FUNDAMENTOS BSICOS DE FLUIDOS DE PERFORACION A.- FUNDAMENTOS TEORICOS

I.- FLUIDOS DE PERFORACION. Los fluidos utilizados durante las labores de perforacin de un pozo , son denominados como fluidos de perforacin. Este trmino est restringido a los fluidos que son circulados a travs del hoyo y cumplen con los requisitos mnimos de eficiencia de limpieza y seguridad durante la perforacin de un pozo. El trmino FLUIDO DE PERFORACION , incluye gas , aire, petrleo , agua , y suspensin coloidal a base de agua y arcilla. Los fluidos usados en la perforacin rotatoria , que inicialmente fueron tomados como medio para transportar los cortes de rocas a la superficie, son considerados ahora como uno de los factores ms importantes para evitar fallas en las operaciones de perforacin. Adems de su cualidad de transportar ripios a la superficie, los fluidos de perforacin deben cumplir con otras funciones de igual importancia y directamente relacionada con la eficiencia, economa y total computacin de la operacin de perforacin. Por esta razn la composicin de los fluidos de perforacin y sus propiedades resultantes estn sujetas a muchos estudios y anlisis. Atendiendo a las necesidades , los fluidos de perforacin deben poseer la capacidad de tener propiedades fsicas y qumicas que le permitan adaptarse a una gran variedad de condiciones, para satisfacer las funciones ms complejas, por ello se ha requerido que la composicin de los fluidos sea ms variada y que sus propiedades estn sujetas a mayor control. Esto ha trado como consecuencia el incremento del costo de los fluidos de perforacin.

II.- FUNCIONES PRINCIPALES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION.

1- Transportar los ripios de perforacin del fondo del hoyo hacia la superficie La habilidad para sacar partculas de diversos tamaos fuera del hoyo es una de las funciones ms importantes de un fluido de perforacin. En la perforacin de una formacin, los cortes hechos por la mecha, o en algunos casos , pedazos de la formacin provenientes de las paredes del hoyo al ocurrir algn derrumbe, deben ser continuamente evacuados desde el hoyo hasta la superficie. El cumplimiento de esta funcin depender de los siguientes factores:1.1) Densidad de fluido.1.2) Viscosidad del fluido.1.3) Viscosidad del fluido en el anular.1.4) Velocidad anular.1.5) Densidad de los cortes.1.6) Tamao de los cortes. En la mayora de los casos , el mantener una velocidad anular suficiente da como resultado un movimiento neto hacia arriba de los cortes. Cuando la capacidad de la bomba es baja para proveer una velocidad anular suficiente para levantar los cortes, un incremento en la viscosidad del lodo, particularmente por el incremento del punto cedente, debe resultar en una mejor limpieza del hoyo. Cuando la velocidad de asentamiento de las partculas es mayor que la velocidad anular, las partculas tienden a asentarse en el hoyo ocasionando mltiples problemas. Para disminuir la velocidad de asentamiento de las partculas es necesario aumentar la viscosidad del lodo, reflejndose esto en un aumento de presin de funcionamiento de las bombas para mantener un caudal establecido, lo cual produce una alta contrapresin capaz de ocasionar prdidas de circulacin. Es recomen-dable, que antes de incrementar la viscosidad se consideren todos los posibles problemas que se pueden inducir. Otra forma de disminuir la velocidad de asentamiento de las partculas es mediante el incremento de la densidad del fluido, ya que esto trae como consecuencia un efecto de flotacin mayor sobre las partculas.

2- Enfriar y lubricar la mecha y la sarta de perforacin. La friccin originada por el contacto de la mecha y de la sarta de perforacin con las formaciones genera una cantidad considerable de calor. Los lodos deben tener suficiente capacidad calorfica y conductividad trmica para permitir que el calor sea recogido del fondo del pozo, para transportarlo a la superficie y disiparlo a la atmsfera. Es mnima la posibilidad de que este calor se elimine por conduccin a travs del subsuelo, en consecuencia debe eliminarse por el fluido circulante. El calor transmitido desde los puntos de friccin al lodo es difundido a medida que ste alcanza la superficie. En menor grado el lodo por s mismo ayuda a la lubricacin. Esta lubricidad es aumentada mediante el uso de emulsionantes , o aditivos especiales que afectan la tensin superficial. La capacidad lubricante es demostrada por la disminucin de la torsin de la sarta, aumento de la vida til de la mecha, reduccin de la presin de la bomba, etc. Con el uso cada vez ms frecuente de las mechas con cojinetes autolubricados, el efecto de la lubricidad de los lodos se manifiesta principalmente en la friccin de la sarta de perforacin con las paredes del hoyo.

3- Prevenir el derrumbamiento de las paredes del hoyo y controlar las presiones de las formaciones perforadas. Un buen fluido de perforacin debe depositar un revoque que sea liso, delgado, flexible y de baja permeabilidad. Esto ayudar a minimizar los problemas de derrumbes y atascamiento de la tubera , adems de consolidar la formacin y retardar el paso de fluido hacia la misma, al ejercer una presin sobre las paredes del hoyo abierto. Normalmente, la densidad del agua ms la densidad de los slidos obtenidos durante la perforacin es suficiente para balancear la presin de la formacin en las zonas superficiales. La presin de la formacin es la presin que tienen los fluidos en el espacio poroso y puede estimarse usando los gradientes de la formacin. La misma se calcula mediante la siguiente ecuacin:

PF: Gradiente de formacin (psi/pies) * Profundidad (pies)

Siendo los gradientes normales 0.433 psi / pie para el agua dulce y 0.465 psi/pie para el agua salada. La presin hidrosttica es la presin debida a la columna de fluido. La ecuacin para el clculo de presin hidrosttica esta definida por:

PH= 0.052 psi * profundidad (pies) * densidad lodo (lpg) pies*lpg

PH = Dendidad lodo (gr/cc) * Profundidad (mts) / 10 = kg/cm2 Cuando la tubera se baja dentro del hoyo, desplaza el fluido de perforacin, haciendo que este suba a travs del espacio anular entre la sarta de perforacin y las paredes del hoyo. Esto es anlogo a la circulacin del fluido y los clculos de presin pueden ser obtenidos por medio de la frmulas descritas anteriormente. El control de las presiones anormales requiere que se agregue al lodo , material de alta gravedad especfica, como barita, para aumentar la presin hidrosttica.

4- Mantener en suspensin los ripios y el material densificante cuando se interrumpe la circulacin. Las propiedades tixotrpicas del lodo, deben permitir mantener en suspensin las partculas slidas cuando se interrumpe la circulacin, para luego depositarlas en la superficie cuando esta se reinicia. Bajo condiciones estticas la resistencia o fuerza de gelatinizacin debe evitar, en lodos pesados, la decantacin del material densificante.

5- Soportar parte del peso de la sarta de perforacin o del revestidor. Con el incremento de las profundidades perforadas el peso que soporta el equipo de perforacin, se hace cada vez mayor. El peso de la sarta de perforacin y de la tubera de revestimiento en el lodo, es igual a su peso en el aire multiplicado por el factor de flotacin. PESO TUBERIA= PESO TUBERIA (aire) * Factor de flotacin

Ff = (( 1 ( Densidad lodo(gr/cm3) / 7.85 ))

Un aumento de la densidad del lodo conduce a una reduccin del peso total que el equipo de superficie debe soportar.

6- Prevenir daos a la formacin. Adems de mantener en sitio y estabilizada la pared del hoyo para prevenir derrumbes; debe elegirse un sistema de lodo que dentro de la economa total del pozo, asegure un mnimo de modificacin o alteracin sobre las formaciones que se van perforando, no slo para evitar derrumbes u otros problemas durante la perforacin, sino tambin para minimizar el dao de la formacin a producir que puede llevar a costosos tratamientos de reparacin o prdidas de produccin. Es necesario que el lodo tenga valores ptimos en todas sus propiedades para obtener mxima proteccin de la formacin, aunque a veces, algunas de ellas deban sacrificarse para obtener el mximo conocimiento de los estratos perforados. Por ejemplo , la sal puede daar un lodo y aumentar la prdida de agua, no obstante, en otros casos se puede agregarse ex-profeso para controlar la resistividad y obtener un correcta interpretacin de un perfil elctrico.

7- Facilitar la mxima obtencin de informacin sobre las formaciones perforadas. La calidad del lodo debe permitir la obtencin de toda la informacin necesaria para valorar la capacidad productiva de petrleo de las formaciones perforadas. Las caractersticas fsico-qumicas del lodo deben ser tales que puedan asegurar la informacin geolgica deseada, la obtencin de mejores registros y la toma de ncleos.

8- Transmitir potencia hidrulica a la mecha. El fluido de perforacin es un medio para transmitir la potencia hidrulica disponible a travs de la mecha, ayudando as a perforar la formacin y limpiar el fondo del hoyo.La potencia debe ser considerada dentro del programa del lodo ; en general esto significa que la tasa de circulacin, debe ser tal que el rendimiento de la potencia ptima sea usada para limpiar la cara del hoyo frente a la mecha.Las propiedades del flujo del lodo : viscosidad plstica , punto cedente, etc., ejercen una considerable influencia sobre las propiedades hidrulicas y deben ser controladas en los valores apropiados. El contenido de slidos en el lodo debe ser tambin controlado en un nivel ptimo para lograr los mejores rendimientos.

III.-COMPOSICION DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION A BASE AGUA.

La composicin del fluido de perforacin es funcin de los requerimientos de una operacin de perforacin. La mayora de los lodos de perforacin son a base de agua y forman un sistema constituido bsicamente por las siguientes fases:

1- Fase lquida. Constituye el elemento de mayor proporcin que mantendr en suspensin los diferentes aditivos que forman las otras fases. Esta fase puede ser agua (dulce o salada); o una emulsin (agua-petrleo).2- Fase coloidal o reactiva. Esta fase est constituida por la arcilla, que ser el elemento primario utilizado para darle cuerpo al fluido. Se utilizan dos tipos de arcilla dependiendo de la salinidad del agua. Si el lodo es de agua dulce se utiliza montmorillonita, y para lodos elaborados con agua salada se utiliza una arcilla especial, cuyo mineral principal es la atapulgita. 3- Fase inerte. Esta fase est constituida por el material densificante (barita), el cual es sulfato de bario pulverizado de alta gravedad especfica (4.2). Los slidos no deseables como la arena y slidos de perforacin, tambin se ubican dentro de esta fase.4- Fase qumica Est constituida por iones y sustancias en solucin tales como dispersantes, emulsificantes, slidos disueltos, reductores de filtrado, y otras sustancias qumicas, que controlan el comportamiento de las arcillas y se encargan de mantener el fluido segn lo requerido por el diseo.

IV.- PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION.

Durante la perforacin de un pozo petrolero es de suma importancia el control de las propiedades fsicas y qumicas de los fluidos de perforacin. Estas propiedades deben ser controladas de tal forma que el lodo proporcione un trabajo eficiente, en consecuencia se evalan las propiedades del lodo para obtener:

1- El nivel deseado de cada propiedad.2- El control de las propiedades fsicas y qumicas.3- Conocimiento de los problemas ocasionados y las causas que los originan.4- Los tratamientos efectivos para solucionar estos problemas.

Estas propiedades son:

A- Densidad del lodo. Una de las principales propiedades del lodo es la densidad, cuya funcin es mantener los fluidos contenidos dentro del hoyo en el yacimiento durante la perforacin. Adicionalmente, mantiene las paredes del hoyo al transmitir la presin requerida por las mismas. La densidad mxima del lodo que se requiere en la perforacin de un pozo, esta determinada por el gradiente de presin. La presin de poro a una profundidad dada, muy frecuentemente excede la presin ejercida por el peso de la tierra, sobre la profundidad evaluada (presin de sobrecarga). Hay algunas variaciones en las presiones de sobrecarga asumidas en diferentes reas de perforacin. La presin de sobrecarga es tomada en la mayora de las reas como 1 psi/pie de profundidad. Para prevenir la entrada de fluidos desde la formacin al hoyo , el lodo debe proveer una presin mayor a la presin de poros encontrada en los estratos a ser perforados. Un exceso en la densidad del fluido puede ocasionar la fractura de la formacin con la consiguiente prdida de fluido de control. La capacidad de sostener y transportar los ripios en un lodo aumenta con la densidad. En el pasado , una gran cantidad de materiales fueron utilizados como agentes densificantes para el lodo, tales como barita, xido de hierro, slica amorfa, carbonato de calcio y arcillas nativas. De todos estos materiales en la actualidad es la barita la ms utilizada debido a su bajo costo, alta gravedad especfica y por ser inerte. La hemtica y la galena son utilizadas para zonas en donde es necesario un lodo extremadamente pesado para contener la presin de la formacin. El mximo peso obtenido con barita, es aproximadamente 21 lpg, mientras que con galena se pueden lograr densidades sobre 30 lpg. Fluidos libres de slidos son frecuentemente preferidos para trabajos de reparacin y completacin, debido a que mantienen sus propiedades estables durante largos perodos en condiciones de hoyo. Estos fluidos pesados, libres de slidos son preparados por solucin de varias sales, tales como cloruro de potasio, cloruro de sodio, carbonato de sodio, y carbonato de potasio, entre otras. Para determinar la cantidad de material de peso que es necesario agregar a un lodo para aumentar su densidad, se utiliza la siguiente frmula:W= ((Pf Pi ) / (1 ( Pf / 4.20 )) * V iDonde:

W = Peso de material densificante necesario, Kgs.4.20= Gravedad especfica del material densificante.Pf = Densidad final del fluido, gr/cm3.Pi = Densidad inicial del fluido, gr/cm3 . Vi = volumen inicial del fluido, m3.

De igual forma si se desea disminuir la densidad agregando agua se utiliza la siguiente frmula:Vw= Vi (Pi - Pf) / (Pf 1.00)

Donde:Vw =Volumen de agua necesario, m3.

B- REOLOGIA. Reologa , es un trmino que denota el estudio de la deformacin de materiales, incluyendo el flujo. En terminologa de campo petrolero la frase propiedades de flujo y la viscosidad, son las expresiones generalmente usadas para describir las cualidades de un lodo de perforacin en movimiento.Por definicin , viscosidad es la resistencia que ofrece un fluido a deformarse (a fluir). Los fluidos de perforacin son tixotrpicos y una medida de viscosidad de un fluido de este tipo ser vlida nicamente para la tasa de corte a la cual la medida fue hecha. Han sido desarrolladas ecuaciones , que usan los valores medidos de viscosidad plstica, punto cedente y fuerza de gel para calcular las prdidas de presin en la tubera de perforacin y en el anular, y para estimar la velocidad de levantamiento de los cortes ( Modelo plstico de Bingham y Modelo Exponencial ). La viscosidad de los fluidos de perforacin, es una funcin de muchos factores, algunos de los cuales son:

a- Viscosidad de la fase lquida continua.b- Volumen de slidos en el lodo.c- Volumen de fluido disperso.d- Nmero de partculas por unidad de volumen.e- Forma y tamao de las partculas slidas.f- Atraccin o repulsin entre las partculas slidas y entre slidos y la fase lquida.

ENTRE LAS PROPIEDADES REOLOGICAS ESTAN :

B.1.- VISCOSIDAD APARENTE. Se define como la medicin en centipoises que un fluido Newtoniano debe tener en un viscosmetro rotacional, a una velocidad de corte previamente establecida, y que denota los efectos simultneos de todas las propiedades de flujo. Su valor puede estimarse de la siguiente forma:

V.A (cps)= Lectura a 600 rpm/2

B.2.- VISCOSIDAD PLASTICA. Es aquella parte de la resistencia a fluir causada por friccin mecnica. Esta friccin se produce :

I- Entre los slidos contenidos en el lodo. II- Entre los slidos y el lquido que lo rodea.III. Debido al esfuerzo cortante del propio lquido.

En general , al aumentar el porcentaje de slidos en el sistema, aumentar la viscosidad plstica. El control de la viscosidad plstica en lodos de bajo y alto peso es indispensable para mejorar el comportamiento reolgico y sobre todo para lograr altas tasas de penetracin. Este control se obtiene por dilucin o por mecanismos de control de slidos. Para lograr tal propsito, es fundamental que los equipos de control de slidos funcionen en buenas condiciones. Para determinar la viscosidad plstica se utiliza la siguiente ecuacin:

Vp (cps)= Lectura 600 r.p.m. - Lectura 300 r.p.m.

B.3.- RESISTENCIA A LA GELATINIZACION. Entre las propiedades del lodo, una de las ms importantes es la gelatinizacin, que representa una medida de las propiedades tixotrpicas de un fluido y denota la fuerza de floculacin bajo condiciones estticas. La fuerza de gelatinizacin , como su nombre lo indica , es una medida del esfuerzo de ruptura o resistencia de la consistencia del gel formado, despus de un perodo de reposo. La tasa de gelatinizacin se refiere al tiempo requerido para formarse el gel. Si esta se forma lentamente despus que el lodo esta en reposo, se dice que la tasa de gelatinizacin es baja y es alta en caso contrario. Un lodo que presenta esta propiedad se denomina tixotrpico. El conocimiento de esta propiedad es importante para saber si se presentarn dificultades en la circulacin. El grado de tixotropa se determina midiendo la fuerza de gel al principio de un perodo de reposo de 10 segundos, despus de agitarlo y 10 minutos despus. Esto se reporta como fuerza de gel inicial a los 10 segundos y fuerza de gel final a los 10 minutos. La resistencia a la gelatinizacin debe ser suficientemente baja para:

a- Permitir que la arena y el ripio sea depositado en el tanque de decantacin.b- Permitir un buen funcionamiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulacin.c- Minimizar el efecto de succin cuando se saca la tubera y de pistn cuando se introduce la misma en el hoyo.d- Permitir la separacin del gas incorporado al lodo. Sin embargo , este valor debe ser suficiente para permitir la suspensin de la barita y los slidos incorporados en los siguientes casos:

a- Cuando se esta aadiendo barita.b- Al estar el lodo esttico.

B.4.- PUNTO CEDENTE. Se define como la resistencia a fluir causada por las fuerzas de atraccin electroqumicas entre las partculas slidas. Estas fuerzas son el resultado de las cargas negativas y positivas localizadas cerca de la superficie de las partculas. El punto cedente , bajo condiciones de flujo depende de:

a- Las propiedades de la superficie de los slidos del lodo.b- La concentracin de los slidos en el volumen de lodo.c- La concentracin y tipos de iones en la fase lquida del lodo.

Generalmente , el punto cedente alto es causado por los contaminantes solubles como el calcio, carbonatos, etc., y por los slidos arcillosos de formacin. Altos valores del punto cedente causan la floculacin del lodo, que debe controlarse con dispersantes. Para determinar este valor se utiliza la siguiente frmula:

Vp (lbs/100 p2)= Lectura a 300 r.p.m. -Vp C- PERDIDA DE FILTRADO. La prdida de fluido es una de las propiedades del lodo con importancia fundamental en las operaciones de perforacin o completacin. Bsicamente hay dos tipos de filtracin: Esttica y Dinmica. La esttica ocurre cuando el fluido no esta en movimiento , mientras que la dinmica ocurre cuando el lodo fluye a lo largo de la superficie filtrante. Como es de esperarse, ambos tipos ocurren durante la perforacin de un pozo. Durante el proceso de filtracin esttica , el revoque aumenta de espesor con el tiempo y la velocidad de filtracin disminuye por lo que el control de este tipo de filtracin consiste en prevenir la formacin de revoques muy gruesos. Por otro lado la filtracin dinmica se diferencia de la anterior en que el flujo de lodo a medida que pasa por la pared del pozo tiende a raspar el revoque a la vez que el mismo se va formando, hasta que el grosor se estabiliza con el tiempo y la velocidad de filtracin se vuelve constante, por lo que el control de este tipo de filtracin consiste en prevenir una prdida excesiva de filtrado a la formacin. Los problemas que durante la perforacin se pueden presentar a causa de un control de filtracin inadecuado son varios: Altos valores de prdida de filtrado casi siempre resultan en hoyos reducidos lo que origina excesiva fric-cin y torque, aumentos excesivos de presin anular debido a la reduccin en el dimetro efectivo del hueco como resultado de un revoque muy grueso, atascamiento diferencial de la tubera debido al aumento en la superficie de contacto entre esta y la pared del hoyo; adems puede causar un desplazamiento insuficiente del lodo durante la perforacin primaria y una disminucin en la produccin potencial del yacimiento al daar al mismo. La prdida de fluido depende de : La permeabilidad de la formacin, el diferencial de presin existente, y la composicin y temperatura del lodo. Las rocas altamente permeables permiten altas tasas de prdida de fluido, y al contrario las formaciones menos permeables producirn tasas ms bajas de prdida de fluido. La prdida de fluido comienza a disminuir, despus de un perodo de tiempo, an en la formaciones altamente permeables. La prdida de fluido de alto volumen durante el esfuerzo inicial lleva slidos a los espacios porosos interconectados entre los granos de arena. Mientras sigue la prdida de fluido, ms y ms slidos son llevados y empacados en los espacios porosos de las rocas . Una vez que los espacios se hayan ocupado suficientemente con los slidos del lodo, se comienza a formar un revoque sobre la superficie del hoyo. Experimentos demuestran que la prdida de filtrado se puede disminuir si se aumenta la concentracin de slidos en el lodo. El mecanismo en este caso consiste en aumentar la velocidad de acumulacin del revoque, disminuyendo as el filtrado. Sin embargo, esta forma de control no es adecuado ya que resulta en revoques muy gruesos y de alta permeabilidad, aunque se observe una reduccin en la prdida de filtrado. La mejor forma de controlar la filtracin es controlando la permeabilidad del revoque. El tamao , la forma , y la deformabilidad de las partculas bajo presin son los factores ms importantes a considerar. Las partculas pequeas, delgadas y planas son mejores ya que forman un revoque ms compacto. La bentonita es el material cuyas partculas satisfacen adecuadamente estas especificaciones. Los factores ms importantes que afectan la filtracin esttica son:

a- La permeabilidad del revoque.b- El rea sobre lo cual se desarrolla la filtracin.c- La presin diferencial de filtracin.d- El grosor de revoque.e- La viscosidad del filtrado.f- El tiempo de filtracin.

Los contaminantes solubles disminuyen el rendimiento de la bentonita y originan altas filtraciones. Estos contaminantes forman revoques gruesos que generalmente causan los siguientes problemas si no son contrarrestados:

a- Atascamiento de la tubera.b- Derrumbes.c- Prdida de circulacin.d- Dificultad en la corrida e interpretacin de los registros.e- Dificultad en la terminacin del pozo.f- Disminucin de la produccin del pozo.

El proceso de filtracin, cuando se circula es bsicamente diferente a la filtracin esttica por la diferencia en la forma de deposicin del revoque. Durante la filtracin esttica, el revoque ser una funcin lineal del volumen de filtrado. Los slidos depositados durante la circulacin y las caractersticas de flujo son factores determinantes en la composicin del revoque. El revoque igualmente esta determinado por la diferencia entre la tasa de deposicin y la tasa de erosin, la cual depender principalmente de la velocidad del lodo, el tipo de flujo y las caractersticas del revoque en si mismo. El control de este tipo de prdida de filtrado consiste esencialmente de la deposicin de un revoque de baja permeabilidad en la cara de la roca permeable que est expuesta al lodo.

D- CONTENIDO DE SOLIDOS. En un fluido de perforacin existen slidos deseables como la arcilla y la barita, y slidos indeseables como ripios y arena, los cuales hay que eliminar del sistema. Para controlar en un mnimo los slidos perforados se utilizan varios mtodos , ya que es de suma importancia mantener el porcentaje de slidos en los fluidos de perforacin en los rangos correspondientes al peso del lodo en cuestin. Este porcentaje puede ser determinado por medio de las siguientes frmulas:

1-% slidos= (Plodo - 8.33) * 7.5 (lodo nativo) 2-% slidos= (Plodo - 6) * 3.2 (invertido con peso) 3-% slidos= 1 - % fase lquida (base agua con peso) % fase lquida= (35 - Plodo) / 26.67

Los slidos es uno de los mayores problemas que presentan los fluidos de perforacin cuando no son controlados. La acumulacin de slidos de perforacin en el sistema causa la mayor parte de los gastos de mantenimiento del lodo. Un programa adecuado de control de slidos ayuda enormemente a mantener un fluido de perforacin en ptimas condiciones , de manera que sea posible obtener velocidades de penetracin adecuadas con un mnimo de deterioro para las bombas y dems equipos encargados de circular el lodo. Algunos efectos de un aumento de los slidos de perforacin son:

a- Incremento del peso del lodo.b- Alteraciones de las propiedades reolgicas , aumento en el filtrado y formacin de un revoque deficiente.c- Posibles problemas de atascamiento diferencial.d- Reduccin de la vida til de la mecha y un aumento en el desgaste de la bomba de lodo.e- Mayor prdida de presin debido a la friccin.f- Aumento de la presiones de pistoneo.

Aunque es imposible remover todos los slidos perforados , con el equipo y las prcticas adecuadas , es posible controlar el tipo y la cantidad de los mismos en un nivel que permita una perforacin eficiente. Los slidos de perforacin se pueden controlar utilizando los siguientes mtodos:a- Dilucin.b- Asentamiento.c- Equipos mecnicos de control de slidos.

La dilucin consiste en aadir agua al lodo , para reducir los slidos en el volumen considerado . Este mtodo es el ms costoso . La adicin de agua depender de:

a- Las especificaciones de peso del fluido de perforacin.b- El tamao del hoyo perforado.c- El tipo de formacin perforada.d- La tasa de penetracin.e- La eficiencia del equipo de control de slidos.

El asentamiento , consiste en pasar el lodo por un tanque o fosa de asentamiento en donde los slidos puedan decantar. La eliminacin por asentamiento se aplica esencialmente a los lodos de baja viscosidad y peso, y necesita un rea relativamente grande para darle tiempo a las partculas a asentarse. El tercer mtodo de control de slidos es a travs de equipos mecnicos. Para esto se utiliza: Las zarandas, desarenador, limpiadores de lodo y centrfugas. Las zarandas o rumbas constituyen el medio primario para controlar los slidos y consiste en hacer pasar el fluido por una malla que filtra solamente las partculas que tengan un dimetro menor que los orificios de la malla. Los desarenadores ofrecen un medio mecnico muy eficaz para remover los slidos nativos y la arena del fluido de perforacin y los limpiadores de lodo estn diseados para descartar todas las partculas mayores de 15 micrones.F.- CONTENIDO DE ARENA.

EQUIPO: Kit de prueba de arena.PROCEDIMIENTO:

1- Llenar el tubo hasta la marca de 50 cc con lodo. Luego agregar agua hasta la marca de 100 cc. tapar la boca del tubo con el pulgar y agitar vigorosamente.2- Verter la mezcla sobre el tamiz lmpio y previamente mojado. Descartar el lquido que pasa a travs del tamiz. agregar ms agua a la probeta, sacudir y verter de nuevo sobre el tamiz . Repetir hasta que el agua de lavado est clara . Lavar la arena retenida sobre la malla con una corriente suave de agua para eliminar las partculas de lodo.3- Fijar el embudo en la parte superior del tamiz, invertirlo lentamente , colocando el pico del embudo en la boca del tubo y con una corriente suave de agua, del lado del tamiz opuesto a donde se deposit la arena . Pasar la arena a la probeta . Dejar decantar la arena en el fondo de la probeta.4- Observar el volumen de arena depositado y expresar el valor obtenido como porcentaje de arena contenido por el lodo

H.- DETERMINACION DE PH.

EQUIPO: pHmetroPROCEDIMIENTO:

1- Hacer los ajustes necesarios para poner el amplificador en funcionamiento.2- Calibrar el medidor con soluciones de pH conocido.3- Lavar los extremos de los electrodos y secarlos cuidadosamente.4- Insertar el electrodo en la muestra de prueba en un recipiente pequeo.5- Rotar el fluido alrededor del electrodo rotando el recipiente.6- Cuando se estabilice el indicador, leer el valor de pH.7- Reportar el pH del lodo a la aproximacin de 0.1 de unidad.

I.- ALCALINIDAD DE FILTRADO.

EQUIPO: Acido sulfrico 0.02 N, pipeta graduada de 1 cc, pHmetro.PROCEDIMIENTO:

1- Colocar 1 cc o ms de filtrado en un recipiente pequeo.2- Agregar gota a gota , acido sulfrico 0.02 N, agitndolo hasta obtener un pH de 8.3.3- Registrar la alcalinidad del filtrado Pf como el nmero de cc de cido sulfrico 0.02 N requerido por cc de filtrado.4- A la muestra anterior que ha sido titulada al punto final Pf , agregar gota a gota cido sulfrico 0.02 N , agitndolo hasta obtener un pH de 4.3 medido con el pHmetro.5- Reportar la alcalinidad del filtrado Mf, como el total de cc de cido sulfrico 0.02 N por cc de filtrado requerido para alcanzar el punto final de titula-cin , incluyendo el requerido para el punto final Pf.

J.- ALCALINIDAD DEL LODO.

EQUIPO: Acido sulfrico 0.02 N, pipeta graduada de 1 cc, pHmetro.PROCEDIMIENTO:

1- Colocar 1 cc de lodo en un recipiente. Diluir la muestra de lodo con 25 cc de agua destilada. agregar gota a gota cido sulfrico 0.02 N , agitndolo hasta obtener un pH de 8.3 medido con el electrodo de vidrio.2- Reportar la alcalinidad del lodo Pm , como el nmero de cc de cido sulfrico requerido por cc de lodo.

K.- CONTENIDO DE CLORUROS.

EQUIPO: Nitrato de plata 0.0282 N , cromato de potasio, pipeta de 1 cc, taza de titulacin, agua destilada.PROCEDIMIENTO:

1- Agregar un cc de filtrado en un recipiente de titulacin lmpio y seco.2- Aadir 4 o 5 gotas de cromato de potasio.3- Agregar,gota a gota,y en agitacin continua, nitrato de plata hasta obtener un color rojo ladrillo.4- Reportar: Cloruros (ppm) = cc de nitrato * 1000. L- CONTENIDO DE CALCIO.

EQUIPO: Trietanolamida al 10% , solucin NaOH 1 N , indicador calver II , versanato de 400 ppm, pipeta de 1 cc, taza de titulacin agua destilada.PROCEDIMIENTO:

1- Agregar un cc de filtrado en el recipiente de titulacin lmpio y seco.2- Diluir con 25 cc de agua destilada.3- Agregar 5 cc de trietanolamida al 10% (la solucin se torna blanca).4- Agregar 2 cc de solucin de NaOH 1 N, a fin de eliminar el magnesio soluble.5- Agregar indicador Calver II (la solucin se torna azul).6- Titular con solucin versanato (400 ppm) gota a gota y en agitacin continua hasta lograr el cambio de color a violeta.7- Reportar: ppm calcio = cc de versanato * 400

M.- CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO.

EQUIPO: Kit de prueba para azul de metileno.PROCEDIMIENTO:

1- Agregar 10 cc de agua destilada en el matraz.2- Agregar 1 cc de lodo,15 cc de agua oxigenada al 3%, 0.5 cc de cido sulfrico 5 N.3- Colocar el matraz sobre el calentador y dejar hervir suavemente durante 10 minutos.4- Diluir hasta aproximadamente 50 cc con agua destilada.5- Agregar solucin de azul de metileno de 0.5 cc en 0.5 cc revolviendo el contenido del matraz luego de cada adicin durante 30 segundos . Tomar una gota del lquido con la varilla de agitacin y colocarla sobre el papel de filtro . El punto final de la titulacin se alcanza cuando el tinte aparece como una aureola.6- Reportar: Libras por barril de bentonita = 5 * cc de azul de metileno.

Kilogramos por m3 de bentonita = lb/bbl * 2.85