe cómo se usa un viscosímetro rotacional para medir estas propiedades y calcular los parámetros reológicos usando diferentes lecturas. El modelo de Casson depende de la viscosidad plástica y el punto de cedencia, mientras que el modelo de Robertson-Stiff es un híbrido de la ley

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    Modelos Reologicos

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    Este documento presenta un resumen de los modelos reológicos de Casson y Robertson-Stiff para fluidos de perforación. Explica los parámetros reológicos como esfuerzo de corte, tasa de corte y viscosidad. Describe cómo se usa un viscosímetro rotacional para medir estas propiedades y calcular los parámetros reológicos usando diferentes lecturas. El modelo de Casson depende de la viscosidad plástica y el punto de cedencia, mientras que el modelo de Robertson-Stiff es un híbrido de la ley

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    ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA

    MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE

    “BOLIVIA”

    Estudiante: Cdte. III Aliaga Tejerina Luis Antonio

    Docente: MSc. Ing. Rodolfo Mauricio Álvarez Velasco

    Curso: 5to Semestre

    Materia: Fluidos de Perforación

    Practica: 5 – MODELO REOLOGICO DE CASSON Y ROBERTSON STIFF

    Fecha: 07/04/2020

    LA PAZ - BOLIVIA
    FLUIDOS DE PERFORACION
    PRACTICA Nº 5

    1. INTRODUCCION
    La reología es el estudio de los principios físicos que estudian la relación
    entre el esfuerzo y la deformación de la materia capaz de fluir, cuando es
    sometida a esfuerzos externos, definiendo como flujo la deformación
    continúa generada por la aplicación de una fuerza tangencial.
    Cada Lodo de perforación cuenta con ciertas propiedades reológicas como
    ser el esfuerzo cortante, taza de corte, viscosidad, Punto de Cedencia, Índice
    de Comportamiento, Índice de Consistencia las propiedades que dependen
    de esta relación se denominan parámetros reológicos y la forma como se
    relacionen se llama modelo reológico.
    2. DESARROLLO
    Para la definición de los parámetros reológicos se tiene en cuenta el flujo
    laminar, en el cual se entiende el fluido como varias capas que se deslizan
    una sobre otra.
    Los parámetros reológicos ya mencionados se definen como:
     Esfuerzo de Corte (𝜏): Resistencia del fluido al movimiento deslizante
    de sus capas cuando se aplica una fuerza en forma tangencial a su
    superficie laminar. Tiene unidades de fuerza sobre área.
     Tasa de Corte (𝛾): Diferencia entre las velocidades de dos capas
    divida la distancia que las separa. Tiene unidades de velocidad sobre
    longitud.
     Viscosidad (𝜇): Resistencia que opone un fluido a ser deformado. En
    términos matemáticos es la relación de proporcionalidad entre el
    esfuerzo de corte y la tasa de corte.
     Punto de Cedencia (𝜏𝛾 ): Esfuerzo cortante mínimo requerido para que
    se dé la deformación del fluido. Representa el valor del esfuerzo de
    corte para una velocidad de deformación igual a cero. Su valor
    aumenta con el contenido de sólidos y disminuye con aumentos en el
    contenido de agua o dispersantes.
     Índice de Comportamiento (𝑛): Indica la desviación del
    comportamiento reológico del fluido con respecto a los fluidos
    newtonianos, esto quiere decir, mientras más se aleje el valor de n de
    la unidad más pronunciadas serán las características no newtonianas
    del fluido.
     Índice de Consistencia (𝑘): Caracterización numérica de la
    consistencia del fluido, es decir, es una medida indirecta de la
    viscosidad, pero sus unidades dependen de n. A medida que k
    aumenta el fluido se hace más espeso o viscoso.
    VISCOSÍMETRO ROTACIONAL
    Es un instrumento constituido principalmente por dos partes: el rotor y el
    estator. El rotor es el cilindro externo que gira concéntricamente al estator
    simulando el movimiento relativo de placas cilíndricas paralelas. El
    Viscosímetro rotacional proporciona lecturas diales, 𝜃𝑁, para cada velocidad
    rotacional fijada, 𝑁. Estos son usados para calcular 𝜏𝑖 y 𝛾𝑖 , los cuales a su
    vez son aplicados para hallar los parámetros reológicos.
    𝜏𝑖 = 1.067𝜃
    𝛾𝑖 = 1.703𝑁
    MODELO DE CASSON
    Este modelo 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:
    1⁄ 1⁄
    𝜏 2 = 𝜏𝑦 2 + (μ𝑝 γ)
    El modelo de Casson depende de la viscosidad plástica y del punto de
    cedencia. Para este modelo se utilizan las lecturas θ600 y θ60.
    Ecuaciones para calcular el parámetro reológico con el Modelo de Casson
    √𝜏600 − √𝜏60
    𝜇𝑝 = 478.8 ( )
    √𝛾60 − √𝛾600
    2
    𝜏𝑦 = (√𝜏60 − √2.0886 ∗ 10−3 𝜇 𝑝 𝛾60)
    MODELO DE ROBERTSON–STIFF
    Fue presentado en 1979 como un modelo hibrido de los modelos Ley de
    Potencia y Plástico de Bingham para representar lechadas de cemento y
    lodos. La ecuación que lo caracteriza es:
    𝜏 = 𝑘 (𝛾0 + γ)𝑛
    El parámetro 𝛾0 es considerado como una corrección a la tasa de corte, de
    modo que 𝛾 + 𝛾0 representa la tasa de corte requerida por un fluido
    seudoplástico puro para producir el esfuerzo de cedencia del modelo de
    Bingham. Los parámetros “𝑛” y “𝑘” se definen igual que en Ley de Potencia.
    El modelo de Robertson-Stiff depende la tasa de corte en el punto de
    cedencia, del índice de consistencia y el índice de comportamiento de flujo.
    Para este modelo se utilizan las lecturas θ600, θ100 y θ6.
    Ecuaciones para calcular el parámetro reológico con el Modelo de Casson
    𝜏6
    0=( ) ∗ (𝛾0 + 𝛾600)𝑛 − 𝜏600
    (𝛾0 + 𝛾6 )𝑛
    𝜏 1
    𝛾100 − 𝛾6 ∗ ( 100⁄𝜏6 ) ⁄𝑛
    𝛾0 = 𝜏 1
    ( 100⁄𝜏6 ) ⁄𝑛 − 1
    𝜏6
    𝑘 = 478.8 ∗
    (𝛾0 + 𝛾6 )𝑛

    3. CONCLUSION
    Llegamos a la conclusión que para los parámetros se debe tener en cuenta
    flujos laminares, y se utilizan diferentes lecturas.
    Para calcular los parámetros reológicos se usa el viscosímetro rotacional.
    Se usan distintos tipos de parámetros para la corrección de las propiedades
    reológicas de los fluidos.
    El modelo de Casson describe las características reológicas de los lodos de
    perforación, mientras que el modelo de Robertson–Stiff es un modelo hibrido
    de la ley de potencia y Plástico de Bingham.

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