Unidad III. Fluidos de Perforacion

INGENIERADEPERFORACINUNIDADIII.FLUIDOSDEPERFORACION&ADITIVOSQUIMICOS

UNIDADIII:FLUDOSDE PERFORACIN &ADITIVOS QUMICOS

ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


FLUIDOS DE PERFORACION:El propsito fundamental del Fluido de Perforacin es ayudar a hacer rpida y segura la perforacin de pozos, mediante el cumplimiento de ciertas funciones. Sus propiedades deben ser determinadas por distintos ensayos y es responsabilidad del especialista en lodo comparar las propiedades de entrada y salida del hoyo para realizar los ajustes necesarios. Las mejoras que se han realizado en los sistemas de lodo de perforacin han contribuido a la reduccin de costos, seguridad y ambiente en la perforacin de los pozos.

FUNCIONES DEL FLUIDO DE PERFORACIN:El mtodo rotatorio de perforacin de pozos se distingue por dos factores importantes: 1. El trepano o Broca rota contra el fondo del pozo. 2. Se hace circular un fluido hacia abajo por la sarta de perforacin a travs del trepano y finalmente, hacia arriba por el espacio anular. La discusin en este capitulo esta centrada en el papel de ese fluido de circulacin, que recibe usualmente el nombre de Lodo: las funciones que debe desempear; las propiedades que ayudan al cumplimiento y logro de esas funciones; y los posibles efectos colaterales indeseables que conviene minimizar. (Desafortunadamente, algunas propiedades de los lodos tiles para que cumplan determinadas funciones, pueden ser nocivas para el logro de otra u otras funciones). 1. Transportar los recortes de perforacin y los derrumbes a la superficie. 2. Mantener en suspensin a los recortes y derrumbes, en el espacio anular, cuando se detiene la circulacin. 3. Controlar la presin subterrnea. 4. Enfriar y lubricar la mecha y la sarta. 5. Dar sostn a las paredes del pozo. 6. Ayudar a suspender el peso de la sarta y del revestimiento. 7. Transmitir potencia hidrulica sobre la formacin, por debajo del trpano (Mecha). 8. Proveer un medio adecuado para llevar a cabo los perfiles de cable (registros de pozos). Para llevar a cabo estas funciones, deben minimizarse los siguientes efectos colaterales: 1. Dao a las formaciones subterrneas, especialmente a las que puedan ser productivas. 2. Corrosin de la sarta y del revestimiento. 3. Reduccin de la velocidad de penetracin. 4. Problemas de presiones de succin, de pistn y de presin de circulacin. ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


5. Prdida de circulacin. 6. Pegamiento de la sarta contra las paredes del pozo. 7. Erosin de la superficie interna del pozo. 8. Retensin de los slidos indeseables por el lodo en las piletas. 9. Desgaste de las partes de las bombas. 10. Contaminacin con las lechadas de cemento. 11. Contaminacin del ambiente natural. Un fluido que parece tener todas las propiedades que se han mencionado precedentemente puede resultar deficiente cuando esta sometido a ciertas condiciones de pozo. En particular, el fluido debe: 1. Resistir la contaminacin posible derivada de fuentes externas. 2. Mantenerse estable a temperaturas y presiones elevadas. TRANSPORTE DE RECORTES Y DE DERRUMBES: Los recortes y los derrumbes son ms pesados que el fluido. Por lo tanto, al mismo tiempo que el flujo del lodo en el anular los empuja hacia arriba, estn sometidos a la fuerza de gravedad, que tiende a hacerlos caer hacia el fondo del pozo. La velocidad con la que esas partculas caen a travs del fluido fluyente depende principalmente de la densidad y la viscosidad del fluido y del tamao, forma y densidad de las partculas. Dado que el fluido en el espacio anular circula hacia arriba, la velocidad a la que las partculas son elevadas es la diferencia entre la velocidad anular y la velocidad de cada de los recortes y derrumbes. Si el pozo no se limpia en forma apropiada, el material solo se acumulara en el espacio anular causando un aumento en la torsin, el arrastre y en la presin hidrosttica. Falla de la tubera, una tubera aprisionada, una velocidad reducida de penetracin y la perdida de circulacin son consecuencias posibles de esa situacin. SUSPENSIN DE PARTICULAS CUANDO SE DETIENE LA CIRCULACION: Cuando el fluido no esta circulando, la fuerza de elevacin por flujo ascendente es eliminada. Los recortes y derrumbes caern hacia el fondo del pozo a menos que el fluido tenga la capacidad de formar una estructura de tipo gel cuando no esta fluyendo. El fluido debe, por supuesto, recuperar su fluidez cuando se reinicia la circulacin. CONTROL DE PRESIONES SUBTERRANEAS: El agua, el gas y el petrleo que se encuentran en el subsuelo estn bajo gran presin. Esta presin debe ser sobre balanceada para evitar un flujo incontrolado de esos fluidos de formacin en el interior del pozo. El control se logra merced al mantenimiento de una presin hidrosttica suficiente en el anular. La presin hidrosttica es directamente proporcional a la densidad del lodo y a la altura de la columna de lodo.



ENFRIAMIENTO Y LUBRICACION DEL TREPANO (MECHA O BROCA) Y DE LA SARTA DE PERFORACION: A medida que el trepano raspa el fondo del pozo y que la sarta rota contra las paredes del pozo, se genera calor. El fluido debe absorber ese calor y conducirlo hacia fuera. Cualquier lodo lquido desempeara esa funcin al circular. El fluido de perforacin tambin ejerce un efecto lubricante para el trepano, para la sarta y para el revestimiento durante el proceso de la perforacin. Algunas partculas contenidas en el lodo no pueden tal vez ser consideradas propiamente como lubricantes; sin embargo, la facilidad con que se deslizan una al lado de la otra y su disposicin sobre las paredes del pozo disminuyen la friccin y la abrasin. A veces se aaden materiales especiales al fluido de perforacin para mejorar sus propiedades lubricantes. Entre los posibles beneficios se cuenta una vida mas prolongada del trepano, una torsin y arrastre disminuidos, una menor presin de bombeo y menor desgaste por friccin en la sarta y en el revestimiento. SOSTEN PARA LAS PAREDES DEL POZO: A medida que el trepano penetra en una formacin subterrnea se suprime parte del apoyo lateral que ofrecen las paredes del pozo. A menos que ese sostn reemplazado por el fluido de perforacin hasta que el revestimiento haya sido colocado, la formacin caer en el interior del pozo. Los mecanismos que evitan que eso ocurra dependen de la naturaleza de la formacin. Si la formacin es firme (el granito seria un ejemplo extremo) se necesita poco sostn por parte del lodo. Si la formacin es moderadamente firme y consolidada (lutitas), la densidad del lodo puede ofrecer un apoyo suficiente. Si la formacin es dbil y no-consolidada (como en el caso de la arena) el lodo debe ser suficientemente denso y debe, adems tener la capacidad de formar una capa delgada pero resistente de partculas sobre las paredes del pozo. SUSPENSION DE LA SARTA Y DEL REVESTIMIENTO: El peso de una sarta de perforacin o de una sarta de revestimiento puede exceder 200 toneladas. Un peso tal puede causar una gran tensin o esfuerzo sobre el equipo de superficie. Sin embargo, esas tuberas estn parcialmente sostenidas por el empuje ascendente del fluido (principio de Arqumedes), de la misma manera que el empuje flotante del Ocano mantiene flotando a un buque de acero. La presin ascendente (sustentacin hidrulica) depende de la presin ejercida por el flujo y de la seccin transversal sobre la que esta presin se ejerce. TRANSMISION DE ENERGIA HIDRAULICA: Durante la circulacin, el lodo es expulsado a travs de las boquillas o jets del trepano (mecha de perforacin) a gran velocidad. Esta fuerza hidrulica hace que la superficie por debajo del trepano este libre de recortes. Si no se remueven de all los recortes, el trepano sigue retriturando los viejos recortes, lo que reduce la velocidad de penetracin. La remocin eficiente de los recortes que se forman en la superficie del trepano depende de las propiedades fsicas del lodo y de su velocidad al salir por las boquillas. En situaciones especiales la fuerza hidrulica del lodo se emplea tambien para hacer girar el trepano. El trepano esta conectado a un motor hidrulico en el fondo del pozo; el ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


conjunto esta a su vez fijo al extremo inferior de la sarta. Este mtodo se utiliza a menudo para lograr una perforacin direccional y esta asimismo ganando adeptos para perforacin vertical rectilnea en ciertas reas. MEDIO PARA PERFILAJES DE CABLE (REGISTROS DE POZO): Si bien el lodo perturba las caractersticas originales de las formaciones, su presencia es necesaria para realizar muchos de los perfiles de cable que se emplean para la evaluacin de la formacin. La utilizacin de esos perfiles requieren que el lodo sea buen conductor de electricidad y que presente propiedades elctricas diferentes de los fluidos de la formacin. Una evaluacin apropiada de la formacin es difcil si la fase liquida del lodo penetra profundamente en la formacin o si el lodo ha erosionado el pozo fsica o qumicamente. Para llevar a cabo estas funciones, deben minimizarse los siguientes efectos colaterales: DAO A FORMACIONES SUBTERRANEAS: Casi cualquier fluido o lodo de perforacin alterara las caractersticas originales de la formacin con la cual entra en contacto, si bien algunas formaciones son ms sensibles que otras; algunos fluidos causan mas dalo que otros. El dao a las formaciones subterrneas pueden aparecer en dos formas diferentes: 1. Reduccin en la capacidad de una formacin para producir hidrocarburos. 2. Reduccin de la estabilidad de las paredes del pozo. El dao a las formaciones productivas puede ser el resultado del taponamiento fsico por slidos inertes o de una reaccin qumica entre los componentes del lodo y los de la formacin. Las paredes del pozo pueden hacerse inestables como consecuencia de reacciones qumicas (como en el caso de lutitas sensibles al agua) o por efecto de la erosin fsica. Las formaciones particularmente sensibles pueden requerir lodos especialmente tratados o aun lodos especficamente diseados. CORROSION DE LA SARTA Y DEL REVESTIMIENTO: El lodo puede determinar un ambiente corrosivo para los tubulares de acero que se emplean debajo de la superficie. Este efecto puede ser reducido a un mnimo por medio de tratamientos qumicos adecuados del lodo a emplear o mediante la adicin de una pelcula protectora (qumica o fsica) a la superficie del acero. Algunos lodos (aquellos en los que predomina el petrleo) son no corrosivos. Si se mantiene el PH o alcalinidad del fluido, el cual debe ser mayor a 7, se agrega Soda Custica para aumentar el PH. REDUCCION DE LA VELOCIDAD DE PENETRACION: Hay muchos factores que afectan la velocidad de penetracin, pero el ms significativo se refiere a la diferencia entre la presin hidrosttica del lodo y la presin de la formacin. Se obtienen velocidades menores de penetracin si la densidad del fluido es mucho mayor que el gradiente de presin de la formacin. Una cantidad excesiva son otros dos factores que disminuyen la velocidad de penetracin. ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


PRESIONES DE SUCCION, DE PISTON Y PRESION DE CIRCULACION: Los problemas de estos tipos pueden ser causados por altas viscosidades, gran resistencia de gel o exceso de slidos. Estos problemas se agravan si el dimetro del pozo se reduce por un revoque demasiado grueso, lo que determina un deficiente control de perdida de fluido. Presiones de succin excesivas aumentan el riesgo de una surgencia y las posibilidades de un reventn. Una sobrepresin o una presin de circulacin excesiva pueden ser la causa de una perdida de circulacin. Un lodo espeso con alta concentracin de slidos reduce la energa hidrulica disponible a nivel del trpano, aumenta el desgaste de la bomba y en casos extremos, puede convertirse en imposible de bombear. PERDIDA DE CIRCULACION: La perdida de circulacin aumenta el costo del lodo, el costo total del pozo y el peligro de un reventn. Se produce cada vez que la presin ejercida por el fluido contra la formacin excede la resistencia de la formacin. El empleo de fluidos de alta densidad puede dar por resultado presiones excesivas. La alta viscosidad y la gran resistencia de gel pueden causar presiones demasiado elevadas en el interior del pozo durante la circulacin, al iniciar la circulacin o mientras se esta efectuando un viaje en el pozo. PEGAMIENTO DE LA SARTA (APRISIONAMIENTO): El aprisionamiento de la sarta contra las paredes del pozo puede ser la causa de costosas operaciones de pesca. El tipo mas importante de pegamento relacionado con el fluido ocurre cuando la sarta quede incrustada en un revoque grueso y la presin hidrosttica del fluido de perforacin es mayor que la presin de formacin. El aprisionamiento de la sarta puede tambin tener como causar una formacin plstica (como sal o lutita plstica) que ha logrado penetrar en el interior del pozo y capturar literalmente a la sarta. En este caso, la nica solucin es muchas veces utilizar un fluido de alta densidad. Una acumulacin excesiva de derrumbe en el pozo es otra posible causa de que la sarta se aprisione. EROSION DE LAS PAREDES DEL POZO: La erosin de las paredes del pozo por medios fsicos o qumicos es causa de dificultades en la evaluacin de los perfiles de cable y pueden dar por resultado el aprisionamiento de la tubera. La erosin fsica puede reducirse a un mnimo mediante el bombeo del fluido en el amular a una velocidad moderadamente baja. La erosin qumica depende de la reaccin qumica entre los componentes del lodo y los de la pared. La perforacin de una seccin, constituida masivamente por sal, con un fluido de agua dulce, es un ejemplo tpico de una reaccin qumica indeseable. Otro ejemplo es el caso de perforar una lutita dificultosa con un fluido de perforacin incompatible. RETENCION DE SLIDOS INDESEABLES: La mayora de los fluidos desarrollan suficiente estructura de gel como para suspender los recortes y desprendimientos en el espacio anular cuando se detiene la circulacin. Estos slidos de formacin deben ser eliminados del fluido antes de hacerlo recircular. Desafortunadamente, las propiedades de gelificacion del fluido dificultan esa remocin. ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


Algo de sedimentacin ocurrir en la pileta a causa de la gravedad, pero esa sedimentacin no es usualmente suficiente para mantener una concentracin razonablemente baja de slidos. La eliminacin qumica es eficaz en unos pocos tipos de fluidos, pero la mayora de ellos requieren el empleo de dispositivos mecnicos de control de slidos. DESGASTE DE LAS BOMBAS: Los slidos abrasivos en los fluidos pueden causar desgaste excesivo en partes de las bombas y de otro equipo que entra en contacto con el fluido. El solido mas abrasivo es probablemente la arena que se incorpora al fluido durante el proceso de perforacin. Esta arena o cualquier otro slido abrasivo, debe hacerse sedimentar en las piletas o bien debe removerse por medios mecnicos. CONTAMINACION DE LECHADAS DE CEMENTO: Algunos fluidos que tienen cualidades ptimas para la perforacin son incompatibles con las lechadas que se utilizan para cementar el revestimiento. Trabajos deficientes de cementacion pueden fcilmente poner en peligro las operaciones de perforacin y de terminacin. Los fluidos que son qumicamente incompatibles con el cemento deben siempre separarse de este por un fluido espaciador. Un deficiente control de las propiedades reologicas, as como prdida de fluido y lavado de las paredes pueden causar tambin dificultades durante la cementacion. CONTAMINACION DEL AMBIENTE: Ciertos lquidos y slidos, incluyendo algunos aditivos qumicos, presentan problemas ambientales en algunas regiones. A veces es necesario usar sistemas especiales para reducir los efectos adversos sobre las plantas o la vida marina de la zona. En otros casos se hace necesario reemplazar algunos aditivos por otros menos econmicos o menos afectivos. Un fluido que parece tener todas las propiedades que se han mencionado precedentemente puede resultar deficiente cuando esta sometido a ciertas condiciones de pozo. En particular, el fluido debe: CONTAMINACION PROVENIENTE DE FUENTES EXTERNAS: El fluido debe ser capaz de resistir la contaminacin proveniente de las formaciones penetradas de los lquidos y gases contenidos en las formaciones y de cualquier material aadido al sistema durante las operaciones de rutina. El contaminante ms importante consiste probablemente en los slidos de perforacin, especialmente si se trata de partculas de pequeo tamao o si reaccionan qumicamente con los otros componentes del lodo. Otros factores serios de contaminacin pueden ser: cationes del agua de formacin (Sodio, Calcio y magnesio, etc.) atrapados en la formacin. Cuando se produce contaminacin se requieren usualmente ciertos cambios en el tratamiento del fluido. Si la contaminacin es muy seria, el sistema debe a veces convertirse o llevar a cabo el desplazamiento por un lquido que es ms tolerante.



ESTABILIDAD A TEMPERATURAS Y PRESIONES ELEVADAS: En algunos pozos el fluido esta sometido a temperaturas superiores a 350 F (177 C) y a presiones por encima de 15000 psi. Muchas de las sustancias qumicas que se emplean en los fluidos son susceptibles de experimentar degradacin trmica, mientras otras se hacen antieconmicas o impracticas en sistemas altamente densificado. El fracaso del fluido en mantener su estabilidad en las condiciones de fondo de pozo puede ser considerablemente daino para la perforacin. PREPARACIN Y PRESENTACION DE UN PROGRAMA ESPECIAL DE FLUIDO DE PERFORACIN: Para la elaboracin de un programa se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: 1. LOGISTICA: Se debe considerar todas las facilidades de transporte y almacenamiento que se requiere para la perforacin del pozo, as mismo debe haber capacidad de almacenamiento para el material a utilizar. 2. DISEO TECNICO: La seleccin adecuada del fluido de perforacin debe ser el resultado de un anlisis lgico, as como la informacin disponible del rea. 2.1. Volumen estratigrfico:

Se debe conocer el tope y la base, as como las caractersticas y propiedades de las formaciones. 2.2. Anlisis de ncleos y compatibilidad con el fluido:

La muestra de ncleo se somete a los siguientes anlisis: a. Difraccin de rayos X: Es una prueba que se emplea para determinar la composicin mineralogca de la formacin. b. Dispersin: Esta prueba determina la extensin en la cual la formacin se incorpora al fluido de perforacin como resultado de la interaccin entre l. c. Inhibicin: Esta prueba se realiza con el objeto de cuantificar que tanto se evita previene la reaccin del fluido con la formacin.



d. Tiempo de succin capilar: Por medio de esta prueba se estudia la retencin del agua por la arcilla en diferentes fluidos a evaluar, este valor es indicativo de la permeabilidad del revoque. 2.3. Daos a la formacin:

Consiste en evaluar la porosidad y permeabilidad antes y despus de haber sido sometido al contacto con la formacin. Lo ideal es que el dao, despus de haber sido sometido al contacto con la formacin sea igual al dao que se produjo antes. 3. HUMANO: Considera que todo el personal tcnico este capacitado y con asesoramiento permanente. 4. ASPECTO AMBIENTAL Y DE SEGURIDAD: Se refiere al cumplimiento de todas las leyes y normas que en materia de norma estn vigentes. La ley penal del ambiente contempla todos los reglamentos para la regulacin de las deposiciones originadas en el proceso de perforacin. 5. ECONOMICO: Parmetro a considerar en la planificacin y anlisis de una actividad de perforacin: a. Costo del Barril de fluido. b. Costo de fluido por Pie perforado. c. Costo global del fluido de perforacin. 5.1. 5.2. Control de slido junto con el programa detallado de perforacin se debe anexar un programa de control de slido por cada seccin perforada. Programa de hidrulica de perforacin:

a. Optimizar la tasa de perforacin. b. Mantener la geometra del pozo. c. Optimizar la capacidad de limpieza. d. Permitir seleccionar el rea de mayor rendimiento hidrulico para seleccionar el tipo de mecha a utilizar. e. Tener control de la geometra del pozo para evitar problemas de pega diferencial. ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


5.3.

Fluido de completacin:

En este tipo de programa integral la compaa de servicio puede tener la capacidad de proporcionar un fluido que tenga la menor cantidad de slidos posibles. ADITIVOS MS UTILIZADOS EN LOS FLUIDOS DE PERFORACIN: BENTONITA: Es una arcilla de alto rendimiento y gran capacidad de dispersin que se hidrata y se hincha hasta ocupar 10 veces su volumen original y se utiliza para mantener la viscosidad del fluido, adems puede controlar las perdidas de las mismas. Las arcillas son materiales se silicato de Aluminio hidratado, terroso de tamao coloidal que desarrolla plasticidad se moja lo que permite que sea moldeable en distintas formas. Las arcillas que tienen la capacidad de absorber agua se denominan Hichofil (Bentonita) y las que no, Hidrofobicas (Barita). La bentonita es una arcilla que solo debe usarse en fluidos de agua dulce, tiene un rendimiento de 90 a 100 Bls por tonelada y su gravedad especfica es de 2,5. BENTONITA CALCICA: Es un tipo de arcilla no hinchable que no absorbe suficiente agua para dispersarse y cuando se le agrega al fluido de perforacin acta como un solid inerte. Es un aditivo que se combina con la bentonita Sodica para controlar la perdida de agua filtrado y su rendimiento es de 45 a 65 Bls/Ton. ATAPULGUITA: Si el agua que se utiliza en la preparacin del fluido de perforacin contiene ms de 3 % o 35000 ppm de sal, las bentonitas comunes pierden su propiedad de gelatinosidad y debemos usar una arcilla especial llamada atapulguita. Su rendimiento es de 140 a 150 Bls/Ton BARITA: Es un Sulfato de Bario pulverizado que se usa para aumentar la densidad del fluido de perforacin. Tiene una gravedad especfica de 4,3. QUEBRACHO: Es un tanino de buena calidad, que sirve para fluidificar el fluido, mejorando las condiciones de bombeo, sin que disminuya notablemente su capacidad de suspensin de slidos. No aumenta el agua de filtrado. Tiene muy buen comportamiento frente a contaminaciones salinas. Por su coloracin, los lodos con quebracho, se suelen designar con el nombre de "lodos rojos". Se utiliza como dispersante reductor de la viscosidad y para controlar la filtracin, tiene un PH= 3,4. Se utiliza en fluidos fase agua dulce normalmente se agrega 1 2 sacos por Barril como dispersante en mantenimiento. El uso del quebracho debe combinarse con otro elemento para neutralizar el PH este elemento es (Hidrxido de Sodio Soda Custica). ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


OTROS ADITIVOS: Sulfato brico o baritina (SO4Ba): Raramente necesario en la perforacin de pozos para agua. Tiene fundamentalmente su aplicacin en perforaciones si se encuentran horizontes con fluidos a presin elevada (acuferos surgentes).Con la adicin de sulfato brico, con densidad comprendida entre 4,20-4,35 se consiguen densidades en el lodo superiores a 2,35-2,40, sin que el aumento de slidos en el lodo perjudique de forma notable su viscosidad y tixotropa. Pirofosfato Acido de Sodio (SAPP): Se utiliza para tratar fluidos de perforacin cuando se halla contaminado con cemento. Una Solucin al 10% de sal tiene un PH de 7, para fluidos de agua dulce agregar entre 2 y 3 Lbs/Bls y solamente se utiliza para fluidos de agua dulce. Carboximetil Celulosa (CMC): Es un coloide orgnico (almidn sdico), que se utiliza mucho en la preparacin de fluidos para pozos. Contribuye a mantener una costra fina y reduce el agua de filtrado. Los hay de alta y baja viscosidad, que transmiten estas propiedades al fluido tratado. No es muy propenso a la fermentacin, la cual, en caso de presentarse puede corregirse con la adicin de soda custica. Se emplea como reductor de filtrado, se puede usar en todo tipo de fluido y solamente pierde efectividad cuando la concentracin del In Cloro > 50000 ppm y la temperatura> 300 F. Policlorato de Sodio (CYPAN): Son polmeros de pesos molecular alto, de gran aplicacin como reductor de filtrado. Tiene un PH= 9,5 y puede tolerar temperaturas de 300 F. Se debe agregar entre 0,5 a 1 Lbs/Bls en un tiempo no menor a 40min por cada saco. Soda Custica: Es el nombre comercial del NAOH (Hidrxido de Sodio) se usa en todos los fluidos a base de agua para el control del PH. Se debe evitar su contacto pues puede ocasionar quemadura. La cantidad necesaria para el control del PH no esta establecida sin embargo un fluido con PH= 7 requiere de 0,25 a 0,50 Lbs/Bls para llevarlo a 10, el fluido como se dijo debe ser alcalino para evitar la corrosin por lo consiguiente se recomienda un PH entre 8,5 y 9.



Carbonato de Sodio: Se usa para tratar los fluidos contaminados con Cal ya que en presencia de Sulfato de Calcio hace precipitar el Calcio en forma de carbonato. Normalmente se usa 0,5 Lbs/Bls. Bicarbonato de Sodio: Se usa para tratar el fluido contaminado por cemento, normalmente se utiliza 0,5 y 1 Lbs/Bls. Lignosulfonatos de Hierro y Cromo: Los Lignosulfonatos son materiales polimricos complejos obtenidos como subproductos de la fabricacin de pasta de madera, que consisten en una mezcla de lignito sulfonado, azcares, cidos de azcar, resinas y productos qumicos inorgnicos. La mayora de los lignosulfonatos se obtienen de la fabricacin de pasta del licor de sulfito, aunque algunos tambin son producidos por postsulfonation de ligninas obtenido por la fabricacin de pasta de sulfato (proceso Kraft). Son sales complejas de lignina. Actan en forma anloga a la del quebracho, pero de forma ms enrgica, aligerando la viscosidad del lodo y reduciendo su agua de filtrado. Son muy resistentes a la contaminacin por detritus y por ello estn indicadas en la perforacin de horizontes con yeso, ya que ste aumenta extraordinariamente la viscosidad del lodo. Es mucho ms caro que el quebracho. Su empleo presenta algunas dificultades, principalmente por la gran produccin de burbujas que dificultan el bombeo. Estas burbujas (parecidas a la espuma de un detergente) se eliminan con la adicin de estearato de aluminio disuelto normalmente en gas-oil. Muy efectivo como dispersante y controlador de filtrado, tiene un PH= 4 por lo tanto requiere de un neutralizador de PH. Es utilizado en todos los fluidos base agua dulce. Adicionalmente es un emulsionante y tiene buena efectividad en los fluidos contaminados con sal. Como dispersante para fluido de H2O dulce se debe utilizar de 2 a 3 Lbs/Bls. Para fluidos base agua salada utilizar de 3 a 6 Lbs/bls. Polifosfatos: Son sales sdicas que actan enrgicamente como fluidificantes o dispersantes. Ms que en la preparacin o correccin de lodos, se utilizan principalmente en la limpieza y desarrollo de pozos, cuyos horizontes permeables hayan podido ser invadidos por el lodo al hacer la perforacin, y en la destruccin de la costra. Los ms conocidos son: pirofosfatos, neutro o cido (P2O7Na4 y P2O7Na2 respectivamente); el tetrapolifosfato ING.IBRAIWUENDDANIELCAMACAROR.


(P4O13Na6) y el hexametafosfato (PO3Na)6, que es el ms usado por su eficacia para disminuir la viscosidad. CICLO DEL FLUIDO DE PERFORACIN:

1. 2. 3.

Tanque de succin. Tolva de mezclar. Bomba. Conexiones superficialesa. Lnea de descarga. b. Tubo vertical.

4.

c. Manguera de fluido. d. Unin giratoria. e. Cuadrante

a. Tubo de perforacin.

5.

Sarta de perforacin

b. Portamechas. c. Mechas.

6. 7. 8.

Espacio anular. Lnea de flujo de descarga. Equipos de Control de Slidosi. Vibradores (Zarandas). ii. Desarenadores. iii. Centrifugas.

9.

Tanque de succin.



CALCULO PARA FLUIDOS DE PERFORACIN: 1. Cual ser el peso de 180 Barriles de agua de gravedad especifica 1,1? Datos: Vol= 180 Bls esp= 1,1 W=? W=350(Lbs/Bls)* esp*Vol(Bls) W=350(Lbs/Bls) *1,1*180 Bls (Se elimina los Bls) W= 69.900 Lbs 2. Cual ser el peso del mismo volumen de petrleo de 28 API? Datos: API= 28 Despejando tenemos: API= 141,5 _ 131,5 esp esp = 141,5 API + 131,5

esp =

141,5 28 + 131,5

esp=0,887

W=350(Lbs/Bls)* esp*Vol(Bls) W=350(Lbs/Bls) *0,887*180 Bls W= 55.881 Lbs

3. Qu volumen en Barriles ocupara una tonelada de arcilla de gravedad especifica 2,57? 4. Qu volumen en Barriles ocupara 1000 Sacos de Barita si C/Saco de Barita pesa 100 Lbs? 5. Se dispone de 300 Sacos de arcilla de rendimiento 90 Bls/Ton. Se desea preparar un fluido de viscosidad aparente 15 cPs y esp/Arcilla=2,5.a). Calcule Vf ( Volumen de fluido) b). Calcule la Densidad del Fluido.



6. Se han preparado 2.375 Bls de fluido con 500 Sacos de arcilla. El fluido tiene una viscosidad de 15 cPs. Determinar el rendimiento de la arcilla. 7. Se tiene en circulacin 800 Bls de fluido de 8,6 Lbs/Gal, se requiere aumentar la densidad del fluido a 9 Lbs/Gal. 8. Se esta perforando con una densidad de 10 Lbs/Gal se requiere bajar la densidad a 9,8 Lbs/Gal teniendo un volumen de fluido en el pozo de 900 Bls. Determinar los Barriles de agua requeridos. 9. Qu presin de formacin se espera a una profundidad de 7.800 Pies si la formacin se considera de gradiente normal? (El ambiente de depositacin geolgica es marino). 10. Cual ser el gradiente de formacin de un pozo que a 8.000 Pies tiene una presin de yacimiento de 3624 Psi? 11. En una zona cuyo gradiente de formacin es 0,473 Psi/pies se esta perforando un pozo. A que profundidad se esta perforando si la presin de formacin es de 4863 Psi? 12. Determine la presin hidrosttica que ejerce un fluido de 15 Lbs/Gal a una profundidad de 5.000 pies. 13. Se tiene una presin hidrosttica de 5.000 Psi a una profundidad de 1.500 Pies. Cual ser la densidad del fluido? 14. Se programa perforar un pozo en un rea cuyo gradiente de formacin es 0,473 Psi/Pies. Determine la densidad del fluido si se requiere que la variacin de presin del pozo hacia la formacin sea 400 Psi, para una profundidad de 4800 Pies. 15. Se esta perforando Sobre balance a una profundidad de 5.000 Pies con una densidad de 10 Lbs/Gal y una presin de fractura de 3.000 Psi. Determine el P utilizado en Psi.


Unidad III. Fluidos de Perforacion

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