Curso Basico de Fluidos de Perforacion Cvega

PRESENTAPRESENTA

GLOBAL DRILLING FLUIDS DE MEXICO

Cd.del Carmen Carmen Campeche Cd.del Carmen Carmen Campeche 15/julio/200515/julio/2005

CURSO BASICO DE FLUIDOS CURSO BASICO DE FLUIDOS

DEDE

PERFORACIONPERFORACION

PRESENTADO POR:

Ing. Carlos A. Vega Castillo.


FLUIDOS DE PERFORACIONFLUIDOS DE PERFORACION

UN LODO DE PERFORACION SE DEFINE COMO UN FLUIDO CON DETERMINADAS CONDICIONES FISICAS Y QUIMICAS QUE PERMITE REALIZAR LAS TAREAS

DE PERFORACION. COMUNMENTE ES LA MEZCLA DE UNA

ARCILLA BENTONITICA CON EL AGUA.


FUNCIONES DE LOS FLUIDOSFUNCIONES DE LOS FLUIDOS

TRANSPORTE DE RECORTES Y DERRUMBESTRANSPORTE DE RECORTES Y DERRUMBES SUSPENSION DE PARTICULAS CUANDO SE SUSPENSION DE PARTICULAS CUANDO SE

DETIENE LA CIRCULACION.DETIENE LA CIRCULACION. CONTROL DE PRESIONES DE FORMACIONCONTROL DE PRESIONES DE FORMACION ENFRIAMIENTO Y LUBRICACION DE LA ENFRIAMIENTO Y LUBRICACION DE LA

BARRENA Y DE LA SARTABARRENA Y DE LA SARTA ESTABILIDAD DEL AGUJEROESTABILIDAD DEL AGUJERO SUSPENSION DE LA SARTA Y DEL SUSPENSION DE LA SARTA Y DEL

REVESTIMIENTOREVESTIMIENTO TRANSMISION DE ENERGIA HIDRAULICA TRANSMISION DE ENERGIA HIDRAULICA


FUNCIONESFUNCIONES DE LOS FLUIDOSDE LOS FLUIDOS

MEDIO PARA PERFILAJES DE CABLEMEDIO PARA PERFILAJES DE CABLE INHIBIR LAS ARCILLAS Y LUTITASINHIBIR LAS ARCILLAS Y LUTITAS FORMAR UN REVOQUE DELGADO Y SEMI FORMAR UN REVOQUE DELGADO Y SEMI

PERMEABLEPERMEABLE MINIMIZAR LA DISPERSION DE LOS RECORTES.MINIMIZAR LA DISPERSION DE LOS RECORTES. PROTEGER LA SARTA Y LOS REVESTIDORES DE PROTEGER LA SARTA Y LOS REVESTIDORES DE

LA CORROSIONLA CORROSION PROTEGER LAS FORMACIONES PRODUCTORAS PROTEGER LAS FORMACIONES PRODUCTORAS

EVITANDO EL DAÑOEVITANDO EL DAÑO


COMPOSICIONCOMPOSICIONFLUIDO DE PERFORACIONFLUIDO DE PERFORACION

-FASE SÓLIDA 1.SÓLIDOS DESEABLES, TALES COMO: BENTONITA, BARITA, PRODUCTOS QUIMICOS. 2.SÓLIDOS INDESEABLES, TALES COMO: CORTES DE FORMACION, ARCILLAS INERTES, OTROS.-FASE LIQUIDA 1.ACEITE 2.AGUA 3.PRODUCTOS QUIMICOS LIQUIDOS, EMULSIFICANTES, VISCOSIFICADORES, ETC.


FASES DE LOS LODOSFASES DE LOS LODOS

FASE CONTINUA:FASE CONTINUA: de un lodo base agua es el de un lodo base agua es el agua. Las sales disueltas en el agua son agua. Las sales disueltas en el agua son también parte de esta fase.también parte de esta fase.

En un lodo base aceite la fase contínua es el En un lodo base aceite la fase contínua es el aceite, diesel aceite, diesel

FASE DISCONTINUA: FASE DISCONTINUA: Las partículas sólidas o Las partículas sólidas o los glóbulos líquidos en él suspendidos los glóbulos líquidos en él suspendidos constituyen la fase discontínua del lodo constituyen la fase discontínua del lodo


.

CLASIFICACIONCLASIFICACIONFLUIDOS DE PERFORACIONFLUIDOS DE PERFORACION

• AIREADOS• ESPUMADOS• BASE AGUA• BASE ACEITE

1.EMULSION INVERSA2.100% ACEITE


CLASIFICACION DE LOS FLUIDOSCLASIFICACION DE LOS FLUIDOSBASE AGUABASE AGUA

•BENTONITICOS•DISPERSOS•INHIBIDOS•POLIMERICOS•SALADOS•CATIONICOS•LIBRE DE SOLIDOS•EMULSIONADAS (DIRECTA)


CLASIFICACION DE LOS FLUIDOSCLASIFICACION DE LOS FLUIDOS

BASE ACEITEBASE ACEITE

• EMULSIONES INVERSAS1.STANDARES2.FILTRADO RELAJADO

• 100 % ACEITE1.STANDARES2.FILTRADO RELAJADO


TIPO DE FASE LIQUIDATIPO DE FASE LIQUIDA FLUIDOSFLUIDOS BASE ACEITEBASE ACEITE

•ACEITE SINTETICO•ACEITE MINERAL•ACEITE VEGETAL•DIESEL


PROPIEDADES DE LOS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSFLUIDOS

1.FISICAS• DENSIDAD• VISCOSIDAD• REOLOGICAS• RETORTA (SOLIDO,

ACEITE,AGUA)• ESTABILIDAD ELECTRICA• CONTENIDO DE ARENA


PROPIEDADES DE LOS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSFLUIDOS

2.QUIMICAS• SALINIDAD: NaCL, KCl, CaCL2• CALCIO & MAGNESIO, SILICATOS• SULFATOS, SULFUROS,NITRATOS• pH• ALCALINIDAD, PM, PF,MF • CARBONATOS, BICARBONATOS, OXIDRILOS• MBT


PROPIEDADESPROPIEDADES

DENSIDADRelación de masa sobre

Volumen, expresada en gr/cc, kg/lts, lb/pie3 o lb/gal


VISCOSIDAD MARSH ( Embudo)Es el tiempo que tarda un litro de lodo en salir del embudo marsh, expresada en segundos


PROPIEDADES REOLOGICASPROPIEDADES REOLOGICAS

REOLOGIA ESTUDIA LOS CAMBIOS Y DEFORMACIONES DE UN FLUIDO EN MOVIMIENTO, ESTOS CAMBIOS DEPENDEN DEL FLUJO Y DE LAS PROPIEDADES REOLOGICAS DEL FLUIDO.

LAS PROPIEDADES REOLOGICAS DEPENDEN DEL MODELO DE FLUJO Y AFECTAN DIRECTAMENTE A LA VISCOSIDAD EFECTIVA LA VISCOSIDAD EFECTIVA SE MIDE EN CPS.


VISC. PLASTICA, PTO. CEDENTE, GELESVISC. PLASTICA, PTO. CEDENTE, GELES

Visc. PlásticaVisc. Plástica, resistencia al flujo del lodo, , resistencia al flujo del lodo, causada por la fricción entre las partículas causada por la fricción entre las partículas suspendidas y por la viscosidad de la fase suspendidas y por la viscosidad de la fase fluida.(cps)fluida.(cps)

Pto.de cedenciaPto.de cedencia, es la parte de la , es la parte de la resistencia al flujo causada por las fzas de resistencia al flujo causada por las fzas de atracción entre partículas (lb/100p2) atracción entre partículas (lb/100p2)

GelesGeles, dada por las fzas. atractivas de las , dada por las fzas. atractivas de las partículas del fluido que desarrollan una partículas del fluido que desarrollan una estruct. de gel rígida o semirrígida durante estruct. de gel rígida o semirrígida durante periodos de reposo, es además una periodos de reposo, es además una característica tixotrópicas de los lodos.característica tixotrópicas de los lodos.


VISCOSIMETRO


PROPIEDADES FISICASPROPIEDADES FISICAS

RETORTA

El ANALISIS DE RETORTA NOS INDICA O NOS SIRVE PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE SOLIDO, ACEITE Y AGUA EN LOS FLUIDOS DE PERFORACION


KIT DE RETORTAKIT DE RETORTA


CONTENIDO DE ARENACONTENIDO DE ARENA


PROPIEDADES PROPIEDADES

ANALISIS DE RETORTA

PORCENTAJE DE AGUAPORCENTAJE DE ACEITEPORCENTAJE DE SOLIDOSSOLIDOS DE ALTA GRAVEDADSOLIDOS DE BAJA GRAVEDADREACTIVOS (BENTONITAS, ARCILLAS O LUTITAS REACTIVASINERTES ( LIMO, ARCILLAS, LUTITAS)



METODO DE ANALISIS

DENSIDAD, 1.80 gr/cc% DE AGUA ( AG=65 cc)% DE ACEITE ( AC=5 cc)% DE SOLIDOS ( S= 30 cc)

MBT = 32,5 lb/bbl / 93 kg/m3BENTONITA= 60 kg/m3



METODO DE SOLUCION

GRAVEDAD ESPECIFICA PROMEDIO (gr/cc)

AGS =(100*D-0.84*AC- AG)/ SAGS = (100*1.80-084*5-65)/30AGS = 3.69 gr/cc



METODO DE SOLUCION

SOLIDOS TOTALESST= 10*GSP*S(%)ST = 10*3,69*30ST = 1,108 Kg/m3

SOLIDOS PESADOS (B ) (%)B= (GSP-2.60)*S/1.60 B= (3.69-2.60)*30/1.60 =20.50%Ba=42*20.5= 861 Kg/m3



METODO DE SOLUCION

SOLIDOS INERTESSI= LIVIANOS- REACTIVOS(Kg/m3)SI= (247- 93) Kg/m3= 154 Kg/m3

SOLIDOS REACTIVOS (INCORPORADOS )SRI= REACTIVOS-BENTONITASRI= (93-60)Kg/m3 = 33Kg/m3 (55%)


PROPIEDADES PROPIEDADES ANALISIS DE SÓLIDOS

ANALISIS DE SOLIDOS A B B

Densidad, gr/cc 1,82 1,52 1,22% agua 65 75 86%Aceite 5 6 5%Solidos 30 19 9MBT, LBS/BBL 32,5 27,5 27,5BENTONITA, Kg/M3 60 60 60

CALCULOSGsp, gr/cc 3,76 3,79 3,53SOL.TOTALES, Kg/M3 1.128 720 318PESADOS,% 21,75 14,1 5,25BARITA, Kg/M3 913,5 592,2 220,5L, % 8,25 4,9 3,75Lv, Kg/M3 215 127 98REACTIVOS ,Kg/M3 93 79 79INERTES, KG/M3 122 49 19INCORPORADOS, KG/M3 33 19 19

54,9% 31,1% 31,1%


CONTROL DE SÓLIDOSCONTROL DE SÓLIDOS

Es el procedimiento para controlar la Es el procedimiento para controlar la acumulación de sólidos indeseables acumulación de sólidos indeseables en un sistema de fluidos.en un sistema de fluidos.

Los sólidos de perforación deben ser Los sólidos de perforación deben ser eliminados, son contaminantes, y eliminados, son contaminantes, y originan problemas en las originan problemas en las operaciones.operaciones.


FORMAS DE CONTROLAR LA ACUMULACION FORMAS DE CONTROLAR LA ACUMULACION DE SÓLIDOSDE SÓLIDOS

Dejar que se acumulen los sólidos al Dejar que se acumulen los sólidos al fluido para luego cambiarlo.fluido para luego cambiarlo.

Diluir los sólidos y acondicionar el Diluir los sólidos y acondicionar el sistema para mantener propiedades.sistema para mantener propiedades.

Remover los sólidos perforados para Remover los sólidos perforados para reducir la cantidad de dilución.reducir la cantidad de dilución.


BENEFICIOS DEL CONTROL DE BENEFICIOS DEL CONTROL DE SÓLIDOSSÓLIDOS

Menor costo en tratamiento de fluidoMenor costo en tratamiento de fluido Menor torque y arrastre.Menor torque y arrastre. Mayor rate de penetraciónMayor rate de penetración Menor perdida de presión del sistemaMenor perdida de presión del sistema Menor riesgo de pegadas.Menor riesgo de pegadas. Menor de daño a la formación.Menor de daño a la formación. Mejor trabajo de cementación.Mejor trabajo de cementación.


EFECTOS DE LOS SÓLIDOS EN EL LODOEFECTOS DE LOS SÓLIDOS EN EL LODO

La pérdida de fluido aumenta o bajaLa pérdida de fluido aumenta o baja Calidad del revoque se deteriora, se Calidad del revoque se deteriora, se

hace mas grueso y suave. hace mas grueso y suave. Aumentos progresivos de Viscosidad Aumentos progresivos de Viscosidad

Plástica, indican acum. de sólidos.Plástica, indican acum. de sólidos. Punto Cedente y Resistencia de Gel, Punto Cedente y Resistencia de Gel,

que es la interacción de las que es la interacción de las pártículas Aumentan.pártículas Aumentan.


CLASIFICACIÓN DE LAS PARTICULASCLASIFICACIÓN DE LAS PARTICULAS Peso EspecíficoPeso Específico- Sólidos de alta densidad S.G.>4.2Sólidos de alta densidad S.G.>4.2

(Materiales densificantes)(Materiales densificantes)

- Sólidos de baja densidad, S.G. de 1.6 - Sólidos de baja densidad, S.G. de 1.6 a 2.9 (arena, arcillas, lutitas, a 2.9 (arena, arcillas, lutitas, dolomita, carbonato de calcio, dolomita, carbonato de calcio, materiales para tratamiento de materiales para tratamiento de fluidos)fluidos)


TAMAÑO DE LAS PARTICULASTAMAÑO DE LAS PARTICULAS

TAMAÑO DE LAS PARTICULAS (micrón)

CLASIFICACION DE LAS PARTICULAS

TAMAÑO DEL TAMIZ

Mayor que 2000 Grueso 10

2000 – 250 Intermedio 60

250 – 74 Medio 200

74 – 44 Fino 325

44 – 2 Ultra Fino -

2 - 0 Coloidal -


TECNICAS DE REMOSION DE SÓLIDOSTECNICAS DE REMOSION DE SÓLIDOS TamizadoTamizado, técnica que separa por el , técnica que separa por el

tamaño físico de las partículas.tamaño físico de las partículas. Fuerza centrifugaFuerza centrifuga, separa sólidos , separa sólidos

por diferencia de masa relativa.por diferencia de masa relativa. Combinación de las dosCombinación de las dos

anterioresanteriores Configuración y secuencia Configuración y secuencia

adecuadas adecuadas del equipo de control del equipo de control mecánico para remover sólidosmecánico para remover sólidos..


ZARANDASZARANDAS Remueve recortes gruesosRemueve recortes gruesos El área del tamizado y rendimiento El área del tamizado y rendimiento

dependen de:dependen de:- ReologíaReología- Tasa de carga de sólidos (rate de Tasa de carga de sólidos (rate de

penetración, diámetro y caudal)penetración, diámetro y caudal)- Características del tamizCaracterísticas del tamiz- El patrón de vibración y dinámica. El patrón de vibración y dinámica.

Existen 3 patrones de vibración: Existen 3 patrones de vibración: Circular, Elíptico desbalanceado , Circular, Elíptico desbalanceado , Lineal Lineal


SHALE SHAKERSHALE SHAKER

KTL 48 D (PT)


RENDIMIENTO DE TAMICESRENDIMIENTO DE TAMICES

Entender los factores que afectan el Entender los factores que afectan el rendimiento del tamiz puede ayudar a rendimiento del tamiz puede ayudar a seleccionar los tamices: seleccionar los tamices:

La separación (tamaño de los sólidos La separación (tamaño de los sólidos removidos)removidos)

El volumen del líquido (cantidad de El volumen del líquido (cantidad de líquido transmitido)líquido transmitido)

La vida útil. La vida útil.


ETIQUETADO APIETIQUETADO API

La designación del fabricanteLa designación del fabricante El potencial de separación del tamiz El potencial de separación del tamiz

expresado como puntos “cutt” de expresado como puntos “cutt” de d50, d16 y d84d50, d16 y d84

La capacidad de flujo del tamiz se La capacidad de flujo del tamiz se determina a partir de su conductancia determina a partir de su conductancia y del área total no taponada.y del área total no taponada.


DISEÑO DE MALLASDISEÑO DE MALLAS

Diseños bi-dimensionalesDiseños bi-dimensionales::

Mallas de paneles, con 2 0 3 capas Mallas de paneles, con 2 0 3 capas unidas en cada ladounidas en cada lado

Mallas de chapas perforadas con 2 o 3 Mallas de chapas perforadas con 2 o 3 capas unidas a una chapa metálica.capas unidas a una chapa metálica.

Diseños Tri-dimensionales:Diseños Tri-dimensionales:Mallas de Mallas de chapa perforada con superficie chapa perforada con superficie corrugada, son: pirámide y mesetacorrugada, son: pirámide y meseta


cc


DISPOSITIVOS CENTRIFUGOSDISPOSITIVOS CENTRIFUGOS

La remoción de sólidos depende de La remoción de sólidos depende de la separación de partículas por su la separación de partículas por su masa masa

Somete mecanicamente a creciente Somete mecanicamente a creciente fzas. gravitacionales aumentando la fzas. gravitacionales aumentando la tasa de asentamiento de la partículatasa de asentamiento de la partícula

Separa los sólidos en fracciones Separa los sólidos en fracciones pesadas-gruesas y finas livianas.pesadas-gruesas y finas livianas.

El sólido en D50, es afectado por el El sólido en D50, es afectado por el contenido total de sólidos, el peso y contenido total de sólidos, el peso y la viscosidad del fluidola viscosidad del fluido


HIDROCICLONESHIDROCICLONES Aparatos cónicos de separación en la que Aparatos cónicos de separación en la que

la energía hidráulica se convierte en la energía hidráulica se convierte en energía hidráulica.energía hidráulica.

Las altas fzas. Centrífugas dan velocidades Las altas fzas. Centrífugas dan velocidades de decantación altas del sólido pesado, de decantación altas del sólido pesado, forzándolo a la pared.forzándolo a la pared.

Partículas livianas se van a adentro y Partículas livianas se van a adentro y arriba en un remolino espiral.arriba en un remolino espiral.

El flujo inferior debe de tomar la forma de El flujo inferior debe de tomar la forma de rociado con una ligera succión en centro.rociado con una ligera succión en centro.

Las medidas de los conos y las presiones Las medidas de los conos y las presiones de bomba determinan el corte obtenido, de bomba determinan el corte obtenido,


HIDROCICLONHIDROCICLON

HIDROCICLON


DESARENADORDESARENADOR

Usan hidrociclones que tienen Usan hidrociclones que tienen diámetro que van de 6” a mas.diámetro que van de 6” a mas.

Remueven sólidos de hasta 40 Remueven sólidos de hasta 40 micrones.micrones.

Procesan el fluido que está después Procesan el fluido que está después de la trampa de arena.de la trampa de arena.

Un equipo de desarenador procesa Un equipo de desarenador procesa de 125% a 150% del gpm del flujo de de 125% a 150% del gpm del flujo de trabajo.trabajo.


REMOVEDORES DE LIMOREMOVEDORES DE LIMO

Los hidrociclones que se usan son de Los hidrociclones que se usan son de 4” de diámetro a menos.4” de diámetro a menos.

Remueven sólidos de tamaño entre 6 Remueven sólidos de tamaño entre 6 y40 micronesy40 micrones

El equipo procesa el fluido que se El equipo procesa el fluido que se encuentra por debajo del encuentra por debajo del desarenador.desarenador.

Se utilizan conos para procesar150% Se utilizan conos para procesar150% del flujo de circulación. del flujo de circulación.


LIMPIADOR DE LODOLIMPIADOR DE LODO Es la combinación de hidrociclones y Es la combinación de hidrociclones y

un tamiz vibratorio con malla finas.un tamiz vibratorio con malla finas. El flujo de descarga del cono se El flujo de descarga del cono se

procesa a través del tamiz fino.procesa a través del tamiz fino. Recomendado para procesar fluidos Recomendado para procesar fluidos

densificados.densificados. Con tamiz de 200 removerá recortes Con tamiz de 200 removerá recortes

de 74 micrones.de 74 micrones. En fluidos no densos con fases En fluidos no densos con fases

líquidos muy costosos se recomienda líquidos muy costosos se recomienda el limpia lodos. el limpia lodos.


MUD CLEANERMUD CLEANER

KTL 48 B


BENEFICIOS DEL LIMPIALODOSBENEFICIOS DEL LIMPIALODOS Mejora calidad del revoque significa Mejora calidad del revoque significa

que el revoque será menos poroso y que el revoque será menos poroso y menos permeablemenos permeable

Revoque de mejor calidad minimiza Revoque de mejor calidad minimiza el atascamiento diferencial, reduce el atascamiento diferencial, reduce las fzas. de fricción entre la sarta y la las fzas. de fricción entre la sarta y la cara del pozo.cara del pozo.

Menor concentración de sólidos Menor concentración de sólidos perforados, se tiene mejores perforados, se tiene mejores propiedades reológicaspropiedades reológicas


CENTRIFUGASCENTRIFUGAS Se usa para recuperar barita y Se usa para recuperar barita y

remover sólidos finos.remover sólidos finos. Usa un tazón rotatorio para crear una Usa un tazón rotatorio para crear una

fza. centrífuga alta para separar fza. centrífuga alta para separar partículas finas y las gruesas.partículas finas y las gruesas.

Tornillo transportador gira a veloc. Tornillo transportador gira a veloc. Menor para remover los sólidos Menor para remover los sólidos gruesos hacia la salida de flujo inter.gruesos hacia la salida de flujo inter.

Tres tipos de cent. de decantación Tres tipos de cent. de decantación hay, agrupadas que dependen de la hay, agrupadas que dependen de la fza. G, los rpm, el pto. de corte y la fza. G, los rpm, el pto. de corte y la capacidad de alimentación.capacidad de alimentación.


CENTRIFUGA KEM-TRONCENTRIFUGA KEM-TRON

KT 1448-VFD


CENTRIFUGA RECUPERA BARITACENTRIFUGA RECUPERA BARITA

Funcionan de 1600 a 1800 rpm y Funcionan de 1600 a 1800 rpm y generan fza. G de 500 a 700.generan fza. G de 500 a 700.

El pto. de corte será de 6 a 10 El pto. de corte será de 6 a 10 micrones para sólidos de baja grav. Y micrones para sólidos de baja grav. Y de 4 a7 mic. para sólidos de alta grav.de 4 a7 mic. para sólidos de alta grav.

La alimentación esta entre 10 a 40 La alimentación esta entre 10 a 40 gpm dependiendo de la densidad.gpm dependiendo de la densidad.

Esta centrífuga separa la barita por Esta centrífuga separa la barita por encima del punto de corte y descartará encima del punto de corte y descartará los sólidos finos restantes en la fase los sólidos finos restantes en la fase líquida. líquida.


CENTRIFUGA DE ALTO VOLUMENCENTRIFUGA DE ALTO VOLUMEN

Se usa para descartar sólidos de baja Se usa para descartar sólidos de baja gravedad. rpm van de 1900 a 2200gravedad. rpm van de 1900 a 2200

Procesa tasas que van de 100 a 200 Procesa tasas que van de 100 a 200 gpm. La fza. G promedio de 800.gpm. La fza. G promedio de 800.

El corte obtenido es de 5 a 7 micrones El corte obtenido es de 5 a 7 micrones cuando se usan lodos no densificados.cuando se usan lodos no densificados.


CENTRIFUGA DE ALTA VELOCIDADCENTRIFUGA DE ALTA VELOCIDAD

Se usa para remover sólidos de baja Se usa para remover sólidos de baja gravedad. Giran de 2500 a 3300 rpm.gravedad. Giran de 2500 a 3300 rpm.

La fza. G creada por esta unidad La fza. G creada por esta unidad varían de 1200 a 2100 “G”varían de 1200 a 2100 “G”

El punto de corte puede ser de 2 a 5 El punto de corte puede ser de 2 a 5 micrones, la tasa de alimentación micrones, la tasa de alimentación varía de 40 a 120 gpmvaría de 40 a 120 gpm

Se puede usar Centrifugado dual es Se puede usar Centrifugado dual es con las centrífugas consecutivas.con las centrífugas consecutivas.


DIAGRAMA DE CENTRIFUGA DIAGRAMA DE CENTRIFUGA DECANTADORADECANTADORA


DEGASSER KTL DG 1200


CONTROL DE SOLIDOSCONTROL DE SOLIDOS

Beneficios de un Buen Control de SólidosBeneficios de un Buen Control de Sólidos

•Mayor estabilidad del hueco

•Mayores tasas de penetración

•Menos desgate del equipo

•Mejores condiciones del fluido

•Menor costo de fluido


CONTROL DE SOLIDOSCONTROL DE SOLIDOS

Sólidos dentro del Fluido de PerforaciónSólidos dentro del Fluido de Perforación

Sólidos de Alta GravedadGalena 7.4 - 7.7 SGHematita 4.9 - 5.3 SGMagnetita 5.0 - 5.2 SGOxido de Hierro 4.7 SGBarita 4.2 - 4.5 SGSiderita 3.7 - 3.9 SG

Sólidos de Baja GravedadBentonita (comercial) 2.7SGSólidos Perforados 2.0 - 3.0 (prom - 2.6)SG


CONTROL DE SÓLIDOSCONTROL DE SÓLIDOS

Sólidos Inertes vs ReactivosSólidos Inertes vs Reactivos

Inertes: Barita, Caliza, Feldespato, Arena No tiene interacción superficial con el

agua.

Reactivos: Bentonita, Caolinita, Ilita.Se Hidratan al contacto agua.


CONTROL DE SÓLIDOS CONTROL DE SÓLIDOS

Sólidos Perforados y DensidadSólidos Perforados y Densidad

Causas del incremento en la Densidad :

•La inclusión de recortes de perforación mientras se perfora

•La influencia de los sólidos de perforación sobre la viscosidad y el enjarre del lodo


FILTRADOFILTRADO

El líquido que se pierde por filtración hacia la formación es el filtrado y la velocidad relativa a la cual ocurre este fenómeno se conoce como la pérdida de fluido o filtrado

Filtrado API


FILTRADO APATFILTRADO APAT


PROPIEDADES DEL FLUIDOPROPIEDADES DEL FLUIDOALCALINIDAD

Pm, ALCALINIDAD TOTAL

MEDIDA DE LAS SUSTANCIAS ALCALINAS EN SUSPENSION & DISUELTAS EN EL FLUIDO DE PERFORACION

Pf /Mf, ALCALINIDAD DEL FILTRADO

MEDIDA DE LAS SUSTANCIAS ALCALINAS DISUELTAS EN EL FLUIDO DE PERFORACION


INTERPRETACION DE LOS ENSAYOSINTERPRETACION DE LOS ENSAYOS


PROPIEDADESPROPIEDADES DEL FLUIDODEL FLUIDO

ALCALINIDAD (Pf , Mf)CORRESPONDENCIA ALCALINIDAD VS ANIONES

RESULTADO INTERPRETACIONANALISIS OH- CO3= CO3H-

Pf=0 0 0 Mf

Pf = Mf Pf 0 0

2Pf = Mf 0 2Pf 0

2Pf < Mf 0 2Pf Mf - 2Pf

2Pf > Mf 2Pf - Mf 2(Mf-Pf) 0


PROPIEDADES DEL FLUIDOPROPIEDADES DEL FLUIDO ALCALINIDAD (HCO3,CO3, OH)RESULTADO ION ALCALINIDAD EPM PPM

ANALISIS

Pf = 0 HCO3- Mf 20XMf 1220XMf

Pf = Mf OH- Pf 20XPf 340XPf

2Pf = Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf

CO3= 2PF 40Pf 1200Pf2Pf < MF

HCO3P Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1220(Mf - 2Pf)

OH- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)2Pf > Mf

CO3= 2(MF - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)


INTERPRETACION DE ENSAYOSINTERPRETACION DE ENSAYOS


PRODUCTOS QUIMICOS PRODUCTOS QUIMICOS

VISCOSIFICANTES DISPERSANTEDEFLOCULANTESREDUCTORES DE FILTRADOALCALINIDADDESPEGADOR DE HTASURFACTANTESREDUCTORES DE SULFIDRICOESTABILIZADORES TERMICOSCONTROL DE PERDIDAS LCM



REMOVEDORES DE OXIGENOANTICORROSIVOSBACTERICIDASLUBRICANTESEMULSIONANTESDENSIFICANTESFLOCULANTESHUMECTANTES CAL HIDRATADASALES, SODIO, POTASIO, CALCIO,ETC



ESPUMANTESDESEPUMANTESINHIBIDORES DE CORROSIONDETERGENTES


VISCOSIFICANTES VISCOSIFICANTES

BENTONITASATAPULGITASZEPEOLITASARCILLAS ORGANOFILICASPOLIACRILAMIDAS (PHPA)POLIACRILATOSCELLULOSAS POLIANIONICASHIDRO ETIL CELLULOSA (HEC)GOMA XANTICAS


ALCALINIZANTES ALCALINIZANTES

SOSA CAUSTICAPOTASA CAUSTICACAL HIDRATADAOXIDO DE CALCIO


DENSIFICANTESDENSIFICANTES

BARITA ( SULFATO DE BARIO)(4.2)CARBONATO DE CALCIO (2.7)OXIDOS DE HIERO (5.1)SALESCLORURO DE SODIO, POTASIO, CALCIOBROMUROS, CALCIO, ZINC


DISPERSANTES & DISPERSANTES & DESFLOCULANTESDESFLOCULANTES

TANINOSLIGNOSULFONATOSLIGNITOSLIGNITOS MODIFICADOS POLIACRILATOSFOSFONATOSSURFACTANTES


REDUCTORES DE FILTRADOREDUCTORES DE FILTRADO

ALMIDONESLIGNOSULFONATOSLIGNITOSASFALTO & GILSONITASCARBOXIL METIL CELULOSA (CMC)CELLULOSAS POLIANIONICASLIGNITOS MODIFICADOS POLIACRILATOS POLIMERIZADOSPOLIMEROS SINTETICOS


ESTABILIZADORES ESTABILIZADORES DE FORMACIONDE FORMACION

ALMIDONESASFALTO & GILSONITASINHIBIDORES DE ARCILLAS &LUTITASSUPRESORES DE HIDRATACIONCELLULOSAS POLIANIONICASLIGNITOS MODIFICADOS POLIACRILAMIDASPOLIMEROS SINTETICOSSURFACTANTES


LUBRICANTESLUBRICANTES

DIESELACEITES VEGETALESACEITES MINERALESACEITES SINTETICOSESFERAS DE CARBONESFERAS DE VIDRIOS


CONTROL DE PERDIDA DE CONTROL DE PERDIDA DE CIRCULACION (LCM)CIRCULACION (LCM)

CASCARAS DE NUEZCASCARAS DE ARROSCELOFANES & MICASFIBROSOS (CASCARA DE MANI)SORGO & MIXTOSPOLIMEROS SINTETICOSTAPONES DE CEMENTOTAPONES DE SAL


SECUESTRANTE DE HSECUESTRANTE DE H22SS

SOSA CAUSTICAPOTASA CAUSTICACAL HIDRATADACARBONATO DE ZINCOXIDO DE ZINC

REMOVEDORES DE OXIGENOREMOVEDORES DE OXIGENOBISULFITO DE AMONIO


LODOS DE INICIOLODOS DE INICIO

ASPECTOS RESALTANTES

Estos fluidos se emplean para iniciar las operaciones de perforación y tienen óptimas características de limpieza. Además, se pueden preparar rápidamente. Con frecuencia, se emplean para soportar formaciones no consolidadas.


LODOS DE INICIOLODOS DE INICIO

Tipo de Fluido Producto Concentración (lb/bbl)

Fluidos de agua dulce para inicio de la perforación

BentonitaCal

Soda Ash

20 - 25 1 - 2 1-2

Bentonita ExtAgua dulce

Bentonita Wy Ext

Soda Ash

10 - 12 Reducir la dureza por debajo de 150 mg/L

Agua salada

Atapulgita 25 - 35

Agua de mar/gel pre- Hidratado (Mezclar agua de mar y gel prehidratado en 50:50)

Bentonita Soda Caústica Cal

30 - 40(prehidratado en agua dulce)

0.5 - 1.0 0.5 - 1.5


LODOS LIGNOSULFONATOSLODOS LIGNOSULFONATOS

PRODUCTO LBS/BBL.

BENTONITA 15-25 SODA CAUSTICA 0.5 – 1.0 LIGNOSULFONATO 2 - 8 CONTROL FILTRADO AP-AT LO REQUERIDO

LIGNITO 2 - 6 ESTABILIZADOR DE TEMP LO REQUERIDO ASFALTOS 3 - 6 BARITA LO REQUERIDO CAL SI SE REQUIERE


LODOS LIGNOSULFONATOSLODOS LIGNOSULFONATOS MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

LA BENTONITA DEBE PREHIDRATARSE ANTES DE LA BENTONITA DEBE PREHIDRATARSE ANTES DE ADICIONARSE AL SISTEMA. PUEDE REQUERIRSE AGREGADO ADICIONARSE AL SISTEMA. PUEDE REQUERIRSE AGREGADO PERIODICO PARA CONTROL DE FILTRADO Y REOLOGIA. PERIODICO PARA CONTROL DE FILTRADO Y REOLOGIA.

LIGNOSULFONATO PARA CONTROL DE REOLOGIA (2.0-8.0 LIGNOSULFONATO PARA CONTROL DE REOLOGIA (2.0-8.0 lb/bbl). EL MANTENIMIENTO DEL pH<10 ES PRIMORDIAL.lb/bbl). EL MANTENIMIENTO DEL pH<10 ES PRIMORDIAL.

AGREGADO CONTINUO DE AGUA PARA CONTROL DE VP Y AGREGADO CONTINUO DE AGUA PARA CONTROL DE VP Y MANTENER SÓLIDOS EN RANGO.MANTENER SÓLIDOS EN RANGO.

MANTENER LOS SÓLIDOS TAN BAJO COMO SEA POSIBLE MANTENER LOS SÓLIDOS TAN BAJO COMO SEA POSIBLE (DILUCION Y ECS ADECUADO).(DILUCION Y ECS ADECUADO).

SI SE REQUIERE MANTENER NIVELES DE CALCIO SI SE REQUIERE MANTENER NIVELES DE CALCIO APROPIADOS PARA CONTRARRESTAR CONTAMINACIONES APROPIADOS PARA CONTRARRESTAR CONTAMINACIONES DE CARBONATOS.DE CARBONATOS.


LODOS LIGNOSULFONATOSLODOS LIGNOSULFONATOS

DENSIDAD, lbs/gal 12.5 VISCOSIDAD, seg/qt 45-50 V. PLASTICA, cps 20-25 P. CEDENTE, lbs/100’2 12-18 GELES, lbs/100’2 3/5-4/12 FILTRADO API, ml 4-8 CALCIO, mgrs/lt 120-160 p H 9.0 – 10.0 Pf, ml 0.15 - 0.50 Mf,ml 0.30 - 1.0 M B T, lbs/bbl 20-25 % SOLIDOS 20-24

PROPIEDADES TIPICASPROPIEDADES TIPICAS


LODOS DE AGUA DE MARLODOS DE AGUA DE MAR

•USADO COSTA AFUERA DEBIDO A LA USADO COSTA AFUERA DEBIDO A LA FALTA DE AGUA DULCEFALTA DE AGUA DULCE

•LA FLOCULACION SE CONTROLA CON LA FLOCULACION SE CONTROLA CON LIGNOSULFONATOSLIGNOSULFONATOS

•SE DEBE MANTENER UN EXCESO DE CAL SE DEBE MANTENER UN EXCESO DE CAL PARA PREVENIR CONTAMINACION DE PARA PREVENIR CONTAMINACION DE CARBONATOSCARBONATOS

•REQUIRE MAYOR CANTIDAD DE NaOH REQUIRE MAYOR CANTIDAD DE NaOH PARA ALCALINIDADPARA ALCALINIDAD

•TIENEN TENDENCIA A FORMAR ESPUMATIENEN TENDENCIA A FORMAR ESPUMA

ASPECTOSASPECTOS RESALTANTESRESALTANTES


LODOS DE AGUA DE MARLODOS DE AGUA DE MARCOMPOSICION TIPICA DEL AGUA DE MARCOMPOSICION TIPICA DEL AGUA DE MAR

CONSTITUYENTE mg/lt SODIO 10,400 POTASIO 375 MAGNESIO 1,670 CALCIO 1,330 CLORUROS 23,000 SULFATOS 2,720 DIOXIDO DE CARBONO 90

DENSIDAD MAYOR A 8.5 lb/gal


LODOS SALADOS SATURADOSLODOS SALADOS SATURADOSASPECTOS RESALTANTESASPECTOS RESALTANTES

•USADOS PARA PERFORAR FORMACIONES USADOS PARA PERFORAR FORMACIONES SALINAS Y OPERACIONES DE REPARACIONSALINAS Y OPERACIONES DE REPARACION•SATURADOS O CASI SATURADOS CON NaCl SATURADOS O CASI SATURADOS CON NaCl ( PUEDE SER KCL)( PUEDE SER KCL)•EXIBE ALTA GELATINIZACION Y PUNTO CEDENTEEXIBE ALTA GELATINIZACION Y PUNTO CEDENTE•ALTAS ALCALINIDADES SON MENOS ALTAS ALCALINIDADES SON MENOS CORROSIVOSCORROSIVOS•TENDENCIA A LA FORMACION DE ESPUMATENDENCIA A LA FORMACION DE ESPUMAPH>11.5 PARA PREVENIR FERMENTACION DE PH>11.5 PARA PREVENIR FERMENTACION DE ALMIDONESALMIDONES•EL CONTENIDO DE SÓLIDOS DE LA RETORTA SE EL CONTENIDO DE SÓLIDOS DE LA RETORTA SE DEBE CORREGIR POR SALINIDADDEBE CORREGIR POR SALINIDAD


LODOS SALADOS SATURADOSLODOS SALADOS SATURADOSASPECTOS RESALTANTESASPECTOS RESALTANTES

•LOS ALMIDONES CONVENCIONALES COMIENZAN LOS ALMIDONES CONVENCIONALES COMIENZAN A DEGRADARSE A APROXIMADAMENTE 250 °. A DEGRADARSE A APROXIMADAMENTE 250 °. USAR USAR CELULOSAS (CELULOSAS (PAC`SPAC`S)) PARA SUPLEMENTAR EL PARA SUPLEMENTAR EL CONTROL DE LA PERDIDA DE AGUA.CONTROL DE LA PERDIDA DE AGUA.•PUEDE SER NECESARIO EL USO DE PUEDE SER NECESARIO EL USO DE ANTIESPUMANTE. ESTE MATERIAL ES MAS ANTIESPUMANTE. ESTE MATERIAL ES MAS EFECTIVO CUANDO SE AGREGA A LA SALMUERA EFECTIVO CUANDO SE AGREGA A LA SALMUERA ANTES DEL RESTO DE PRODUCTOS.ANTES DEL RESTO DE PRODUCTOS.•GENERALMENTE LA FERMENTACION NO ES GENERALMENTE LA FERMENTACION NO ES PROBLEMA. PARA MAS SEGURIDAD ESPROBLEMA. PARA MAS SEGURIDAD ES RECOMENDABLE EL USO DE ALMIDON PRE-RECOMENDABLE EL USO DE ALMIDON PRE-GELATINIZADO..GELATINIZADO..


LODOS SALADOS SATURADOSLODOS SALADOS SATURADOS

FORMULACION TIPICA

PRODUCTO CONCENTRACION BENTONITA, Lbs/bbl (prehidratada)

10-15

SOSA CAUSTICA 1.5 – 2.0

NaCl, lb/bbl 110

ALMIDON PREGELATINIZADO, lb/bbl

1.5-3.0

CELULOSA POLIANIONICA L /R lb/bbl

0.5-2.0

LIGNOSULFONATO, lbs/bbl 2.0-6.0

LIGNITO, lb/bbl (prehidratado) 2.0-8.0

ANTIESPUMANTE LO REQUERIDO

BARITA lb/bbl LO REQUERIDO


LODOS CALCICOSLODOS CALCICOS

APLICACIONESAPLICACIONES

USADOS EN AREAS DONDE LA HIDRATACION USADOS EN AREAS DONDE LA HIDRATACION Y EL HINCHAMIENTO DE ARCILLAS Y EL HINCHAMIENTO DE ARCILLAS PRODUCEN INESTABILIDAD DEL AGUJEROPRODUCEN INESTABILIDAD DEL AGUJERO..

CLASIFICACION DE LOS FLUIDOS CALCICOSCLASIFICACION DE LOS FLUIDOS CALCICOS: : ( POR FUENTES DE CALCIO) ( POR FUENTES DE CALCIO)

CAL HIDRATADA Ca(OH)2YESO CaSO4.2H2O


LODOS CALCICOSLODOS CALCICOSFORMULACIONFORMULACIONCONVERSION A

CÁLCICO PRODUCTO CONC.lb/bbl

LIGNOSULFONATO 2 - 4 BASE CAL SOSA CAUSTICA 1-2

CAL HIDRATADA 4 - 8 CELULOSA (PAC ) 0.5 - 1.0

LIGNOSULFONATO 3 - 6 BASE YESO SOSA CAUSTICA 1

YESO 4 - 6 CELULOSA ( PAC ) 0.5 - 1.0


LODOS BASE YESOLODOS BASE YESO

PROPIEDADES TIPICASPROPIEDADES TIPICAS

DENSIDAD, lb/gal 10.0 VISCOSIDAD, seg/qt 40 - 44 V. PLASTICA, cp 16 - 22 P. CEDENTE, lb/100 pies2 6 - 16 GELES, lb/100 pies2 2/10 FILTRADO API, ml 4 - 8 CALCIO, mg/lt 600 - 1200 P H 9.0 - 10.0 Pf, ml 0.15 - 0.5 EXCESO DE YESO, lb/bbl 2 - 4


LODOS CALCICOSLODOS CALCICOS

PROPIEDADES TIPICASPROPIEDADES TIPICASLODO BASE CAL

ALTO CONTENIDO DE CAL

BAJO CONTENIDO DE CAL

Pf, ml 2.5 – 3.5 0.8 - 2.0

EXCESO CAL, lb/bbl 3 - 6 0.2 - 3

CALCIO, mg/lt 100 - 400 100 - 400

LODO BASE YESO

Pf, ml 0.2 - 0.7

EXC. YESO, lb/bbl 2 - 4

CALCIO, mg/lt 600 - 1200


LODOS CALCICOSLODOS CALCICOSMANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

•LA CONVERSION A BASE CALCIO DEBE HACERSE LA CONVERSION A BASE CALCIO DEBE HACERSE PREFERIBLEMENTE A HOYO ENTUBADO DESPUES PREFERIBLEMENTE A HOYO ENTUBADO DESPUES DE UN VIAJE DE MECHA.DE UN VIAJE DE MECHA.•AGREGAR YESO/CAL Y DEFLOCULANTE POR EL AGREGAR YESO/CAL Y DEFLOCULANTE POR EL EMBUDO. SODA CAUSTICA EN EL BARRIL EMBUDO. SODA CAUSTICA EN EL BARRIL QUIMICO.QUIMICO.•AGREGAR LOS MATERIALES EN UNA O DOS AGREGAR LOS MATERIALES EN UNA O DOS CIRCULADAS COMPLETAS.CIRCULADAS COMPLETAS.•DEBE MANTENERSE BUENA AGITACION EN LOS DEBE MANTENERSE BUENA AGITACION EN LOS TANQUES DE SUCCION Y MEZCLATANQUES DE SUCCION Y MEZCLA•EVITAR ADICION SIMULTANEA DE CAL/YESO CON EVITAR ADICION SIMULTANEA DE CAL/YESO CON PAC’S. SE GENERAN ALTAS VISCOSIDADESPAC’S. SE GENERAN ALTAS VISCOSIDADES..


LODOS CALCICOSLODOS CALCICOSMANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

•LA SOLUBILIDAD DE LA CAL/YESO ES LA SOLUBILIDAD DE LA CAL/YESO ES CONTROLADA POR EL PH DEL LODO. EL CONTROLADA POR EL PH DEL LODO. EL CONTROL DEL PH ES IMPORTANTE PARA EL CONTROL DEL PH ES IMPORTANTE PARA EL MANTENIMIENTO DE LOS NIVELES MANTENIMIENTO DE LOS NIVELES APROPIADOS DE CALCIO LIBRE.APROPIADOS DE CALCIO LIBRE.

•LOS LODOS CALADOS SE CONSIDERAN EN LOS LODOS CALADOS SE CONSIDERAN EN BUENA FORMA CUANDO LOS GELES SON BUENA FORMA CUANDO LOS GELES SON BAJOS NIVELADOS Y LAS ADICIONES BAJOS NIVELADOS Y LAS ADICIONES POSTERIORES DE CAL NO CAUSAN POSTERIORES DE CAL NO CAUSAN INCREMENTOS DE VISCOSIDADINCREMENTOS DE VISCOSIDAD..


LODOS BASE ACEITE LODOS BASE ACEITE YY

SINTETICOS SINTETICOS


CONTENIDOCONTENIDO

Historia de las Emulsiones Historia de las Emulsiones InversasInversas

Teoría de la Emulsión InversaTeoría de la Emulsión Inversa ComponentesComponentes Procedimiento de PruebasProcedimiento de Pruebas Modificaciones del TaladroModificaciones del Taladro Problemas EspecialesProblemas Especiales


HISTORIA DE LASHISTORIA DE LAS EMULSIONES EMULSIONES

Aceite CrudoAceite Crudo

Lodo 100% Base Lodo 100% Base Aceite (‘40’s)Aceite (‘40’s)

Fluido de Fluido de Completamiento-Completamiento-núcleosnúcleos

No tiene Control en No tiene Control en las propiedadeslas propiedades

Diesel / cal/ asfaltoDiesel / cal/ asfalto No tolera aguaNo tolera agua


HISTORIA DE LASHISTORIA DE LAS EMULSIONES EMULSIONES

Filtrado Controlado Filtrado Controlado (‘50/’60’s)(‘50/’60’s)

Patentado por Patentado por Baroid - InvermulBaroid - Invermul

ThermulThermul Hecho por error en Hecho por error en

West TexasWest Texas HS&EHS&E AmbientalAmbiental


Para perforar lutitas problemáticasPara perforar lutitas problemáticas Zonas de sal, anhidrita, carnalita y potasaZonas de sal, anhidrita, carnalita y potasa Pozos profundos y calientes.Pozos profundos y calientes. Perforación y extracción de núcleosPerforación y extracción de núcleos Pozos direccionales difícilesPozos direccionales difíciles Perforación de pozos de diámetro reducidoPerforación de pozos de diámetro reducido Control de corrosiónControl de corrosión Formaciones que contienen sulfuro de hidrógeno Formaciones que contienen sulfuro de hidrógeno

y dióxido de carbono. y dióxido de carbono. Fluidos de perforación y completaciónFluidos de perforación y completación Obturador de la tubería de revestimiento o fluido Obturador de la tubería de revestimiento o fluido

de empaque.de empaque.

VENTAJAS ECONOMICAS


TIPOS DE ACEITESTIPOS DE ACEITES

Diesel, derivado del petróleo, alto contenido Diesel, derivado del petróleo, alto contenido de aromáticos.de aromáticos.

Aceites minerales, aceites altamente Aceites minerales, aceites altamente refinados menos tóxicos y mas aceptables refinados menos tóxicos y mas aceptables que el diesel, menos aromáticos.que el diesel, menos aromáticos.

Fluidos sintéticos, porque son fabricados a Fluidos sintéticos, porque son fabricados a partir de otros compuestos en vez de ser partir de otros compuestos en vez de ser altamente refinados. Se puede seleccionar altamente refinados. Se puede seleccionar fluidos que tienen una toxicidad mucho mas fluidos que tienen una toxicidad mucho mas baja y características de HSE, mejores que el baja y características de HSE, mejores que el aceite diesel o el aceite mineral.aceite diesel o el aceite mineral.


TIPOS DE FLUIDOS SINTETICOSTIPOS DE FLUIDOS SINTETICOSPueden ser: Pueden ser: EsteresEsteres EteresEteres Oleofina Isomerizada (IO)Oleofina Isomerizada (IO) Alfaleofina Lineal (LAO)Alfaleofina Lineal (LAO) Parafina LinealParafina Lineal

Son mas costosos, pero su mejor Son mas costosos, pero su mejor rendimiento suelen compensar este rendimiento suelen compensar este costo mas alto en las operaciones costo mas alto en las operaciones costafueracostafuera


CATEGORIAS DE LODO BASE CATEGORIAS DE LODO BASE ACEITE-SINTETICOSACEITE-SINTETICOS

Lodos 100% Base Aceite Lodos 100% Base Aceite

Emulsiones InversasEmulsiones Inversas– Convencional Convencional – RelajadosRelajados– Alto Contenido de AguaAlto Contenido de Agua


CATEGORIAS DE LODO BASE ACEITE-CATEGORIAS DE LODO BASE ACEITE-

SINTETICOSINTETICO Sistemas 100% aceiteSistemas 100% aceite:: No contienen agua en su No contienen agua en su

formulación. Toleran pequeñas cantidades de formulación. Toleran pequeñas cantidades de agua, hasta 5%.agua, hasta 5%.

Emulsiones Inversas: Emulsiones Inversas: Contienen diesel o a. Contienen diesel o a. sintético, como fase externa o contínua y agua sintético, como fase externa o contínua y agua (salmuera) como fase interna de la emulsión.(salmuera) como fase interna de la emulsión.

a.a. Convencional: Son emulsiones fuertes muy Convencional: Son emulsiones fuertes muy estables que tienen una alta EE y filtrado APAT estables que tienen una alta EE y filtrado APAT menor de 8 cc y sin agua.menor de 8 cc y sin agua.

b.b. Filtrado relajado: son menos estables, son Filtrado relajado: son menos estables, son circulados intencionalmente con filtrados APAT circulados intencionalmente con filtrados APAT mas altos que los lodos convencionales de mas altos que los lodos convencionales de emulsión inversa. EE. Baja, emulsiones débiles.emulsión inversa. EE. Baja, emulsiones débiles.


FUNDAMENTOS DE LA EMULSIONFUNDAMENTOS DE LA EMULSION Una suspensión o dispersión de dos líquidos Una suspensión o dispersión de dos líquidos

inmisciblesinmiscibles Los fluidos de perforación de emulsión inversa son Los fluidos de perforación de emulsión inversa son

mezclas de 2 líquidos inmiscibles: el aceite (o mezclas de 2 líquidos inmiscibles: el aceite (o sintético) y el agua.sintético) y el agua.

El agua se descompone en pequeñas gotas y se El agua se descompone en pequeñas gotas y se dispersa uniformemente en la fase no acuosa dispersa uniformemente en la fase no acuosa externa.externa.

Para tener una excelente emulsión del agua en Para tener una excelente emulsión del agua en aceite debe haber suficiente emulsificante químico aceite debe haber suficiente emulsificante químico (agente tensoactivo) que forme una película (agente tensoactivo) que forme una película alrededor de cada gota de agua, e impiden que las alrededor de cada gota de agua, e impiden que las gotas se fusionen. gotas se fusionen.


Es estable, cuanto mas pequeña sea la gota, mas Es estable, cuanto mas pequeña sea la gota, mas estable será la emulsión, ya que las gotas mas grandes estable será la emulsión, ya que las gotas mas grandes se fusionan mas fácilmente que las pequeñas.se fusionan mas fácilmente que las pequeñas.

El tamaño uniforme de las gotas hace que la emulsión El tamaño uniforme de las gotas hace que la emulsión sea establesea estable..

Para obtener pequeñas gotas de tamaño uniforme, se Para obtener pequeñas gotas de tamaño uniforme, se debe aplicar una energía o un esfuerzo en la forma de debe aplicar una energía o un esfuerzo en la forma de esfuerzo de corteesfuerzo de corte

Las pequeñas gotas uniformes de agua generan Las pequeñas gotas uniformes de agua generan viscosidad y esfuerzos de gel, que ayudan a soportar el viscosidad y esfuerzos de gel, que ayudan a soportar el material densificante y reducen el filtrado al quedar material densificante y reducen el filtrado al quedar atrapadas en el revoque.-atrapadas en el revoque.-

FUNDAMENTOS DE LA EMULSION


HUMECTABILIDADHUMECTABILIDAD

Se determina examinando el ángulo de Se determina examinando el ángulo de contacto formado entre cada líquido y la contacto formado entre cada líquido y la superficie del sólidosuperficie del sólido

Si el < formado por un líquido y un sólido es Si el < formado por un líquido y un sólido es menor que 90°, el sólido esta humectado menor que 90°, el sólido esta humectado por dicho líquido.por dicho líquido.

Un < de contacto bajo facilita la extensión Un < de contacto bajo facilita la extensión del líquido para recubrir el sólido. Un < de del líquido para recubrir el sólido. Un < de contacto alto muestra que el liquido prefiere contacto alto muestra que el liquido prefiere embolarse en vez de extenderse sobre la embolarse en vez de extenderse sobre la superficie.superficie.


TIPO DE EMULSIONESTIPO DE EMULSIONES Una suspensión o dispersión de dos Una suspensión o dispersión de dos

líquidos inmiscibleslíquidos inmiscibles

Tipos:Tipos:– Aceite en Agua - Emulsión VerdaderaAceite en Agua - Emulsión Verdadera– Agua en Aceite - Emulsión InversaAgua en Aceite - Emulsión Inversa

FasesFases– Contínua (externa)Contínua (externa)– Dispersa (interna)Dispersa (interna)


EMULSIONESEMULSIONES

Aceite en Agua Agua en Aceite


SURFACTANTESSURFACTANTES

Estructura de un Surfactante

Na+

+O

-O

CC

H

H C

H

H

HC

H

H

H

C

C

H

H

H

CC

H

H

H

C

H H

“Cabeza Hidrofílica” “Cola Organofílica”

Na=Sodio C=Carbono

O = Oxígeno H= Hidrógeno


SURFACTANTESSURFACTANTES

Los lodos de E.I. se formulan usando un Los lodos de E.I. se formulan usando un amplio grupo de agentes tensioactivos amplio grupo de agentes tensioactivos

Estos productos incluyen emulsificantes, Estos productos incluyen emulsificantes, jabones y agentes humectantes.jabones y agentes humectantes.

Reducen la tensión interfacial entre dos Reducen la tensión interfacial entre dos líquidos o entre un líquido y un sólidolíquidos o entre un líquido y un sólido

Se puede medir el balance entre la fuerza Se puede medir el balance entre la fuerza y el carácter del extremo hidrofílico y el y el carácter del extremo hidrofílico y el extremo lipofílico usando el rango Balance extremo lipofílico usando el rango Balance Hidrofílico-LipofílicoHidrofílico-Lipofílico


RANGO DE HLB, FUNCIONRANGO DE HLB, FUNCION


SÓLIDOS HUMECTADOS POR AGUASÓLIDOS HUMECTADOS POR AGUA

Los sólidos tienden adherirse a las Los sólidos tienden adherirse a las zarandas.zarandas.

El lodo adquiere un aspecto granuloso El lodo adquiere un aspecto granuloso perdiendo su aspecto brillanteperdiendo su aspecto brillante

La Estabilidad Eléctrica disminuyeLa Estabilidad Eléctrica disminuye La reología aumentaLa reología aumenta Se observará la sedimentación de barita Se observará la sedimentación de barita

en el vaso de lodo, vaso de calentamiento en el vaso de lodo, vaso de calentamiento y los tanquesy los tanques

El filtrado de Alta Temperatura, Alta El filtrado de Alta Temperatura, Alta Presión (APAT) aumenta y puede contener Presión (APAT) aumenta y puede contener agua libreagua libre


ORIENTACION DE LOS ORIENTACION DE LOS SURFACTANTESSURFACTANTES

Gota de Agua

Gota de Agua Emulsificada en Aceite

Surfactante

Cabeza

Hidrofílica

Cola

Organofílica


LIQUIDOS EN SÓLIDOSLIQUIDOS EN SÓLIDOS

Angulo de Contacto

AireLíquidoLíquido LiquidoLiquido

= Tensión Interfacial

Sólido


ANGULO DE CONTACTO Y HUMECTABILIDADANGULO DE CONTACTO Y HUMECTABILIDAD


MOJADO DEL ACEITEMOJADO DEL ACEITE

AguaAgua

Líquido “M ojando” un Sólido

AguaAgua

Mineral Sólido

Surfactante Adsorbido

Water sobre una superficie “M ojada de

Aceite”


MEMBRANA SEMIPERMEABLEMEMBRANA SEMIPERMEABLE

Arcilla

Hidratable

Gota

de Agua

Doble capa de Surfactante

Entre las Gotas de Agua y La Arcilla

Hidratada

Entre las Gotas de Agua y el Aceite

OilDoble capa de

Surfactante

Cara del Pozo

Lo

do

Lo

do


MECANISMO OSMOTICOMECANISMO OSMOTICO

Formación (Agua de Formación (Agua de baja Salinidad)baja Salinidad)

Lodo (Fase Acuosa de Alta Salinidad)Lodo (Fase Acuosa de Alta Salinidad)

Migración de Agua Aguaemulsificada

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2

CaCl2


PRODUCTOSPRODUCTOS

EmulsifcantesEmulsifcantes CalCal Agentes MojantesAgentes Mojantes ViscosificadoresViscosificadores Controladores de FiltradoControladores de Filtrado SalesSales DensificadoresDensificadores


COMPONENTES DE LODOS DE COMPONENTES DE LODOS DE EMULSION INVERSA EMULSION INVERSA

SURFACTANTESSURFACTANTES Compuestos orgánicos que Compuestos orgánicos que

contienen dos grupos químicos contienen dos grupos químicos distintos, los cuales poseen distintos, los cuales poseen diferentes tendencia a solubilizarsediferentes tendencia a solubilizarse– Hidrofóbica vs. HidrofílicaHidrofóbica vs. Hidrofílica

Dos Mayores CategoríasDos Mayores Categorías– Jabones Jabones – AminasAminas



JABONESJABONES

Los jabones son lo emulsificantes Los jabones son lo emulsificantes primariosprimarios

Típicamente se componen de ácidos Típicamente se componen de ácidos grasos (Aceite Vegetal y Animal)grasos (Aceite Vegetal y Animal)

Normalmenete necesitan calcio o una Normalmenete necesitan calcio o una fuente de calcio para crear jabonesfuente de calcio para crear jabones

EjemplosEjemplos– ECOMUL,TRI INVERT 30ECOMUL,TRI INVERT 30



CALCAL

Cal Hidratada (Hidróxido de Calcio) Cal Hidratada (Hidróxido de Calcio) es fina (5-7 micrones). Polvo alcalino es fina (5-7 micrones). Polvo alcalino blanco (pH 12.3). Es usado para blanco (pH 12.3). Es usado para activar el emusificador primario y activar el emusificador primario y neutralizar gases ácidos y evitar la neutralizar gases ácidos y evitar la corrosión.corrosión.



EMULSIFICANTES SECUNDARIOSEMULSIFICANTES SECUNDARIOS

Normalmente contienen una punta hidrofílica Normalmente contienen una punta hidrofílica positiva que atrae las partículas sólidaspositiva que atrae las partículas sólidas

Si las partículas sólidas no se mojan con aceite Si las partículas sólidas no se mojan con aceite se aglomeran (se pegan una a otra ). A esto se se aglomeran (se pegan una a otra ). A esto se llama sólidos mojados con aguallama sólidos mojados con agua

Tambien son agentes mojantes de aceite.Tambien son agentes mojantes de aceite. EjemplosEjemplos

– ECOWETECOWET



HUMECTANTESHUMECTANTES

Algunos productos no son buenos emulsificantes Algunos productos no son buenos emulsificantes pero son excelentes agentes mojantespero son excelentes agentes mojantes

Generalmente se usan en condiciones severas Generalmente se usan en condiciones severas ( contaminación de agua, densificada fuerte del ( contaminación de agua, densificada fuerte del lodo)lodo)

Deben usarse con precaución para evitar Deben usarse con precaución para evitar asentamientoasentamiento

EjemplosEjemplos– TRI INVERT II, TRI INVERT II,



VISCOSIFICADORESVISCOSIFICADORES

Arcillas organofílicasArcillas organofílicas Pueden ser Monmorillonita, Hectorita o Pueden ser Monmorillonita, Hectorita o

AtapulguitaAtapulguita Estas arcillas son tratadas con un grupo de Estas arcillas son tratadas con un grupo de

para que sean dispersables en aceitepara que sean dispersables en aceite Ejemplos:Ejemplos:

– ORGANOTROLORGANOTROL



AGENTES CONTROLADORES DE FILTRADOAGENTES CONTROLADORES DE FILTRADO Asfalto - Compuesto de asfaltenos, resinas, aceites Asfalto - Compuesto de asfaltenos, resinas, aceites

y lavados. Normalmente son soplados para y lavados. Normalmente son soplados para incrementar su punto de ablandamiento . Puede incrementar su punto de ablandamiento . Puede incrementar la viscosidad.incrementar la viscosidad.

Lignito - Tratado con amina para permitir para que Lignito - Tratado con amina para permitir para que se pueda dispersar en aceite, pero reduce su se pueda dispersar en aceite, pero reduce su estabilidad térmica a 300°F.estabilidad térmica a 300°F.

GilsonitaGilsonita EjemplosEjemplos

– TRICALIPERMUL,ECO FCL,ECO FCG, TRICALIPERMUL,ECO FCL,ECO FCG,



SALES SOLUBLESSALES SOLUBLES Las sales solubles controlan la actividad del Las sales solubles controlan la actividad del

agua en el lodo base aceite. agua en el lodo base aceite. Las más usadas son Cloruro de Calcio y de Las más usadas son Cloruro de Calcio y de

SodioSodio Manejadas adecuadamente controlan el Manejadas adecuadamente controlan el

hinchamiento de las arcillashinchamiento de las arcillas EjemplosEjemplos Cloruro de Sodio, Cloruro de Calcio y Nitrato Cloruro de Sodio, Cloruro de Calcio y Nitrato

de Calciode Calcio



CLORURO DE CALCIOCLORURO DE CALCIO

La mayor solubilidad del cloruro de La mayor solubilidad del cloruro de calcio resulta en menores niveles de calcio resulta en menores niveles de actividad del lodo.actividad del lodo.

PresentacionesPresentaciones– GránulosGránulos– EscamasEscamas– PolvoPolvo

PurezaPureza– 78% - 95%78% - 95%



MATERIAL DENSIFICANTEMATERIAL DENSIFICANTE Barita - Sulfato de BarioBarita - Sulfato de Bario

– Gravedad específica 4.2Gravedad específica 4.2 Hematita - Oxido de Hierro Hematita - Oxido de Hierro

– Gravedad específica 5.0Gravedad específica 5.0– Más difícil de mojar en aceiteMás difícil de mojar en aceite– Soluble en ácidoSoluble en ácido

Carbonato de CalcioCarbonato de Calcio– Gravedad específica 2.6-2.8Gravedad específica 2.6-2.8– Soluble en AcidoSoluble en Acido


PRUEBAS DE EMULSION PRUEBAS DE EMULSION INVERSA INVERSA

Pruebas Comunes con Lodos Base AceitePruebas Comunes con Lodos Base Aceite– DensidadDensidad– ReologíaReología– FiltraciónFiltración– RetortaRetorta– Contenido de ArenaContenido de Arena– Prueba QuímicaPrueba Química

Pruebas Unicas para Emulsión InversaPruebas Unicas para Emulsión Inversa– Estabilidad EléctricaEstabilidad Eléctrica– HigrómetroHigrómetro



TemperaturaTemperatura Balanza Balanza

PresurizadaPresurizada

DENSIDADDENSIDAD



REOLOGIASREOLOGIAS

Viscosidad de Viscosidad de EmbudoEmbudo– No indica nadaNo indica nada

Viscosímetro Viscosímetro – TemperaturaTemperatura– Precaución con Precaución con

el ejeel eje



FILTRACIONFILTRACION

Valve Stem

Valve Stem

300o F

600 psi

100 psi

APIAPI– No se aplicaNo se aplica

HPHTHPHT– Indica Indica

estabilidadestabilidad– No se usa No se usa

Oxido Oxido Nitroso como Nitroso como gasgas



RETORTARETORTA

Volúmenes de 10, 20, Volúmenes de 10, 20, 50 cc 50 cc

Determina sólidos Determina sólidos totales y relación totales y relación aceite-sintético : agua aceite-sintético : agua



ANALISIS QUIMICOANALISIS QUIMICO PmPmom om , Cl, Clom om , Ca, Caomom

Usar rompedor de emulsiónUsar rompedor de emulsión– Alcohol Isopropilico/Xileno, cancerígeno Alcohol Isopropilico/Xileno, cancerígeno

necesita buena aireaciónnecesita buena aireación CalculaCalcula

– Exceso de CalExceso de Cal– Salinidad de la Fase acuosaSalinidad de la Fase acuosa– Corrige los sólidos de la retortaCorrige los sólidos de la retorta



ESTABILIDAD ELECTRICAESTABILIDAD ELECTRICA

Sirve para llevar Sirve para llevar tendenciastendencias

Debe medirse a Debe medirse a la misma la misma temperaturatemperatura

980

010

90

5



PRUEBAS ESPECIALESPRUEBAS ESPECIALES

CampoCampo– Fluido base en los recortesFluido base en los recortes– ElectrohigrómetroElectrohigrómetro

AnalíticosAnalíticos– Punto de AnilinaPunto de Anilina– Fann Model 70Fann Model 70– distribución del tamaño de partículadistribución del tamaño de partícula


MODIFICACIONES MODIFICACIONES AL TALADRO AL TALADRO

Bandeja recolectora de bajo de la mesa rotariaBandeja recolectora de bajo de la mesa rotaria Succionadora de vacío para recoger reguerosSuccionadora de vacío para recoger regueros Taponar líneas de agua en los tanques y en el Taponar líneas de agua en los tanques y en el

área de las zarandasárea de las zarandas Cubrir los tanques de lodoCubrir los tanques de lodo Limpiadores de Vapor Limpiadores de Vapor Limpiadores de TuberíaLimpiadores de Tubería Suficiente aireación en los tanques y en el área Suficiente aireación en los tanques y en el área

de las bombas de las bombas

Curso Basico de Fluidos de Perforacion Cvega

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