Fluido de perforacinEn la ingeniera geotcnica, se utiliza fluido
de perforacin para ayudar a la perforacin de pozos de sondeo en la
tierra. A menudo se utiliza durante la perforacin de pozos de
petrleo y gas natural, y en las plataformas de perforacin de
exploracin, los fluidos de perforacin se utilizan tambin para pozos
mucho ms simples, tales como pozos de agua. Fluido de perforacin
lquido a menudo se denomina lodo de perforacin. Las tres categoras
principales de los fluidos de perforacin son lodos a base de agua,
lodos no acuoso, generalmente llamado lodo a base de aceite, y el
fluido de perforacin gaseosa, en el que se puede utilizar una
amplia gama de gases.Las principales funciones de los fluidos de
perforacin incluyen el suministro de presin hidrosttica para evitar
que los fluidos de formacin de entrar en el agujero del pozo,
manteniendo la broca fresco y limpio durante la perforacin, llevar
a cabo cortes de perforacin, y la suspensin de los detritos de
perforacin durante la perforacin est en pausa y cuando el conjunto
de perforacin se pone en y fuera del agujero. El fluido de
perforacin utilizado para un trabajo en particular se selecciona
para evitar daos a la formacin y para limitar la corrosin.Tipos de
fluido de perforacinMuchos tipos de fluidos de perforacin se
utilizan en el da a da. Algunos pozos requieren que los diferentes
tipos se utilizan en diferentes partes en el agujero, o que algunos
tipos pueden usar en combinacin con otros. Los diversos tipos de
fluido generalmente se dividen en varias categoras amplias: Aire:
El aire comprimido es bombeado sea por espacio anular del pozo de
sondeo o bajar la sarta de perforacin en s. Aire/agua: El mismo que
el anterior, con agua aadida para aumentar la viscosidad, enjuagar
el agujero, proporcionar ms refrigeracin, y/o para controlar el
polvo. Aire/polmero: Un producto qumico especialmente formulado, se
refiere como un tipo de polmero ms a menudo, se aade a la mezcla de
agua y aire para crear condiciones especficas. Un agente de
formacin de espuma es un buen ejemplo de un polmero. Agua: El agua
por s mismo se utiliza a veces. Lodo a base de agua: Un sistema de
lodo a base de agua ms bsico comienza con agua, a continuacin,
arcillas y otros productos qumicos se incorporan en el agua para
crear una mezcla homognea que se asemeja algo entre la leche de
chocolate y una malta. La arcilla es por lo general una combinacin
de arcillas nativas que estn suspendidas en el fluido durante la
perforacin, o tipos especficos de arcilla que se procesan y se
venden como aditivos para el sistema de WBM. El ms comn de ellos es
bentonita, que se refiere a la frecuencia en el campo petrolfero
como "gel". Gel probable hace referencia al hecho de que mientras
que se est bombeando el fluido, que puede ser muy delgada y de
flujo libre, aunque se detiene cuando el bombeo, el fluido esttico
construye una estructura de "gel" que resiste el flujo. Cuando se
aplica una fuerza de bombeo suficiente para "romper el gel", se
reanuda el flujo y los retornos de lquido a su estado anterior de
flujo libre. Muchos otros productos qumicos se aaden a un sistema
de WBM para lograr varios efectos, incluyendo: control de la
viscosidad, la estabilidad de esquisto, mejorar la tasa de
perforacin de la penetracin, la refrigeracin y lubricacin de los
equipos. Lodo a base de aceite: lodo a base de aceite puede ser un
barro donde el fluido de base es un producto de petrleo como
combustible diesel. Lodos a base de aceite se utilizan por muchas
razones, un poco de ser mayor lubricidad, el aumento de la
inhibicin de esquisto, y una mayor capacidad de limpieza con menor
viscosidad. Lodos a base de aceite tambin soportar mayor calor sin
descomponerse. El uso de lodos a base de aceite tiene
consideraciones especiales. Estos incluyen el costo, las
consideraciones ambientales como la eliminacin de los recortes en
un lugar apropiado para aislar la posible contaminacin del medio
ambiente y las desventajas de exploracin del uso de lodo a base de
petrleo, especialmente en pozos exploratorios por incapacidad para
analizar muestras de petrleo en esquejes, ya que el lodo a base de
aceite tiene fluorescencia confundir con el aceite original de la
formacin. Por lo tanto induce la contaminacin de los recortes de
las muestras, ncleos, ncleos laterales para el anlisis geoqumico de
TOC y las mscaras de la determinacin real de la gravedad API debido
a esta contaminacin. Fluidos de base sinttica: El lquido sinttico a
base de un fango donde el fluido base es un aceite sinttico. Esta
es la ms utilizada en las plataformas en alta mar, ya que tiene las
propiedades de un lodo a base de petrleo, pero la toxicidad de los
gases lquidos son mucho menos de un fluido a base de aceite. Esto
es importante cuando los hombres trabajan con el fluido en un
espacio cerrado, como una plataforma de perforacin en alta mar. Los
mismos problemas ambientales y de contaminacin para el anlisis de
muestras de roca se produce utilizando un fluido base sinttico. En
una plataforma de perforacin, lodo se bombea desde los tanques de
lodo a travs de la sarta de perforacin donde se roca de boquillas
en la broca, de limpieza y refrigeracin de la broca de perforacin
en el proceso. El lodo a continuacin, lleva a la roca triturada o
cortar el espacio anular entre la sarta de perforacin y los lados
del agujero que se est perforando, a travs de la carcasa de la
superficie, donde emerge de nuevo en la superficie. Las estacas se
filtran a cabo ya sea con un agitador de pizarra, o la ms reciente
tecnologa de transporte de esquisto y el lodo vuelve a los fosos de
lodo. Los fosos de lodo dejar que los "finos" perforados se
asientan; las fosas son tambin donde el fluido se trata mediante la
adicin de productos qumicos y otras sustancias.El barro puede
volver contener gases naturales u otros materiales inflamables que
se acumulan en los alrededores de la zona de
agitador/transportadora pizarra o en otras reas de trabajo. Debido
al riesgo de un incendio o una explosin si se inflaman, sensores de
monitoreo y equipos especiales certificada a prueba de explosin se
suele instalar, y se aconseja a los trabajadores a tomar las
precauciones de seguridad. El lodo se bombea de nuevo en el agujero
y posterior re-circulado. Despus de la prueba, el barro se trata
peridicamente en los fosos de lodo para asegurar propiedades que
optimizan y mejoran la eficiencia de la perforacin, la estabilidad
del pozo, y otros requisitos que se enumeran a
continuacin.FuncinLas principales funciones de un lodo de
perforacin se pueden resumir de la siguiente manera:Quite las
estacas de bien El fluido de perforacin lleva la roca excavada por
la broca de la pieza a la superficie. Su capacidad para hacerlo
depende de corte de tamao, la forma y la densidad y la velocidad
del fluido viaja hasta el pozo. Estas consideraciones son anlogas a
la capacidad de una corriente para llevar a sedimentos; grandes
granos de arena en una corriente de movimiento lento se depositan
en el lecho de la corriente, mientras que los pequeos granos de
arena en una corriente de movimiento rpido se realizan junto con el
agua. La viscosidad del lodo es otra propiedad importante, como
esquejes se depositan en el fondo del pozo si la viscosidad es
demasiado baja.Otras propiedades incluyen: La mayora de los lodos
de perforacin son tixotrpico. Esta caracterstica mantiene los
esquejes suspendidos cuando el lodo no se est moviendo durante, por
ejemplo, de mantenimiento. Los lquidos que tienen adelgazamiento
por corte y viscosidades elevadas son eficientes para la limpieza
del pozo. Velocidad anular superior mejora el transporte de corte.
Relacin de transporte debe ser de al menos el 50%. Fluidos de alta
densidad pueden limpiar agujero adecuadamente incluso con
velocidades del anillo inferior. Sin embargo, puede tener un
impacto negativo si el peso del lodo es superior a la necesaria
para equilibrar la presin de la roca circundante, por lo que el
peso del lodo no suele estar aumentada para la limpieza del
agujero. Superior rotativos velocidades taladro de cadena de
introducir un componente circular, a la ruta de flujo anular. Este
flujo helicoidal alrededor del taladro cuerdas provoca cortes de
perforacin cerca de la pared, donde se producen malas condiciones
de limpieza del pozo, para entrar en las regiones de transporte ms
altos de la corona circular. El aumento de la rotacin son los
mejores mtodos en camas altas angulares y horizontales. Suspender y
liberar esquejes Debe suspender los recortes de perforacin,
materiales de peso y aditivos en una amplia gama de condiciones.
Perforar esquejes que se asientan lata puentes causas y llenan, lo
cual puede causar pegado-pipe y perdieron la circulacin. Peso de
material que se deposita se conoce como ceder, esto provoca una
amplia variacin en la densidad del fluido del pozo, esto ocurre con
ms frecuencia en un ngulo alto y pozos calientes Las altas
concentraciones de slidos de perforacin son perjudiciales para:
Eficiencia de la perforacin Tasa de Penetracin Propiedades del lodo
que se encuentran suspendidas deben ser equilibrados con
propiedades en la reduccin de la eliminacin de equipos de control
de slidos Para los controles efectiva de los slidos, los slidos de
perforacin deben ser retirados de barro en la primera circulacin
del pozo. Si recirculada, esquejes se rompen en trozos ms pequeos y
son ms difciles de eliminar. Llevar a cabo una prueba para comparar
el contenido de arena del lodo en la lnea de flujo y tanque de
succin. Controlar las presiones de formacin Si aumenta la presin de
la formacin, la densidad del lodo tambin se debe aumentar, a menudo
con la barita para equilibrar la presin y mantener la estabilidad
del pozo. Presiones de formacin balanceada va a producir una
afluencia inesperada de la presin en el pozo que puede dar lugar a
un escape de fluidos de la formacin presurizadas. La presin
hidrosttica = densidad del fluido de perforacin * verdadera
profundidad * aceleracin vertical de la gravedad. Si la presin
hidrosttica es mayor que o igual a la presin de formacin, fluido de
formacin no fluir en el pozo. Bueno significa que no hay control de
flujo incontrolable de fluidos de la formacin en el pozo. La presin
hidrosttica tambin controla las tensiones causadas por las fuerzas
tectnicas, estos pueden hacer pozos inestables incluso cuando la
presin del fluido de formacin es equilibrada. Si la presin de
formacin es inferior a la normal, aire, gas, niebla, espuma rgida,
o lodo de baja densidad se puede utilizar. En la prctica, la
densidad del lodo debe ser limitada al mnimo necesario para el
control y as la estabilidad del pozo. Si es demasiado bueno que
puede fracturar la formacin. Seal formaciones permeables Presin de
la columna de lodo debe ser superior a la presin de formacin, en
esta condicin filtrado de lodo invade la formacin, y una torta de
filtro de lodo se deposita sobre la pared del pozo. Mud est diseado
para depositar, torta de filtracin de baja permeabilidad delgado
para limitar la invasin. Los problemas se producen cuando se forma
una torta de filtracin gruesa, las tensiones en agujero, mala
calidad del registro, tubera atascada, la circulacin perdida y dao
de formacin. En las formaciones de alta permeabilidad con grandes
gargantas calibre, lodo puede invadir la formacin, en funcin de
barro tamao de slidos; Utilizar agentes de obturacin para bloquear
gran abertura, y luego slidos del lodo pueden formar el sello. Para
mayor efectividad, agentes de obturacin debe ser el tamao medio de
los espacios/fracturas poros. Agentes de correspondencia.
Dependiendo del sistema de lodo en uso, una serie de aditivos puede
mejorar la torta de filtro. Mantener la estabilidad del pozo Las
propiedades del lodo Composicin qumica y deben combinar para
proporcionar un pozo estable. Peso del lodo debe estar dentro de la
gama necesaria para equilibrar las fuerzas mecnicas. La
inestabilidad del pozo = desprendimiento formaciones, que pueden
causar condiciones apretado agujero, puentes y rellenar en los
viajes. La estabilidad del pozo = agujero mantiene el tamao y forma
cilndrica. Si se agranda el agujero, se vuelve dbil y difcil de
estabilizar, dando lugar a problemas como la baja velocidad
anulares, mala limpieza del pozo, carga de slidos y la mala
evaluacin de la formacin En la arena y formaciones de areniscas, la
ampliacin del agujero se puede lograr mediante acciones mecnicas.
Dao de la formacin se reduce en un sistema hidrulico conservadora.
Una buena calidad de torta de filtro que contiene bentonita es
conocido para limitar la ampliacin perforacin. En las pizarras, el
peso del lodo es suficiente para equilibrar el estrs formacin, ya
que estos pozos son generalmente estables. Con lodo a base de agua,
las diferencias qumicas pueden causar interacciones entre el barro
y pizarra que conducen al debilitamiento de la roca nativa.
Altamente fracturadas, lutitas frgiles y secos pueden ser
extremadamente inestable. Varios inhibidores qumicos pueden
controlar las interacciones de barro/esquisto Fluidos de perforacin
a base de aceite se utilizan para perforar la mayora de lutitas
sensibles al agua en zonas con condiciones de perforacin difciles.
Para aadir la inhibicin, emulsionados salmuera fase fluidos de
perforacin se utilizan para reducir la actividad de agua y crea
fuerzas osmticas para evitar la adsorcin de agua por esquistos.
Minimizar el dao a la formacin Dao en la piel o cualquier reduccin
en la formacin natural de porosidad y permeabilidad constituye dao
a la formacin Daos ms comunes; Lodo o slidos de perforacin invaden
la matriz de la formacin, la reduccin de la porosidad y la piel
causando efecto Hinchazn de las arcillas de formacin dentro del
depsito, la reduccin de la permeabilidad La precipitacin de slidos
debido a la mezcla de filtrado de lodo y formaciones de fluidos que
resulta en la precipitacin de sales insolubles Filtrado de lodo y
los fluidos de formacin forman una emulsin, la reduccin de depsito
de porosidad Fluidos de perforacin o reparacin de pozos y fluidos
de terminacin especialmente diseado, minimizar el dao de formacin.
Enfriar, lubricar y apoyar el conjunto de bits y de perforacin El
calor se genera a partir de las fuerzas mecnicas e hidrulicas en el
bit y cuando la sarta de perforacin gira y se frota contra la
carcasa y del pozo. Enfriar y transferencia de calor lejos de la
fuente e inferior a la temperatura del fondo del pozo. Motores Si
no, el bit, sarta de perforacin y el barro fallaran ms rpidamente.
Lubricacin basa en el coeficiente de friccin. Aceite y lodo de base
sinttica generalmente lubrican mejor que lodo a base de agua. Monto
de la lubricacin proporcionada por el fluido de perforacin depende
del tipo y la cantidad de slidos de perforacin y materiales de peso
composicin qumica del sistema. La mala lubricacin provoca un alto
par y arrastre, la comprobacin de calor de la sarta de perforacin,
pero estos problemas tambin son causados por estar clave, mala
limpieza del pozo y los conjuntos correctos orificio inferior del
diseo. Los fluidos de perforacin tambin soportan parte de
drill-cuerda o la caja a travs de la flotabilidad. Poner en
suspensin en el fluido de perforacin, impulsado por la fuerza igual
al peso del lodo, lo que reduce la carga en el gancho de gra. Peso
que cabria puede apoyar limitada por la capacidad mecnica, aumentar
la profundidad para que el peso del taladro cuerdas y la caja
aumento. Cuando se ejecuta largo, cadena pesada o cubierta, la
flotabilidad posible correr sartas de revestimiento cuyo peso
exceda la capacidad de carga del gancho del equipo de perforacin.
Transmitir la energa hidrulica a las herramientas y bits La energa
hidrulica proporciona energa al motor de lodo de rotacin de la
broca y herramientas MWD y LWD. Hidrulico base de los programas en
las boquillas de bits de tamao disponible para la bomba de fango
potencia para optimizar el impacto del jet en el fondo tambin.
Limitado a: Caballos de fuerza de la bomba Prdida de presin en el
interior de la sarta de perforacin Presin superficial mxima
permitida Caudal ptimo Presin de columna de perforacin pierde
superior en los lquidos mayores densidades, viscosidades plsticas y
slidos. Bajo contenido de slidos, de fluidificacin por cizalla
fluidos de perforacin, tales como polmero de fluidos, ms eficiente
en transmitir energa hidrulica. Profundidad se puede ampliar
mediante el control de las propiedades del lodo. Transferir
informacin de MWD y LWD a la superficie por la presin de pulso.
Asegrese de evaluacin de la formacin adecuada Propiedades del lodo
qumicas y fsicas y las condiciones del pozo despus de la perforacin
afectan evaluacin de formaciones. Madereros del fango examinar
esquejes para la composicin mineral, signo visual de los
hidrocarburos y los registros de lodo registrados de litologa, ROP,
deteccin de gas o los parmetros geolgicos. Wireline medida tala -
resonancia elctrica, acstica, nuclear y magnticos. Potencial zona
productiva se aslan y se lleva a cabo pruebas de formacin y pruebas
de barra de perforacin. Lodo ayuda no para dispersar de esquejes y
tambin mejorar el transporte de corte para registradores de barro
determinan la profundidad de los cortes se originaron. Lodo a base
de aceite, lubricantes, asfaltos enmascara indicios de
hidrocarburos. As lodo para la perforacin de ncleo base
seleccionada en tipo de evaluacin a realizar. Control de la
corrosin Taladro-cadena y la carcasa en contacto continuo con
fluido de perforacin pueden causar una forma de corrosin. Gases
disueltos causan graves problemas de corrosin; Porque, una falla
catastrfica rpida Puede ser mortal para los seres humanos despus de
un corto perodo de tiempo El pH bajo agrava la corrosin, por lo que
usar los cupones de corrosin para controlar la corrosin de tipo,
tarifas y decirle inhibidor qumico correcto en cantidad correcta.
Aereacin del fango, espuma y otros O2 condiciones atrapados causan
daos por corrosin en poco tiempo perodo. Al perforar en alta H2S,
elevado los fluidos de pH sulfuro de recoleccin de residuos
qumicos. Facilitar la cementacin y la finalizacin Cementacin es
crtica a la zona efectiva y terminacin de pozos. Durante carcasa
plazo, lodo debe permanecer fluido y minimizar los picos de presin
para fracturar la prdida de circulacin inducida no se produce. Mud
debe tener, revoque fino pulido, pozo sin cortes, derrumbes o
puentes. Para consolidar y completar la operacin correctamente,
barro desplazar por oleadas y cemento. Para la eficacia; Agujero
cerca de medidores Mud baja viscosidad Fuerza de gel progresiva no
Mud Minimizar el impacto sobre el medio ambiente El barro es, en
diversos grados, txico. Tambin es difcil y costoso para disponer de
l de forma respetuosa con el medio ambiente. Un artculo de Vanity
Fair describi las condiciones en Lago Agrio, un gran yacimiento de
petrleo en Ecuador, donde los perforadores eran efectivamente
regulado.Composicin de lodo de perforacinLodo de perforacin a base
de agua ms comnmente consiste en arcilla de bentonita con aditivos
tales como sulfato de bario, carbonato de calcio o hematita. Varios
espesantes se utilizan para influir en la viscosidad del fluido,
por ejemplo, goma de xantano, goma de guar, glicol,
carboximetilcelulosa, celulosa polianinica, o almidn. A su vez,
desfloculantes se utilizan para reducir la viscosidad de los lodos
a base de arcilla; polielectrolitos aninicos se utilizan con
frecuencia. Barro rojo era el nombre de una mezcla basada en
Quebracho, llamada as por el color de las sales de cido tnico
rojos, sino que era de uso comn en la dcada de 1940 a 1950, y luego
se hizo obsoleta cuando lignosulfonatos estuvieron disponibles. Se
aaden otros componentes para proporcionar diversas caractersticas
funcionales especficas que se enumeran ms arriba. Algunos otros
aditivos comunes incluyen lubricantes, inhibidores de esquisto,
aditivos de prdida de fluido. Un agente de carga tales como barita
se aade para aumentar la densidad global del fluido de perforacin
suficiente para que la presin del fondo del pozo puede mantenerse
evitando de este modo una afluencia no deseada de fluidos de la
formacin.Perforacin clasificacin barroSe clasifican en funcin de su
fase fluida, la alcalinidad, la dispersin y el tipo de productos
qumicos utilizados.Sistemas dispersos Lodo Agua dulce - barro bajo
pH que incluye spud, bentonita, natural, fosfato tratado lodos,
lodos orgnicos y orgnicos coloidales lodo tratado. pH barro ejemplo
tanato alcalina alta lodos tratados estn por encima de 9,5 en pH.
Lodos de perforacin a base de agua que reprime la hidratacin y la
dispersin de la arcilla - Hay 4 tipos: alto pH lodos de cal, pH
bajo yeso, agua de mar y sal saturada lodos de agua. Los sistemas
no dispersos Bajo barro slidos - Estos lodos contienen menos de
6.3% de slidos en volumen y el peso de menos de 9.5lbs/gal. La
mayora de los lodos de este tipo son a base de agua con diferentes
cantidades de bentonita y un polmero. Emulsiones - Los dos tipos
utilizados son el aceite en agua y agua en aceite. Lodo a base de
aceite - aceite a base de lodos contienen aceite como la fase
continua y el agua como un contaminante, y no es un elemento en el
diseo del lodo. Por lo general contienen menos de 5% de agua. Lodos
a base de aceite son por lo general una mezcla de combustible
diesel y asfalto, sin embargo puede estar basado en aceite y el
lodo crudo producido Ingeniero de lodo"Ingeniero de barro" es el
nombre dado a un campo petrolero de servicios de cada empresa que
se encarga de mantener un sistema de fluido de perforacin o fluido
de terminacin de un aceite y/o equipo de perforacin de gas. Esta
persona normalmente trabaja para la empresa de venta de los
productos qumicos para el trabajo y est capacitado especficamente
con los productos, los ingenieros de lodo, aunque independientes
siguen siendo comunes. El papel del ingeniero de barro o ms
propiamente Drilling Fluids ingeniero es muy importante para toda
la operacin de perforacin ya que incluso pequeos problemas con el
barro pueden detener las operaciones de enteros en plataforma. El
patrn de cambios aceptados internacionalmente en las operaciones de
perforacin en alta mar es un trabajo personal sobre un modelo de
cambio de 28 das, en el que trabajan durante 28 das seguidos y
descansar los siguientes 28 das. En Europa, este es ms comnmente un
patrn de cambio 21 das.En la perforacin en alta mar, con la nueva
tecnologa y los elevados costos totales del da, los pozos se
perforan extremadamente rpido. Tener dos ingenieros de lodo tiene
sentido econmico para evitar el tiempo de inactividad debido a las
dificultades de fluidos de perforacin. Dos ingenieros de lodo
tambin reducen los costos de seguros a las empresas petroleras por
los daos ambientales que las petroleras son responsables durante la
perforacin y produccin. Un ingeniero senior de barro normalmente
trabaja en el da, y un ingeniero de lodo junior en la noche.El
costo del fluido de perforacin es tpicamente alrededor de 10% del
coste total de la perforacin de un pozo, y exige ingenieros de
barro competentes. Grandes ahorros en costos se producen cuando el
ingeniero de lodo y lquidos realiza adecuadamente.El ingeniero de
lodo no se debe confundir con mudloggers, personal de servicio que
controlan el gas del lodo y recoger muestras de pozo.Ingeniero de
CumplimientoEl ingeniero de cumplimiento es el nombre ms comn para
una relativamente nueva posicin en el campo petrolero, surgiendo
alrededor de 2002 debido a las nuevas regulaciones ambientales en
el lodo sinttico en los Estados Unidos. Anteriormente, el barro
sinttico se regul el mismo lodo a base de agua y podra eliminarse
en aguas de la costa debido a la baja toxicidad para los organismos
marinos. Nuevas regulaciones restringen la cantidad de aceite
sinttico que puede ser dado de alta. Estas nuevas regulaciones
crean una carga significativa en la forma de las pruebas necesarias
para determinar la "Repblica de China" o el mantenimiento en
esquejes, toma de muestras para determinar el porcentaje de petrleo
crudo en el lodo de perforacin, y una extensa documentacin. Cabe
sealar que ningn tipo de aceite/lodo a base sinttico puede ser
descargado en el Mar del Norte. Lodo contaminado tanto debe ser
enviado de vuelta a la costa en salta o se procesa en las
plataformas.Una nueva prueba de toxicidad mensual tambin ahora se
realiza para determinar la toxicidad de sedimentos, utilizando los
plumulosus Leptocheirus anfpodos. Se aaden diversas concentraciones
del lodo de perforacin para el medio ambiente de cautivo L.
plumulosus para determinar su efecto sobre los animales. La prueba
es controvertido por dos razones: Estos animales no son nativas de
muchas de las zonas reguladas por ellos, incluyendo el Golfo de
Mxico La prueba tiene una gran desviacin estndar y las muestras que
dejar mal puede pasar fcilmente a nuevas pruebas Rating: 5.0 UNIDAD
1 Ing. Mario Arrieta 2. El fluido de perforacin es un lquido o gas
que circula a travs de la sarta de perforacin hasta a la barrena y
regresa a la superficie por el espacio anular. Hasta la fecha un
pozo de gas o aceite no se puede perforar sin este concepto bsico
de fluido circulante. Un ciclo es el tiempo que se requiere para
que la bomba mueva el fluido de perforacin hacia abajo al agujero y
de regreso a la superficie. El fluido de perforacin es una parte
clave del proceso de perforacin, y el xito de un programa de
perforacin depende de su diseo. Un fluido de perforacin para un rea
particular se debe disear para cumplir con los requerimientos
especficos. En general los fluidos de perforacin tendrn muchas
propiedades que son benficas para la operacin, pero tambin algunas
otras que no son deseables. Siempre hay un compromiso. 3. El fluido
de perforacin o lodo como comnmente se le llama, puede ser
cualquier sustancia o mezcla de sustancias con caractersticas
fsicas y qumicas apropiadas, como por ejemplo: aire o gas, agua,
petrleo o combinaciones de agua y aceite con determinado porcentaje
de slidos. 4. El fluido no debe ser txico, corrosivo, ni
inflamable, pero s inerte a las contaminaciones de sales solubles o
minerales y estable a las altas temperaturas. Adems, debe mantener
sus propiedades segn las exigencias de las operaciones, debe ser
inmune al desarrollo de bacterias. 5. Retirar los recortes del
fondo del agujero, transportarlos y liberarlos en la superficie. La
velocidad de flujo en el espacio anular es el parmetro clave para
vencer el efecto de la gravedad ( 100 y 200 pies/min) La densidad y
la viscosidad tambin contribuyen a mejorar la capacidad
transportadora de un fluido. Los recortes y los slidos deben
retirarse en la superficie para obtener un fluido limpio que se
pueda bombear de nuevo hacia el agujero a travs de la sarta. La
arena es muy abrasiva y si no se remueve daar las bombas de lodo,
las lneas , los tubulares y el equipo de subsuelo. 6. Enfriar y
lubricar la barrena y la sarta de perforacin: Conforme la barrena y
la sarta de perforacin giran contra la formacin, se genera una gran
cantidad de calor. El fluido de perforacin absorbe el calor
generado y lo lleva a la superficie, donde se libera a la atmsfera.
El fluido de perforacin debe tener algunas propiedades de
lubricacin que ayudarn a reducir el torque y la friccin. 7.
Depositar un revoque de pared impermeable : Un buen fluido de
perforacin debe depositar un revoque delgado y de baja
permeabilidad en la pared del agujero frente a las formaciones
permeables para consolidarlas y para retardar el paso del fluido
desde el agujero del pozo hacia la formacin permeable. (areniscas).
La presin diferencial resultar en invasin del fluido, la cual en
ausencia de un revoque empujara al lodo o a su filtrado hacia la
formacin. La prdida de lodo o de filtrado causar daos a la
formacin. 8. Controlar las presiones del subsuelo: La presin
hidrosttica del lodo debe ser suficiente para prevenir un brote
imprevisto del pozo. La densidad del lodo (peso del lodo) es
elfactor de control. Una ecuacin para obtener la presin hidrosttica
ejercida por la columna de lodo es: PH(psi ) = (Profundidad
Vertical pies) x (densidad del lodo, lb/gal) x (0.052) r e r w Ph
> Py Las formaciones con presiones por debajo de lo normal se
perforan frecuentemente con aire, gas, niebla, espuma rgida, lodo
aireado o fluidos especiales de densidad ultrabaja (generalmente a
base de petrleo). 9. Sostener los recortes y el material pesado en
suspensin cuando se detenga la circulacin: Esto se logra con buenas
propiedades tixotrpicas del fluido. La tixotropa es la capacidad de
un fluido de desarrollar resistencia de gel con el tiempo cuando se
le deja en reposo, pero permitindole regresar a su estado fluido al
aplicarle agitacin mecnica. 10. Soportar parte del peso de las
sartas de perforacin y de revestimiento: Conforme un pozo es
perforado a mayor profundidad, el peso de las sartas de perforacin
y de revestimiento se convierte en un factor crtico. El lodo ayuda
a reducir el peso de las sartas conforme ellas flotan hacia arriba
por una fuerza de empuje igual al peso del lodo desplazado. Wsarta
lodo = W sarta aire x Factor de Flotacin Ff = 1-(0.015 x (lb/gal)
Ff = 1-(0.002 x (lb/pie3) 11. Evitar daos de permeabilidad en la
zona productiva : El fluido utilizado para perforar la zona de
produccin tendr un impacto importante en la productividad del pozo.
La prdida de la produccin resulta de: - Arcillas hinchadas por
hidratacin, - Poros del yacimiento bloqueados con slidos y/o gotas
de micro-emulsin. DAOS 12. Permitir la obtencin informacin de las
formaciones penetradas Las propiedades del fluido no deben
interferir con el programa de registro, deben facilitar la obtencin
de la informacin deseada. Por ejemplo, el lodo debe tener una
resistividad definida para que cuando los registros se corran se
pueda derivar la resistividad de la formacin. 13. Transmitir
caballaje hidrulico a la barrena: El fluido de perforacin es el
medio para transmitir la potencia hidrulica hasta la barrena. Las
propiedades de flujo del lodo ejercen una influencia considerable
sobre la hidrulica. Ellas se deben optimizar para lograr una
hidrulica ptima. Una hidrulica adecuada promueve altas velocidades
de penetracin. 14. Proteger la sarta de perforacin contra la
corrosin : El fluido de perforacin debe ser no corrosivo. La
corrosin aumentar conforme disminuye el PH. La corrosin puede
llevar a: - Roturas de la tubera por chorro erosivo (lavado) -
Fallas en la bomba de lodos - Fugas en las lneas de superficie Los
gases disueltos tales como el oxgeno, dixido de carbono y sulfuro
de hidrgeno pueden causar graves problemas de corrosin, tanto en la
superficie como en el fondo del pozo. En general, un pH bajo agrava
la corrosin. 15. Densidad Es la propiedad del fluido que tiene por
funcin principal mantener en sitio los fluidos de la formacin. La
densidad se expresa por lo general en lbs/gal, Es uno de los dos
factores, de los cuales depende la presin hidrosttica ejercida por
la columna de fluido. La presin hidrosttica debe ser ligeramente
mayor a la presin de la formacin, para evitar en lo posible una
arremetida, lo cual depender de las caractersticas de la formacin.
Se utilizar material densificante como la Barita debido a su alta
gravedad especfica (mnimo de 4.2 gr/cc) 16. Densidad Balanza de
lodo: permite conocer, adems de la densidad en lbs/gal y lbs/ pie3
, la gravedad especifica y el gradiente de presin por cada mil pies
17. Viscosidad API (de embudo) Se le concede cierta importancia
prctica aunque carece de base cientfica, y el nico beneficio que
aparentemente tiene, es el de suspender el ripio de formacin en el
espacio anular, cuando el flujo es laminar. Es recomendable evitar
las altas viscosidades y perforar con la viscosidad embudo ms baja
posible, siempre y cuando, se tengan valores aceptables de fuerzas
de gelatinizacin y un control sobre el filtrado. Un fluido
contaminado exhibe alta viscosidad embudo. 18. Viscosidad API
Embudo Marsh El embudo se utiliza para determinar la viscosidad del
fluido en segundos por cuarto de galn. Es determinada con el Embudo
Marsh, y sirve para comparar la fluidez de un lquido con la del
agua. 19. Viscosidad Platica Es la viscosidad que resulta de la
friccin mecnica entre: Slidos Slidos y lquidos Lquido y lquidos
Esta viscosidad depende de la concentracin, tamao y forma de los
slidos presentes en el fluido, y se controla con equipos mecnicos
de Control de Slidos. Este control es indispensable para mejorar el
comportamiento reolgico y sobre todo para obtener altas tasas de
penetracin (ROP). Una baja viscosidad plstica aunada a un alto
punto cedente permite una limpieza efectiva del hoyo con alta tasa
de penetracin 20. Punto cedente Es una medida de la fuerza de
atraccin entre las partculas, bajo condiciones dinmicas o de flujo.
Es la fuerza que ayuda a mantener el fluido una vez que entra en
movimiento. El punto cedente est relacionado con la capacidad de
limpieza del fluido en condiciones dinmicas, y generalmente sufre
incremento por la accin de los contaminantes solubles como el
carbonato, calcio, y por los slidos reactivos de formacin. Un
fluido floculado exhibe altos valores de punto cedente. La
floculacin se controla de acuerdo al causante que lo origina. Se
usan adelgazantes qumicos cuando es causada por excesos de slidos
arcillosos y agua cuando el fluido se deshidrata por altas
temperaturas. 21. Resistencia la gel Esta resistencia o fuerza de
gel es una medida de la atraccin fsica y electroqumica bajo
condiciones estticas. Est relacionada con la capacidad de suspensin
del fluido y se controla, en la misma forma, como se controla el
punto cedente, puesto que la origina el mismo tipo de slido
(reactivo) Esta fuerza debe ser lo suficientemente baja para:
Permitir el asentamiento de los slidos en los tanques de
superficie, principalmente en la trampa de arena. Permitir buen
rendimiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulacin
Minimizar el efecto de succin cuando se saca la tubera Permitir el
desprendimiento del gas incorporado al fluido, 22. Viscosmetro de
lectura directa Determinar las propiedades reolgicas del fluido, es
decir, la viscosidad plstica, el punto cedente y la fuerza de gel.
Este aparato esta constituido por un rotor que gira dentro de una
taza mediante un motor elctrico. Una caja de velocidades, que acta
mediante un sistema de engranaje, hace girar el rotor a diferentes
velocidades. Al girar el rotor produce un cierto arrastre al bob.
Este arrastre se mide mediante una balanza de torsin, que indica la
fuerza desarrollada en un dial graduado. 23. Filtrado El filtrado
indica la cantidad relativa de lquido que se filtra a travs del
revoque hacia las formaciones permeables, cuando el fluido es
sometido a una presin diferencial. Esta caracterstica es afectada
por los siguientes factores: Presin dispersin - Temperatura -Tiempo
En formaciones permeables no productoras se controla desarrollando
un revoque de calidad, lo cual es posible, si se tiene alta
concentracin y dispersin de slidos arcillosos que son los
verdaderos aditivos de control de filtracin. Por ello, es prctica
efectiva usar bentonita prehidratada para controlar el filtrado.
24. Filtrado Filtro prensa determina el filtrado o prdida de agua
que pasa hacia la formacin permeable cuando el fluido es sometido a
una presin diferencial. 25. PH El pH indica si el lodo es cido o
bsico. La mayora de los fluidos base acuosa son alcalinos y
trabajan con un rango de pH entre 7.5 a 11.5. Cuando el pH vara de
7.5 a 9.5, el fluido es de bajo pH y cuando vara de 9.5 a 11.5, es
de alto pH. PH-Metro 26. Lquidos Base agua Gas naturalBase aceite
Aire Mezclas gas-lquido Espuma Agua aireada Gases 27. Los
principales factores que determinan la seleccin de fluidos de
perforacin son: 1. Tipos de formaciones a ser perforadas. 2. Rango
de temperaturas, esfuerzos, permeabilidad y presiones exhibidas por
las formaciones. 3. Procedimiento de evaluacin de formaciones
usado. 4. Calidad de agua disponible. 5. Consideraciones ecolgicas
y ambientales. Sin embargo, muchas veces impera el ensayo y error
28. Base Agua 1. Consisten en una mezcla de slidos, lquidos y
qumicos, con agua siendo la fase continua. 2. Algunos de los slidos
reaccionan con la fase agua y qumicos disueltos, por lo tanto son
llamados slidos reactivos. La mayora son arcillas hidratables. 3.
Los qumicos agregados al lodo restringen la actividad de estos,
permitiendo que ciertas propiedades del F.P. se mantengan dentro de
lmites deseados. 29. Base Agua 4. Los otros slidos en un lodo no
reaccionan con el agua y qumicos de manera significativa, siendo
llamados slidos inertes. 5. Cualquier aceite que se agregue a un
lodo base agua es emulsificado dentro de la fase agua, mantenindose
como pequeas y discontinuas gotas (emulsin aceite en agua). 30.
Base Aceite 1. Son similares en composicin a los lodos base agua,
excepto que la fase continua es aceite en lugar de agua, y gotas de
agua estn emulsificadas en la fase aceite. 2. Otra diferencia
importante es que todos los slidos son considerados inertes, debido
a que no reaccionan con el aceite. 3. Evitan la corrosin a la broca
y la sarta 4. Evitan problemas de arcillas sensibles 5. Desventaja:
alto costo inicial y mantenimiento 31. 1.pumps succionan el lodo
del tanque de lodos y bombea este dentro los equipos de perforacin.
2.pipes and hoses Conecta la bomba con los equipos de perforacin
3.Linea de retorno de lodo- via del retorno de lodo desde el hoyo.
4.Zaranda vibratoria- serpara los cortes de roca del lodo. 5.shale
slide lleva los ripios al tanque de reserva 6.reserve pit Colecta
los cortes de roca separados del lodo. 7.mud pits Donde fluido de
perforacin es mezclado y reciclado. 8.mud-mixing hopper donde el
nuevo lodo es mezclado para se enviado a los tanques de lodo 32. No
importa cunto se viva sino cmo se vive, si se vive bien y se muere
joven, se puede haber contribuido ms que una persona hasta los
ochenta aos preocupada slo de s misma. Martin Luther King
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Perforacin Fluidos e Hidraulica Curso de WorkOver O. Zamb Libros y
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mircoles, 21 de marzo de 2012FLUIDOS DE PERFORACIN
Segn el manual de Tecnologa Aplicada a los Fluidos de Perforacin
(1998), define el lodo de perforacin como un fluido de
caractersticas fsicas y qumicas apropiadas que puede ser aire o
gas, agua, petrleo y combinacin de agua y aceite con diferente
contenido de slido. No debe ser txico, corrosivo ni inflamable pero
si inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales, y
adems estable a las temperaturas. Debe mantener sus propiedades
segn las exigencias de las operaciones y debe ser inmune al
desarrollo de bacterias. El propsito fundamental del lodo es ayudar
a hacer rpida y segura la perforacin, mediante el cumplimiento de
ciertas funciones. Sus propiedades deben ser determinadas por
distintos ensayos y es responsabilidad del especialista en lodos
comparar las propiedades a la entrada y salida del hoyo para
realizar los ajustes necesarios.
Funciones de los fluidos de perforacinRemover y transportar el
ripio del fondo del hoyo o pozo hacia la superficie, enfriar y
lubricar la barrena y la sarta de perforacin, cubrir la pared del
hoyo con un revoque liso, delgado, flexible e impermeable-,
controlar la presin de las formaciones, mantener en suspensin,
cuando se interrumpe la circulacin, el ripio y el material
densificante. Soportar, por flotacin, parte del peso de la sarta de
perforacin y de la tubera de revestimiento, durante su insercin en
el hoyo. Mantener en sitio y estabilizada la pared del hoyo,
evitando derrumbes. Facilitar la mxima obtencin de informacin
deseada acerca de las formaciones perforadas. Transmitir potencia
hidrulica a la barrena.
Composicin de los fluidosLa composicin del fluido depender de
las exigencias de cada operacin de perforacin en particular. La
perforacin debe hacerse atravesando diferentes tipos de formacin,
que a la vez, pueden requerir diferentes tipos de fluidos. Por
consiguiente, es lgico que varias mejoras sean necesarias
efectuarle al fluido para enfrentar las distintas condiciones que
se encuentran a medida que la perforacin se hace cada vez ms
profunda en busca de petrleo. En su gran mayora los lodos de
perforacin son de base acuosa, donde la fase continua es el agua.
Sin embargo, en trminos generales, los lodos de perforacin se
componen de dos fases: Fase lquida, la cual puede ser agua (dulce o
salada) o aceite; o Fase slida, est puede estar compuesta por
slidos inertes (deseables o indeseables) o por slidos
reactivos.Propiedades de los fluidos de perforacin
Densidad: Es la relacin entre la masa y el volumen de un cuerpo.
En la industria petrolera se usa como el peso por unidad de volumen
y se expresa en libras por galn (Lbs/gal), libras por pie cbicos
(Lbs/pc), libras por barril (Lbs/Bls), entre otros.
Propiedades reolgicas Viscosidad: Es la resistencia al flujo de
una sustancia. Se puede calcular a travs de la siguiente ecuacin:
Velocidad de corte (): La velocidad de corte (), es igual a la
velocidad rotacional (). Depende de la velocidad medida del fluido
en la geometra en que est fluyendo. Por lo tanto, las velocidades
de corte son mayores en las geometras pequeas (dentro de la columna
de perforacin) y menores en la geometra grandes (como la tubera de
revestimiento y los espacios anulares). Las velocidades de corte ms
altas suelen causar una mayor fuerza resistiva del esfuerzo de
corte. Esfuerzo de corte (): Es la fuerza requerida para mantener
la velocidad de corte. El esfuerzo de corte est expresado en labras
de fuerza por cien pies cuadrados (Lb/100 pie2) Viscosidad de
embudo: Se usa como indicador relativo de la condicin del fluido.
No proporciona suficiente informacin para determinar las
propiedades reolgicas o las caractersticas de flujo de un fluido.
Viscosidad aparente (VA): Es la viscosidad que un fluido parece
tener en un instrumento dado y a una tasa definida de corte Est
indicada el viscosmetro de lodo a 300 RPM (300) o la mitad de la
indicacin del viscosmetro a 600 RPM (600). Cabe indicar que ambos
valores de viscosidad aparente concuerdan con la formula.
Viscosidad plstica (VP): Se describe como la parte de la
resistencia al flujo que es causada por la friccin mecnica, es
afectada por: la concentracin de slidos, el tamao y la forma de los
slidos, la viscosidad de la fase fluida, la presencia de algunos
polmeros de cadenas largas (POLY-PLUS, hidroxietilcelulosa (HEC),
POLYPAC, Carboximetilcelulosa (CMC) y por las relaciones de
aceite-agua (A/A) o sinttico - agua (S/A) en los fluidos de emulsin
inversa. Los cambios de la viscosidad plstica pueden producir
considerables cambios en la presin de bombeo. Punto cedente (Pc):
Es una medida de las fuerzas electroqumicas o de atraccin en un
fluido. Es la parte de la resistencia al flujo que se puede
controlar con un tratamiento qumico apropiado. Tambin disminuye a
medida que las fuerzas de atraccin son reducidas mediante el
tratamiento qumico. Esfuerzos de gel: La resistencia del gel
formado depende de la cantidad y del tipo de slidos en suspensin,
del tiempo, de la temperatura y del tratamiento qumico. pH: Es una
medida para expresar la alcalinidad o cido de un lodo de
perforacin. Si el pH 7 el lodo es alcalino y si el pH 8 el lodo es
cido. El pH debe ser alcalino para evitar la corrosin.
Tipos de fluidosLos fluidos de perforacin se clasifican de
acuerdo al tipo de base en: fluido base agua y fluido base aceite;
y de acuerdo a su comportamiento de flujo en: newtonianos y no
newtonianos.Si la fase continua de un lodo es la parte lquida en el
cual se encuentra suspendido otro lquido en forma de glbulos muy
pequeos, esto es lo que se conoce con el nombre como fluido base
agua. En los lodos base agua, el agua constituye el medio de
suspensin para los slidos y es la fase continua, haya o no
petrleo.Los lodos base aceite constituyen una emulsin de agua en
aceite, es decir, una emulsin inversa donde la fase dispersa es el
agua y la fase continua al igual que el filtrado, es aceite. El
agua no se disuelve o mezcla con aceite sino que permanece
suspendida, actuando cada gota como una partcula slida.