Informe Granulometria 1h4n10

Barcelona, 19 de Mayo de 2017 Granulometría 1

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE PETROLEO Dirigido a: Arditi Lorenzo1, Figueroa Arleannys2 Realizado por: Rodríguez Daviana3, Rodríguez Yudselix4 ANALIZAR UNA MUESTRA DE ARENA A TRAVÉS DE UN ESTUDIO GRANULOMÉTRICO EN EL LABORATORIO DE YACIMIENTOS DE LA UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO ANZOATEGUI RESUMEN En la práctica número uno realizada en el laboratorio de yacimientos, se llevó a cabo el estudio granulométrico a una muestra de arena, para el cual fue necesario adquirir 500g de la misma, con la finalidad de hacerla pasar por seis tamices de diferentes diámetros de entramado y posteriormente pesar el rechazo de la muestra obtenido en cada tamiz y el residuo final para el cálculo del porcentaje de recuperación de la muestra inicial. Una vez realizado el procedimiento se interpretaron los resultados obtenidos. El estudio granulométrico se realizó de manera efectiva, y sirvió para entender su importancia para nuestra futura profesión como ingenieros de petróleo.

Objetivo General Analizar una muestra de arena a través de un estudio granulométrico en el laboratorio de yacimiento de la Universidad de Oriente núcleo Anzoátegui.

Objetivos Específicos

1. Seleccionar una muestra de arena para su estudio granulométrico. 2. Calcular el porcentaje de recuperación del rechazo obtenido en cada tamiz y el cernido final. 3. Interpretar los resultados finales del estudio granulométrico.

1. Profesor de laboratorio de yacimientos 2. Preparador de laboratorio de yacimientos 3. Estudiantes del 6º semestre de Ingeniería de petróleo 4. Estudiante del 6º semestre de Ingeniería de petróleo.

Introducción El análisis granulométrico se emplea de forma muy habitual. Es común para la identificación y caracterización de los materiales geológicos en la Ingeniería. El tamaño de las partículas de un suelo puede ser muy variado, desde micras hasta bloques de grandes dimensiones. Ante todo, los suelos y las rocas deben identificarse y clasificarse con una buena descripción de campo y/o laboratorio, mediante observaciones, pruebas o ensayos sencillos. Esta práctica se realiza en el laboratorio con la finalidad de analizar una muestra de arena a través de un estudio granulométrico el cual se realizará mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya, teniendo entre sus objetivos secundarios el reconocimiento de la importancia de esta técnica para el ingeniero de petróleo.

Marco Teórico La granulometría se define como la distribución de los diferentes tamaños de las partículas de un suelo, expresado como un porcentaje en relación con el peso total de la muestra seca. También, es considerada un método analítico para determinar el grado de finura de las partículas de los sólidos granulares o pulverulentos, usando diferentes tamices superpuestos, en orden de diámetro de poro o malla empezando por el de menor diámetro desde abajo, y usando la sedimentación cuando el tamaño de las partículas es muy pequeño. Los sedimentos están formados por el material rocoso de diverso tamaño que proviene de la erosión y que con el tiempo se va fragmentando y luego, debido a la gravedad y el transporte por la acción

del agua, del viento, los glaciares y aguas de nieve, se van acumulando en las zonas más bajas del relieve terrestre en forma de estratos. Y estos dan lugar a las rocas sedimentarias, las cuales se caracterizan por la acumulación y consolidación de materiales procedentes de la erosión de rocas anteriores, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, los cuales son transportados y depositados por el agua, el viento o los glaciares. Cabe resaltar que un tamiz es un cedazo muy tupido, es decir, es un instrumento compuesto de un aro (marco) y una malla de alambre de aberturas cuadradas de distintos anchos de entramado que actúan como filtros de los granos. Se han propuesto muchas escalas de clasificación para los agregados sedimentarios, las cuales difieren unas de otras en algunos aspectos. En teoría, cada una llena ciertas necesidades o requerimientos específicos para el ingeniero civil, el edafólogo o para el geólogo. Una diferencia significativa en las escalas de clasificación que usan los ingenieros, es que la mayoría están basadas en la nomenclatura de los sistemas de mallas. Esto es, el número de aperturas por unidad lineal, por superficie de tamiz, se usa para designar la fracción particular de tamaño retenida en esa malla. Como se menciona anteriormente, casi todas las escalas de los geólogos son geométricas y basadas en el tamaño de las aperturas de malla. Esto se considera preferible porque los tamices son elaborados por varios fabricantes y son construidos con alambre de diferentes diámetros. Los tamices de la US estándar (aprobados por la American Society for Testing Materials),

son los que generalmente se usan para los estudios granulométricos. Los límites de tamaño para las diferentes clases de sedimentos (grava, arena, limo, arcilla) y sus subdivisiones, son arbitrarias y varían un en las diferentes escalas de tamaño. Las clases de tamaño propuestas en la escala geométrica de Udden (1914) fueron popularizadas en forma modificada por Wentworth (1922) y la Nacional Research Council. La mayor desventaja en el uso de la escala Wentworth, se presenta cuando se grafican los resultados de un análisis de tamaño, lo cual requiere el uso de papel gráfico semi-logarítmico (semi-log). Conocer la morfología de una partícula indica el estudio del origen y evolución de su forma, redondez y esfericidad. La forma de un clasto puede definirse de acuerdo a las características geométricas o la relación entre los ejes de un rodado. Mediante la aplicación del concepto de forma se puede distinguir entre un rodado prelado (un eje largo y dos cortos) de otro oblado (dos ejes largos y uno corto). La forma se define por la relación entre los ejes: c/b y a–b/a– c, como lo propusieron Sneed y Folk (1958) en su diagrama triangular; o por medio de cuatro clases, como las propuestas por Zingg (1935), basadas en los valores c/b y b/a. La mayor parte de los sedimentólogos ha convenido que existen dos magnitudes que pueden expresar parte de las propiedades de los rodados: a) La redondez: una expresión del grado de agudeza de las aristas y ángulos. b) La esfericidad: expresa el grado de aproximación de la partícula a una esfera de igual volumen.

La esfericidad y la redondez constituyen parámetros textuales de importancia relevante en los sedimentos clásticos. La esfericidad refleja principalmente las condiciones de depositación en el momento de acumulación y depende muy poco de los procesos de abrasión ocurridos. El efecto del transporte sobre la esfericidad y redondez de los clastos parecería también indicar la diferencia entre estas propiedades, Mientras que la redondez aumenta rápidamente al principio del transporte (ajustándose a una curva exponencial) y luego aumenta lentamente con la distancia de transporte. Por otro lado, el aumento de la esfericidad es más lento y muestra pocos cambios con la distancia de transporte. Se habla de la morfología de la partícula porque se está estudiando los granos de una muestra de arena, entendiendo por grano a la estructura de una roca formada por pequeños elementos perceptibles a simple vista.

Procedimiento Experimental 1. Seleccionar la cantidad de muestra a utilizar para el estudio de granulometría, en este caso 500gr. 2. Ensamblar los tamices previamente de arriba abajo en orden decreciente de tamaños de abertura con el fondo y la tapa. 3. Verter el material (la muestra de 500gr) en la columna tamizadora. 4. Encender la tamizadora por 20min, la cual se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos. 5. Retirar los tamices y desensamblar. 6. Pesar el material obtenido en los 6 tamices y finalizar manualmente el tamizado.

7. Realizar los cálculos para el porcentaje de muestra retenido en cada tamiz.

Datos obtenidos Tabla Nº1. Determinación de los datos correspondientes a cada tamiz Diámetro del tamiz (mm) 3,3528 0,841 0,295 0,249 0,149 0,0889 ---------

1 2 3 4 5 6 7

El proceso de agitación de los tamices ocurrió aproximadamente durante 20 minutos .

Diámetro del tamiz (mm) 3,3528 0,841 0,295 0,249 0,149 0.0889 -----------

Tabla N°3 cálculo de % de recuperación

1

29,85

 Porcentaje de recuperación total: 99.965

Grava fina Arena gruesa Arena media Arena fina Arena fina Arena muy fina Residuo

Cantidad de material acumulado (gr) 152 93 127 54 39 0.08 44

% de recuperación

-0,0752 -0,530 -0,604 -0,827 -1,0511 ----------

Análisis y discusión de resultados

 Total del material acumulado: 509.08 gr

Tamiz

18,26 24,94 10,60 7.66 0.015 8.64

Tipo de suelo

Tabla N°2. Datos del tamizado Tamiz

2 3 4 5 6 7

Log del diámetro del tamiz (mm) 0,5254

Al final se obtuvo más cantidad de arena que la que se agregó inicialmente a los tamices, esto se debe a que no se limpiaron muy bien los tamices antes de agregar la muestra, por lo que pudieron estar presentes, restos de muestras de arena de experiencias realizadas en laboratorios anteriores Cabe citar que se agregaron 500gr, y al final se obtuvieron 509.08gr

Conclusiones 1) Se obtuvo específicamente los 500g requeridos para el estudio granulométrico 2) Cada tamiz correspondió a un diámetro diferente de entramado 3) Al final se obtuvo mayor cantidad de muestra que la que se agregó al principio (509.08gr) 4) El estudio granulométrico se realizó de manera efectiva, y sirvió para entender su importancia para nuestra futura profesión.

Recomendaciones 1. Limpiar muy bien los tamices para evitar márgenes de errores muy grandes en el resultado final 2. Los tamices deben estar bien ensamblados para evitar que con el movimiento intenso de la tamizadora se desprendan 3. Verificar que al momento de pesar las muestras finales el peso este en cero para cada una, para evitar error de calculo

Nº5 Nº6

0.0059in 0.0035in

ECUACION N°1 USADA PARA LA OBTENCION DEL PORCENTAJE DE RECUPERACION

%=

𝑷𝑬𝑺𝑶 𝑹𝑬𝑪𝑼𝑷𝑬𝑹𝑨𝑫𝑶 × 𝟏𝟎𝟎 𝑷𝑬𝑺𝑶 𝑻𝑶𝑻𝑨𝑳

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Imagen n°1 De Ferrer, Magdalena. Fundamentos de ingeniería de yacimientos. Venezuela. 2009

Vaso precipitado

Véliz, Marian; Anés, Naverit. Guía de Laboratorio de yacimientos. Venezuela. Marzo 2011

Consulta realizada por internet http://cuencas.fcien.edu.uy/cursos/materiales/pra ctico_7y8_2012.pdf

Imagen n°2 ANEXOS Tabla N°4 DIAMETROS DEL TAMIZ EN PULGADAS

Tamiz Nº1 Nº2 Nº3 Nº4

Diámetro marcado 0.438in 0.0331in 0.0116in 0.0098in

Selección de cantidad de la muestra

Imagen n°3

Imagen n°6

Limpieza de tamices

Des ensamblaje de los tamices

Imagen n°4 Ensamblaje de tamices

Imagen n°7 Residuos sacados de la tamizadora

Imagen n°5 Tamización en proceso

Imagen n°8

Imagen N° 11

Pesado de los residuos

Arena fina

Imagen N° 9 Imagen N° 12 Gravilla fina

Grava sintética (usamos canicas)

Imagen N°10 Arena gruesa

Imagen N°13 Arcilla roja

Tabla N° 5

Escala de Udden-Wentworth (1922).

Nombre

U.S. Standar d

Grava

Escala Wentworth

Escala phi

Escala U.S. Standard

Escala Tyler

UddenWentwort h

mm

ø

mm

Malla

Malla

4096

-12.00

4096

-

-

2048

-11.00

2048

-

-

Canto-

Grueso

1024

-10.00

1024

-

-

Brecha

Medio

512

-9.00

512

-

-

256

-8.00

256

-

-

Guijarr o

Grueso

128

-7.00

128

-

-

Clase

Grado

Fracción No litificado

Fracci ón Litifica do

Muy grueso

Fino

Fino

Grava

Conglo merado

64

-6.00

64

-

-

32

-5.00

32

-

-

16

-4.00

16

-

-

8

-3.00

8

-

-

Fino

4

-2.00 -1.75 -1.50 -1.25

4 3.36 2.83 2.38

5 6 7 8

5 6 7 8

Muy fino

2

-1.00 -0.75 -0.50 -0.25

2 1.68 1.41 1.18

10 12 14 16

9 10 12 14

Arena

Muy gruesa

1

0.00 0.25 0.50 0.75

1 0.814 0.707 0.595

18 20 25 30

16 20 24 28

Arena

Gruesa

1/2

1.00 1.25 1.50 1.75

0.5 0.420 0.354 0.297

35 40 45 50

32 35 42 48

Arena

Media

1/4

2.00 2.25 2.50 2.75

0.250 0.210 0.177 0.149

60 70 80 100

60 65 80 100

Arena

Fina

1/8

3.00 3.25 3.50 3.75

0.125 0.105 0.088 0.074

120 140 170 200

115 150 170 200

Arena

Muy fina

Arena

Muy grueso Guija

Grueso Medio

Granul o

Arena

Arenis ca

Gráfica n°1 de % recuperación vs log diámetro de tamiz 35

30

29.85

24.94 25

20

18.26

15 10.6 10

7.66

5 0.015

0.5254

0 -0.0752

% DE RECUPERACION

LOG DE TAMIZ -0.53 -0.604

-5 Tamiz 1

Tamiz 2

Tamiz 3

Tamiz 4

Tamiz 5

Tamiz 6

-0.827

-1.0511