DTK-Manual de Usuario - Cromatografia V1.0

MANUALDEOPERACIONESDECAMPO CROMATOGRAFIA MUDLOGGING

MARZO 2010

Versin V 1.0

Fecha Abril 2010

Descripcin

Reviso

Autorizo

MANUAL DE OPERACIONES DE CAMPO CROMATOGRAFIAVer: 1.0 Fecha: 2010 03 Pginas: 2 / 17

TABLA DE CONTENIDO

1 - INTRODUCCION.............................................................................................................3 2 - HARDWARE....................................................................................................................3 2.1 Trampa de Gas y Filtro de humedad ..........................................................................3 2.2 Lnea de gas y filtros ...................................................................................................4 2.3 Helio ............................................................................................................................4 2.4 Cromatografo Varian CP4900 .....................................................................................5 2.5 Conexin al sistema KELOG ......................................................................................5 2.6 Hoja de datos tcnicos ................................................................................................5 2,6 Componentes principales............................................................................................6 2.7 Rack, Ensamble tipo ...................................................................................................7 3 SOFTWARE ...................................................................................................................7 3.1 Instalacin del software...............................................................................................7 3.2 Configuracin del hardware ........................................................................................8 3.3 Mtodo (Method) .........................................................................................................9 3.4 Calibracin ..................................................................................................................9 3.5 Anlisis de las muestras ...........................................................................................13 3.6 Cerrar programa Shutdown ....................................................................................13 4. ENVIO DE DATOS AL KELOG ......................................................................................13 4.1 Introduccin...............................................................................................................13 4.2 Configuracin ............................................................................................................14 5. SOLUCION DE PROBLEMAS........................................................................................16

Manual de operaciones de campo - Cromatografia., Pgina 2 de 17


1 - INTRODUCCION

La seccin de cromatografia incluye la revisin detalladla al tipo de Hardware que Drilltek utiliza en sus operaciones para analizar la muestra de gas proveniente del pozo y descomponerla en sus componentes hidrocarburos. Tpicamente se utiliza el cromatografa Varian CP4900, con dos columnas que permiten analizar desde C1 hasta nC5 en ciclos de 30 segundos, normalmente la Columna A, analiza los hidrocarburos denominados livianos, es decir C1 y C2, inclusive el CO2. La Colomna B analiza los hidrocarburos pesados C3, iC4, nC4, iC5, nC5. Configuraciones y modificaciones en las condiciones de trabajo de las columnas (Mtodo o Method), permiten ampliar el rango de lectura hasta 45 segundos y obtener lecturas de los diferentes componentes C6 y C7, mayores incrementos al tiempo del ciclo permiten obtener lecturas de mas componentes hidrocarburos.

2 - HARDWARE

Las partes de hardware para la aplicacin de cromatografia se considera desde en ponto de toma de la muestra, hasta el ponto de elucin de la muestra despus del proceso de separacin de los componentes. En orden desde las zarandas hasta la Unidad de mudlogging es el orden en que se presenta a continuacin: Trampa de gas, Lnea de Gas, Helio, Cromatografo Varian CP4900

2.1 Trampa de Gas y Filtro de humedadLa trampa de gas es el elemento mas sensible en el proceso de adquisicin de la muestra de gas, la posicin en relacin al nivel del lodo en los bolsillos de las zarandas influye en la calidad de la muestra de gas proveniente del pozo. Usualmente se intala en los puntos de retorno del lodo a superficie, en los bolsillos de las zarandoas o Shale Shaker, a la salida del Flow Line. Existen varios tipos de trampas de gas que en trminos generales se clasifican en: a) de agitacin y b) deflectoras, estas ltimas ya en desuso. Las ventajas de la trampas de gas de agitacin incluyen su bajo mantenimiento, pueden fabricarse con motores de aire o motopres elctricos, fcil instalacin. El principio bsico de funcionamiento radica en la agitacin y succin que ejerce sobre el lodo las aspas ya sea en forma de T o en forma de trpode de la trampa de gas o degasificador. La succin lleva parte del lodo saliendo a la cmara de agitacin, donde se separa el gas presente en el lodo y se libera dentro de la cmara y lo deja listo para que la bomba succin arrastre la muestra y la conduce al cromatografo. Un orificio en la parte inferior de la camara de agitacion permite que el exceso de lodo retorne al flujo principal.



Un aditamento especial denominado filtro de exceso de humedad se instala junto a la trampa de gas, consiste en un sistema de 2 recipientes en los cuales se deposita Cloruro de Calcio y Glicol, respectivamente y por los cuales se hace circular la muestra de gas, La funcin principal del glicol es indicar el efecto de succin en la trampa de gas; la funcin principal del Cloruro de Calcio es atrapar el exceso de humedad presente en la muestra y permitir que solo los gases hidrocarburos lleguen al cromatografo para minimizar el efecto de superposicin de pico de humedad con el pico del Metano que enmascara las lecturas reales de gases hidrocarburos.

2.2 Lnea de gas y filtrosLa lnea de gas es el conducto por el cual se trasporta la muestra desde la trampa de gas hasta el cromatografo. Est conectada al filtro de exceso de humedad en un extremo y a la bomba de succin en el otro extremo. Es importante considerarla por separado para darle el tratamiento que se debe, puesto es una de los puntos ms sensibles durante la adquisicin de la muestra de gas. Exceso de vueltas, exceso de lnea de gas, puntos de cruce de cables, exposicin al trfico de equipo y personal en la locacin pueden causar rupturas, bloqueos, taponamientos y condensacin que afectan la calidad de la muestra. Asegrese que la Lina de gas est libre de los factores mencionados para tener buena calidad de muestra de gas. De la bomba de succin al cromatografo se extiende la lnea de gas y por medio de un acople en T se conecta al punto de entrada de muestra al cromatografo. La muestra que pasa por esta unin se succione por el cromatoghrafo al interior de la columna cada vez que el cromatografo toma la muestra para anlisis, tpicamente cada 30 segundos. Asegrese que la antes del punto de entrada de muestra al cromatografo tenga los filtros de 5 micrones, filtros tipo gasolina Fuel Filter, Filtro tipo finito (IDN-6G) y filtro de 5 micrones en la secuencia descrita.

2.3 HelioEl cromatografo Varian CP4900 utiliza como gas portador (Carrier Gas) Helio al 99,999% Ultra Alta pureza (UAP). Por su efecto inerte el Helio tienen ventaja sobre otros gases portadores por la estabilidad ante reacciones con otros materiales y la seguridad que ofrece a la operacin. La presin de trabajo es de 80 psi, no aplique exceso de presin al cromatografo pues corre el riesgo de daar las columnas. Evite usar tefln u otro tipo de material para lograr sello en las roscas de las conexiones para evitar que pequeos fragmentos obstaculice la lnea de gas e incluso las columnas. La lnea de gas usualmente tiene filtros de 9 micrones para prevenir el paso de material indeseable al sistema de circulacin del helio y por consecuencia a las columnas del cromatografo La funcin principal del helio es mantener la referencias para que el cromatografo realice la comparacin de las lecturas del anlisis de gases, especficamente por su carcter de gas inerte



ayuda a mantener estable la lnea base de referencia de lecturas lo que permite hacer anlisis muy preciso sobre muestras de gas de volumen de muestra muy pequeo, del orden de nano litros.

2.4 Cromatgrafo Varian CP4900El cromatografo Varian CP4900 genera mas datos en menos tiempo, es compacto, de poco peso, esta listo para trabajar en menos de 15 minutos despues de la primera conexin, es seguro y proporciona lecturas de gas de calidad tipo laboratorio en las localizaciones de perforacion. La rpida separacion de los componentes hidrocarburos es consecuencia del tamao minimo de los componentes electronicos y pneumticos, especialmente de las columnas capilares que utilizan volumne minimo de muestra y de esta manera se traduce en la disminuciuon de la dispercion de los picos de cada componente logrando mejore separacion de los pico. El sistema de Backflush permite al cromatografo Varian CP4900 eliminar contaminantes, mientras inyecta la muestra lo que le permite disminuir el tiempo de estabilizacion entre ciclos de inyeccion/analisis, de la misma manedra disminuye las desvicaciones de la linea base de calculo, el autocero, logrando lecturas mas estables. La alta velocidad de los ciclos de anlisis permite obtener mayor numero de lecturas de gas por pie perforado a cualquier ROP, lo que se traduce en mayor probabilidad de identificar zonas delgadas que podran perderse a velocidades de perforacin relativamente altas.

2.5 Conexin al sistema KELOGEl cromatografo se comunica mediante puerto Ethernet y mediante puerto serial con el sistema KELOG y su aplicacin Chrom for CP4900. Dependiendo del tipo de actividad a desarrollar. Se utiliza un cable serial DB9, directo o estndar, Macho-Hembra en los puertos COM1 o COM2, para entrar al setup del cromatografo y definir las condiciones de trabajo del Hardware. Ver Configuracin del CP4900. Mediante cable de red en protocolo Ethernet, TCP/IP, se establece la comunicacin entre el cromatgrafo y el KELOG para recibir toda la informacin resultado del ciclo de anlisis ejecutado por el cromatografo

2.6 Hoja de datos tcnicos

Hoja de datos InyectorMicro ensamblado, sin partes mviles Volumen de inyeccin: 1 L hasta 10 L, seleccionable mediante el software Rango de temperatura: Hasta 180o , Isotermal

DetectorDetector de conductividad trmica (TDC), micro ensamblado Doble columna (Muestra y Referencia) Manual de operaciones de campo - Cromatografia., Pgina 5 de 17


Volumen interno: 200 nL por columna 2 Filamentos Limite de deteccion: 1 ppm (Columnas tipo WCOT)

Rango de operacinConcentracin: 1 ppm hasta 100% level Rango lineal dinmico: 10 6

Carrier GasHe (Helio, UAP, 99,999%)

Rangos de OperacinHumedad relativa: 0% a 95%, sin condensacin Temperatura: 0C a 50C

2,6 Componentes principales

A continuacin se presentan los componentes principales del cromatografo Varian CP4900 en orden Inyector, detector, Columnas capilares, Canal

Inyector: Microfabricado en silicn, de volumen variable, controlado por software

Detector de conductividad trmica Volumen 200 nL

Columnas Capilares

Canal Donde se ensambla cada uno de los componentes; de acuerdo a la longitud de la columna se denomina A, Columna corta para anlisis de los hidrocarburos livianos C1 y C2; y B, Columna larga para la separacin de los hidrocarburos pesados C3, iC4, nC4, iC56, nC5

Ensamble del cromatografo Se muestra el ensamble del cromatografo y su apariencia externa cuando sale de fabrica



2.7 Rack, Ensamble tipo

Drilltek utiliza el sistema de rack estndar de 19 pulgadas que permite un fcil ensamblaje de equipos. El cromatografo CP4900 esta ensamblado de la misma manera en un contenedor estndar Advantech con indicador frontal de presin y los indicadores del estado del cromatografo como se muestra en la figura a continuacin. Panel FrontalIndicador de presin Led Encendido Led Error Led Running Led Listo (Ready) Encendido / Apagado

Panel posterior

3 SOFTWARE

A continuacin se presenta paso a paso el proceso de instalacin del software Chrom for CP4900 que permite el manejo fcil y rpido del proceso de configurar, definir el mtodo, calibrar, adquirir la informacin del cromatografo Varian CP4900 y a su vez recibirla en el software de Mudlogging KELOG

3.1 Instalacin del softwareEste procedimiento instalara el software Chrom for CP4900 en el directorio raz C:\CP4900; utilice este subdirectorio como el directorio base para toda la informacin de operacin del cromatografo y siga las instrucciones siguientes hasta finalizar el proceso de crear los subdirectoriuos de egstion de la informacin de los cromatogramas y archivos de configuracin del cromatografo Varian CP4900 Manual de operaciones de campo - Cromatografia., Pgina 7 de 17


1- Identifique la ultima versin autorizada del software Chrom for CP4900, denominada ChromatSetup.msi de doble click 2- Click en Next y contine 3- Doble click en Next para confirmar y continuar con el proceso de instalacin 4- Espere a que finalice la inflacin y de doble click en Close para salir de la instalacin 5- Inmediatamente finalice el proceso de instalacin dirjase al subdirectorio C:\CP4900 y cree las carpetas metodo (C:\CP4900\metodo); calibracin (C:\CP4900\calibracion); y cromatogramas (C:\CP4900\cromatogramas). Cada una de estas carpetas mantendr los archivos correspondientes a la informacin que su nombre indica

3.2 Configuracin del hardwarePara configurar el cromatografo, instale un cable serial DB9, estndar en el puerto COM1 del cromatografo. Asegrese de identificar en el PC desde el cual se hace la configuracin el puerto serial que se usara para acceder al hardware del cromatografo y conecte el otro extremo del cable serial. Siga todos los pasos del procedimiento de encendido del cromatografo; verifique que no tenga fugas de helio. Permita que haga el cheque interno y que el LED ready este encendido para proceder con las instrucciones de configuracin. 1- Despus de instalar el software del cromatgrafo, un icono con el cromatografo, indicando el acceso directo al programa Chrom for CP4900 aparecer en el escritorio, Click para abrirlos 2- Revise que las conexin entre el cromatgrafo y el PC esta correcta 3- Encienda el cromatografo y permita que haga la revision interna y se estabilice. Contine cuando el LED ready este encendido 4- Configure el software a. Start > All programas > Chrom for 4900 > CP4900 Tool b. En la interface de configuracin seleccione el CP4900 y clic en OK c. Seleccione el puerto serial por el que se comunicara, (COM1 o COM2) de click en OK d. En la ventana CP-4900 Micro-GC Configuration establezca la sigiente informacin: 1 Flush Cicle, IP Address: 192.168.2.106; Sub net Mask: 255.255.255.0; Defaul Gateway: 10.190.59.1; Host Name: CP-4900. Para el tipo de gas de carrier seleccione Channel A: Helium; Channel B: Helium, Verifique los valores y click en Download Manual de operaciones de campo - Cromatografia., Pgina 8 de 17


e. Ok en la ventana de confirmacin Download Complete f. Confirme el reinicio del Cromatografo click en OK. g. Confirme la finalizacin de la conexin actual con el cromatografa, Click en OK

3.3 Mtodo (Method)

1. Corra el software del CP4900 as: Start > All programas > Chrom for CP4900 > Chrom for CP4900 2. Establezca la conexin de la aplicacin con el cromatografo as: barra de Menu > System > connect 3. En la ventana emergente entre la direccin IP del cromatgrafo, si la conexin es exitosa aparecer un OK, confirme con un click 4. Seleccione el mtodo (Method) as: Men Bar > Machine > Method Aparecera la ventana del Mtodo del cromatografo 5. Defina los valores del Mtodo, despus clic en Save Method y guarde el Mtodo en el subdirectorio C:\CP4900\metodo, ingrese el nombre del archivo y click en OK 6. Cuando necesite cargar el mtodo, solo seleccione Load Method y elija el mtodo en el subdirectorio C:\CP4900\metodo, despus de click en abrir Open

Valores estndar del Mtodo

3.4 Calibracin1234Inyecte la muestra de gas y CO2 Genere las curvas de la muestra de gas de calibracin Analice cada una de las muestras inyectadas Seleccione la curva ms representativa del gas de calibracin y gurdelas en el directorio C:\CP4900\calibracion. Abra el cromatograma con el que efectuara la calibracin. Manual de operaciones de campo - Cromatografia., Pgina 9 de 17


5- En la barra del men > Machine > Noise Click para abrir y seleccionar ruido y revise que todos los valores estn en cero 6- Seleccione Calibrar CP4900. Barra del men > Machine > Calibrate CP4900

7- Primero, seleccione la pestaa Calibrate Date a. Ingrese el nombre del archivo de datos de cromatografia b. Seleccione el nombre del directorio para el archivo C:\CP4900\cromatogramas c. Click en Apply para guardar la configuracin

8- Segundo, seleccione la pestaa General a. Seleccione Type: Peak Area b. Seleccione el tipo de calibracin a realizar Calibrate type: One point c. Defina la unidades del anlisis en % d. Defina 4 decimales para indicar los valores de concentracin



9- Seleccione la pestaa Standard Curve a. Agrega la curva estndar de la muestra de gas que se cre anteriormente. Click en Add, Seleccione la grafica, Click en Open b. Repita el proceso para seleccionar la curva del CO2 c. Click en Apply para guardar los cambios realizados

10- Seleccione la pestaa Chromatograph a. En la columna de la derecha, inserte los valores de cada gas en (%) b. Marque la opcin Gattered data from screen c. Haga doble click en el grafico, el valor iara a la tabla automticamente



11- Para calibrar el CO2 a. Para adquirir los valores de CO2 necesita limpiar la grafica de la curva de gas seleccionando Clear en la lista de archivos de cromatografia Chrom File. Luego abra la curva de CO2 12- Despus de adquirir todos los valores, Click en Apply, y Click en OK. La calibracin finaliz.



13- Verifique el procedimiento realizado, aplicando nuevamente gas de calibracin. Los valores detectados deben ser iguales a las concentraciones del gas de calibracin aplicado. Si es as contine con la operacin de rutina del cromatografo, conectando la linea de gas al cromatografo.

3.5 Anlisis de las muestrasEl proceso que se describe a continuacin supone que el cromatografo El anlisis de rutina de las muestras de gas previa calibracin del equipo requiere 1- Para analizar una muestra de gas, primero debe seleccionar el mtodo 2- Espere a que el instrumento este Ready y el estado (Status) pase a OK 3- Verifique que haya una marca en la opcin analizar Analyze Barra del menu > Systems > Machine status 4- Click en inicio Start; la grfica aparecer en algunos segundos 5- Si el anlisis es correcto, se vern los valores de los gases en cada corrida

3.6 Cerrar programa Shutdown

1- Para salir del programa, primero cierre el mtodo. Barra de men > Machine > Shutdown (Click) 2- Espere a que el mtodo se cierre 3- Cierre el programa de la cromatografa. Barra de men > System > Exit (Click)

4. ENVIO DE DATOS AL KELOG

4.1 IntroduccinEl CP-4900 es controlado por el programa DML-Chrom quien es el que realiza el anlisis de la muestra de gas. El programa corre en cualquier PC, sin embargo por estndar se destina un equipo independiente para el cromatgrafo. En el proceso de encendido, calibracin y anlisis el que est comunicndose con el cromatgrafo es el programa. El DML-Chrom que trasmite los resultados de cromatografa al sistema Kelog. Una vez el usuario inicia al cromatgrafo el programa DML empieza inmediatamente a trasmitir los resultados va WITS a travs del puerto TCP 8667 del computador donde est corriendo.



4.2 Configuracin

Desde el Kelog Navigator se debe abrir la utilidad WITS en UTILITY. Seleccionar Connection settings en Setting. Aqu se debe configurar la conexin para recibir la informacin de cromatografa.

Lo que se debe tener en cuenta: 1- La conexin que se crea es para RECIBIR 2- Se debe configurar como TCP Client 3- La direccin IP que se introduce es la IP del computador que corre el programa DML. 4- El puerto TCP SIEMPRE es 8667



NOTA: Si se abre el subprograma WITS desde el mismo computador donde est corriendo el DML la IP ser la del mismo computador o puede tambin poner 127.0.0.1 Una vez se ha completado la informacin click sobre el botn Add y entonces click sobre el botn OK. Con esto el sistema Kelog empieza a recibir la informacin de cromatografa proveniente del DML-Chrom. Se debe palomear en la caja de Receive Chrom Data.



El status de normalidad es el botn con luz verde, lo que indica que el sistema est recibiendo datos va wits. En este momento los gases deben estar siendo registrados en la base de datos y pueden observarse en el RTM.

5. SOLUCION DE PROBLEMAS

Los principales problemas que se presentan con el cromatografo provienen del manejo del equipo sin procedimientos. Al ejecutar una operacin no aprobada el software queda en espera y se producen errores de comunicacin. Otra causa usual de problemas son las alteraciones de la frecuencia de la corriente elctrica, particularmente si el equipo no cuenta con la debida proteccin. Fugas de helio son comunes en las conexiones de la lnea de helio, as como problemas en la lnea de gas por perdidas de la muestra que aunque no es inherente al funcionamiento del equipo si es parte fundamental del resultado final de cromatografo que es la separacin de las muestras de gas en sus componentes hidrocarburos



PROBLEMAPico alto de C3 en la muestra El programa CP4900 pierde la comunicacin con el hardware

SOLUCIONRevise los filtros de absorcin de humedad, revise la condensacin en la lnea de gas y elimine el exceso de humedad. Verifique si el programa no responde en Windows. Cierre el programa y arranque nuevamente la conexin. El DML-CP4900 perdi comunicacin con el cromatgrafo. Verifique si el programa esta activo en Windows, verifique si el cable de red esta puesto correctamente. Reinicie el programa de control del cromatografo El archivo del mtodo se dao, reconstruya el mtodo y gurdelo con un nombre diferente y elimine completamente el archivo daado. No lo sobrescriba el archivo daado con la nueva informacin que defini en el mtodo porque el archivo daado mantiene el error. Verifique la concentracin del gas. Es probable que est haciendo una calibracin con Gas de Calibracin de Alta concentracin. Verifique con el proveedor la informacin antes de continuar. Si calibra con un gas de alta concentracin y los niveles de gas del pozo son relativamente bajos, el cromatografo no tendr la sensibilidad necesario y las lecturas de gas podrn mostrarse reducidas. Repita el proceso y asegrese de entrar los valores correctos. Verifique en el comatograma que el pico de C1 este suficientemente separado de la columna del compuesto. Si est muy cerca no podr leer apropiadamente. Para separa el pico de gas del C1 aumente la temperatura de la columna en 5 grados y observe la separacin, tambin puede aumentar la presin de la columna, en paso de 5. Si despus de tres intentos no logra una separacin suficiente, comunquese con el departamento tcnico. Verifique que el programa no est corriendo en background, si es as, cirrelo. Cargue el programa y verifique los valores de calibracin, en particular los valores correspondientes a los tiempos del C1 y en general de todos los picos de gases. Defnalos nuevamente y corra normalmente la aplicacin.

El programa DML-CP4900 muestra un Status diferente al que los lLED del cromatografo indican.

El mtodo del cromatografo muestra unas condiciones y la pantalla de operacin del cormatografo muestra otras.

Durante la calibracion, el pico de C1 se sale de la curva y alcanza valores de 2000 mV.

Al aplicar gas de calibracin, las lecturas del equipo no corresponden con los valores calibrados

Las lecturas del C1 estn bajas en comparacin a las lecturas de los dems gases.

Despus de una calibracin, al reiniciar la operacin normal el programa del cromatografo se cierra despus de un ciclo de lectura


DTK-Manual de Usuario - Cromatografia V1.0

Documents

Transcript of DTK-Manual de Usuario - Cromatografia V1.0