INDICECAPITULO 1. GENERALIDADES1.1 INTRODUCCION.....11.2
ANTECEDENTES31.3 PLATEAMIENTO DEL PROBLEMA....51.3.1 Identificacin
del Problema..51.3.2 Formulacin del Problema...61.3.3 Anlisis Causa
Efecto 71.4 OBJETIVO. 81.4.1 Objetivo General.. 81.4.2 Objetivos
Especificos.. 81.4.3 Objetivo Especificos y Acciones 81.5
JUSTIFICACION... 91.5.1 Justificacion Tecnica.91.5.2 Justificacion
Economica...91.5.3 Justificacion Social.91.5.4 Justificacion
Ambiental 91.5.5 Justificacion Legal 11CAPITULO 2. MARCO
CONCEPTUAL.... 142.1 FUNCIONES DEL FLUIDO DE PERFORACION152.2
DISENO DE FLUIDOS DE PERFORACION172.3 TIPOS DE FLUIDOS DE
PERFORACION..182.3.1 Fluidos Base Agua202.3.2 Fluidos Base Aceite
212.3.3 Sistema de Emulcion Directa...222.3.4 Costos..........
22
INDICE DE FIGURASI) Costo estimado de fluido de perforacion.7II)
Tipos de formacion a perforar.18III) Tabla. Fase continua y
discontinua de los fluidos...19IV) Servicio de Planta.23V) Proyecto
pozo ITGX3...25VI) Estructura de costos.27
CAPiTULO 1. GENERALIDADES1.1. INTRODUCCIONEn Bolivia hace varios
aos la explotacion de los hidrocarburos ha sido una prioridad y una
oportunidad de desarrollo.Una vez confirmadas las reservas de
hidrocarburos, la exploracion y la explotacion se realizan a traves
de la perforacin de pozos; para ello, es necesario utilizar, con la
maquinaria, fluidos de perforacin, los cuales tienen, entre otras
funciones, estos fluidos pueden ser base agua o base aceite.Ahora
bien, las empresas que prestan servicios de fluidos de perforacin
no escapan de esta necesidad, mas aun tomando en consideracin que
estan en proceso de expansion debido a que los fluidos de
perforacin se consideran un elemento vital de los pozos
petroleros.La importancia reside en que pueden desempear diversas
funciones cruciales en el proceso de perforacin tales como:
suspensin de ripio, que se forman al perforar para arrastrarlo a la
superficie, haciendo a su vez la funcion de limpieza, asimismo
controlar la presion de la mecha de perforacin, estabiliza las
formaciones porque forman una capa protectora en las paredes del
pozo para evitar perdidas de circulacin, asi mismo cumple la
funcion de lubricar y enfriar la mecha de perforacin.En efecto los
fluidos que sean compatibles con todas las formaciones a perforar
van a contribuir en el logro de los objetivos fijados, a menor
costo tanto para el cliente como para la organizacin, por ello las
empresas dedicadas a servicios de fluidos de perforacin, para ser
sustentables en el tiempo han implementado nuevas tecnicas y
utilizan tecnologia d avanzada, con el proposito de desarrollar
sistemas, mantener la calidad, productividad, competividad y
experimentar un crecimiento sostenido a largo plazo.En funcion de
lo antes expuesto y como una medida de satisfacer la necesidad, se
desarrollara la presente investigacin, cuyo objetivo central es
analizar la gestion Los fluidos usados en la perforacin rotatoria ,
son el medio para extraer los recortes del interior del pozo,
tambien para evitar que los fluidos de la formacion entren en el
mismo durante la perforacion y para impedir derrumbes de las
paredes del agujero. son considerados ahora como uno de los
factores ms importantes para evitarfallas en las operaciones de
perforacin. los fluidos de perforacin deben cumplir con otras
funciones de igual importancia y directamente relacionadas con la
eficiencia, economa y total automatizacion dela operacin de
perforacin. Por esta razn la composicin de los fluidos y sus
propiedades resultantes estn sujetas a muchos estudios y anlisis.
Atendiendo a las necesidades , los fluidosdeben 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. El objetivo principal de un pozo petrolero es alcanzar la
zona de hidrocarburos. Se perforan varias capas de formaciones
litologicas cada vez mas profundas que contienen diversos elementos
contaminantes, entre ellas las temperaturas y presiones de la
formacion perforada. Afectan a los sistemas de fluidos de control,
sobre todo a los de base agua; sin embargo en la actualidad ya se
disean fluidos con aditivos quimicos y resistentes y estables a los
containantes, asi como biodegradables y no toxicos para proteger a
los ecosistemas donde se perfora un pozo petrolero.
1.2 ANTECEDENTES Existe muy poca informacin del inicio en la
utilizacin de los fluidos de perforacin o lodos en el rea de
perforacin de pozos petroleros.Aparentemente los primeros pozos
perforados por el mtodo de rotacin solo usaron el agua como fluido
que al mezclarse con slidos de formacin formaban lodo.
Evidentemente en sus primeros tiempos no se daba mucha importancia,
considerado de muy poco inters sus funciones y propiedades. Era de
suponer que si un lodo era demasiado espeso o pesado se lo
adelgazaba agregndole agua; y si la viscosidad era insuficiente se
le agregaba otro lodo de reserva para espesarlo.En el ao 1901recien
aparece un artculo sobre los lodos nativos escritos por HAGGEN y
POLLARD quienes investigaron sobre el uso de los lodos en la
perforacin de pozos; ellos sugirieron que en pozos de gas se debe
llenar el mismo cuando se saca la tubera para evitar un posible
reventn.
As definieron el lodo nativo como una mezcla de agua con arcilla
la cual permanece en suspensin por un tiempo considerable. Las
arcillas mas utilizadas fueron el GUMBO despreciando las arenas y
arcillas duras y es mas ellos recomendaron el uso de un 20% en peso
de arcillas en agua,
En 1916, LEWIS Y Mc MURRAY adaptaron el lodo nativo para la
perforacin a cable, definindolo como una mezcla de agua con algn
material arcilloso que pueda permanecer en suspensin por tiempo
considerable que tenga una densidad de 1.05 a1.15 gr/cc, y que
adems debe ser delgado como el agua para evitar afectos negativo en
algunas formaciones. Consideraban que un buen lodo debe sellar las
formaciones de arenas adems evitar su lavado y contrarrestar las
presiones de agua.
La historia moderna de los lodos comienza en 1921 con el fin de
controlar sus propiedades a travs de su uso de aditivos qumicos
especialmente preparados para aquellos propsitos, STOUD fue el
encargado de encontrar un medio para aumentar la densidad para
prevenir el descontrol en pozos de gas. As surgi el oxido de hierro
para preparar lechadas rpidas y bombeable de 15 a 18 lb/ gal. Ya en
1922 el experimento con un aditivo llamado BARITA O BARITINA
material que presentaba una serie de ventajas sobre el oxido de
hierro como ser alta gravedad especifica no es abrasivo, no es
toxico pero su uso recin creci en 1929cuando solucion el problema
de la viscosidad y fuerza GEL necesaria para suspender el
material.
La solucin al problema de viscosidad y gel dio lugar a una serie
de investigaciones en la bsqueda de aditivos aptos que
especficamente cumplan con los objetivos; se desarrollan primero
compuestos de mezclas de aluminato de sodio y causita para luego
descubrir en 1929 las arcillas BENTONITICA, sobre todo aquellas que
provenan del estado de WYOMIG con ventajas superiores en dar
viscosidad, fuerza de GEL y control de filtrado en la formacin.
Si bien la BENTONITA daba viscosidad y control de filtrado en
lodos Base agua dulce, la misma no tenia buenos resultados en aguas
saladas. Por lo que en 1936 fue patentado el producto conocido como
ATAPULGUITA para darle viscosidad a las soluciones saladas.
En 1937con la finalidad de de tener un mejor control de filtrado
se desarrollaron coloides orgnicos tales como el almidn de maz el
cual deba de sufrir un proceso de PEPTIZACION para su respectivo
uso en los lodos, pero como estos productos se fermenta, las
investigaciones fueron ampliadas a otros agentes que resistan mas o
fermenten menos con la temperatura as se desarrollo el CARBOXI
METIL CELULOSA y algunos otros.
El trabajo de profundizar un pozo trajo aparejando el problema
de alta viscosidad y gel en los lodos, nace as la necesidad de
desarrollar productos productos que puedan controlar y o bajar la
viscosidad y gel alto; as surgieron fosfatos no hidratados; ya en
1930 PARSONS menciona el uso de adelgazante estabilizadores como as
tambin discute el efecto de PH sobre la viscosidad del lodo.
LOOMIS y AMBROSE patentaron el uso del tanino natural para
disminuir la viscosidad, estudios sobre la segunda guerra mundial
permitieron el desarrollo de otros productos como LIGNO SULFONATOS
DE CALCIO, LIGNINA, LIGNOSULFONATOS DE HIERRO Y CROMO que fueron
usados en los lodos como dispersante desde la dcada del
cincuenta.
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA1.3.1 Identificacion del problema
los fluidos de perforacion pueden definirse como la mezcla de
fluido y solidos, que requieren ciertos procesos de sondaje para
facilitar la produccion y remocion de residuos de un pozo habitual
y especialmente en terrenos, o fluidos de perforacion se denominan
lodos.este tipo de servicio se presta generalmente a la industria
petrolera.Tales fluidos cumplen una amplia variedad de funciones en
las operaciones de perforacion de pozos petroleros, incluyendo el
mantenimiento de la presion en las rocas de formcion y ayuda a
proteger las onas permeable del dao mientras se realiza la
perforacion, incrementando las tasas de recuperacion de
hidrocarburos.Los fluidos de perforacion tambien ayudan a enfriar y
lubricar la mecha de perforacion del taladro y son esenciales para
la remocion de la roca excavada o cortes del taladro de las paredes
del pozo (McCosh y Getliff,2003).1.3.2 Formulacion del
problemaCuales seran los niveles de ingresos y costos para la
puesta en marcha de una empresa que ofrezca un servicio de fluidos
de perforacion a empresas operadoras de hidrocarburos en
Bolivia?
1.3.3 Analisis , causa y efecto.
Dependiendo el lugar de perforacionEquipo de
control,almacenamiento,tratamientoMAQUINARIA COSTOS
Aceite Base,Agua, Sal en la fase acuosa, Emulsificantes
ViscosificanteTIPOSVENTA DE LODOS DE PERFORACION
Base aguaBase aceite
1.4 OBJETIVOS1.4.1 Objetivo General.
Costo Estimado del Fluido de Perforacin
DepthInterval(m)TargetDaysCumulative DaysFluids Costs($)ECS
Cost($)IntervalCost($)CumulativeCost($)
505812,000.0020,000.0032,000.0032,000.00
1350101540,000.0040,000.0080,000.00112,000.00
23501429191,000.0056,000.00247,000.00359,000.00
32001544160,000.0060,000.00320,000.00679,000.00
Para disear un fluido, se debe contemplar si se trata de un pozo
exploratorio o de dearrollo a fin de poder seleccionar los datos
correlativos que faciliten la obtencion de parametros optimos en el
fluido de control, de acierdo a las profundidades de cada contacto
litologico.. de esta forma, se determinan sus densidades y se
selecciona el fluido a utilizar y los aditivos quimicos paa
contingencias, con la finalidad de asentar correctamente las
tuberias de revestimiento.
1.4.2 Objetivos Especificos.Disear un fluido para evitar la
formacion de hidratos, acarreo de los recortes de perforacion, de
gas, impedir el bloqueo de las gargantas, para limpiar por debajo
de la barrena, evitar desastres ecologicos.1.4.3 Objetivos
Especificos y Acciones.Obtencion de fluido de contol para la
estabilizacion de sus parametros fisicos-quimicos en una formacion
perforada.El fluido controla las presiones subsuperficiales debido
a la presin hidrosttica ejercida Y la presin hidrosttica es la
fuerza ejercida por una columna de fluido la cual depende de su
Densidad (D) y de la Profundidad Vertical (h) Presin Hidrosttica =
Factor de conversin (k) x Densidad x ProfundidadPH= (k) x (D) x
(h)1.5 JUSTIFICACION.1.5.1 Justificacion tecnica.
El flujo del lodo a traves de las tuberias ejerce una accion de
impacto para remover los recortes de debajo de la barrena y
llevarlos hasta la superficie.El transporte de recortes dan varios
factores q influencian el transporte de los recortes:1. velocidad2.
densidad3. viscosidad4. rotacion de la tuberia5. el angulo del
pozo-transporte de recortes.1. velocidad: incrementando la
velocidad anular generalmente mejora el transporte de los cortes.2.
variables: la capacidad de la bomba tamao del hoyo y de la
tuberia.3. densidad: aumentando la densidad se incrementa la
capacidad de suspensin debido a la boyancia.
1.5.2 Justificacion economica.Tienen que ser considerados los
costos y disponibilidad de productos antes de determinar que tipo
de sistema de lodos puede ser utilizado en nuestra propuesta de
inversion economica en los lodos de perforacin y para que la
empresa tenga un amplio margen de ganacias invirtiendo en este
proyecto y pueda recuperar la inversion y seguir produciendo.
1.5.3 Justificacion Social.Esta empresa proprocionara y ayudara
en la industria petrolifera con los fluidos de perforacin q son
ampliamente necesarios en el rubro de la perforacin petrolera.
Ayudara y abaratara los costos de los fluidos de perforacin con
respecto de otros y optimizara la produccin en el pozo.
1.5.4 Justificacion ambientalen le proceso de construccion del
pozo se generan residuos solidos y efluentes liquidos quecasi
siempre estan contaminados con hirocarburos o con productos
quimicos del fluido de perforacion o de las formaciones perforadas.
Dichos residuos contaminados se califican como peligrosos y no
pueden ser descargados al medio ambiente en forma directa, los
residuos y efluentes se deben recoger en contenedores hermeticos,
transportar y tartar en forma conveniente antes de disponerlos al
medio ambiene.El impacto ambiental por la disposicion indebida de
residuos peligrosos puede ser irreversible para la supervivencia de
especies vegetales y animales tanto en la tierra ffirme como en el
mar abierto en aguas interiores.
algunos contaminantes son predecibles y el tratamiento se puede
empezar por adelantado. Contaminantes predecibles son: cemento,
agua de fabricacion, y algunas veces sal, yeso, anhidrita y gases
acidos.
exiten distintos tipos de contaminantes del fluido de
perforacion lodos base aceite. Lodos base agua. el tratamiento de
contaminacion d solidos debe ser siempre preventivo, el objetivo de
controlar los solidos de bentonita y los de alta gravedad omo la
barita.La remocion de solidos puede ser alcanzada por tres metodos.
Dilucion Separacion mecanica Separacion quimico-mecanica
1.5.5 Justifcacion legalArtculo 8. A los efectos de la presente
Ley se entiende por:- Boca de Pozo.- El lugar donde son medidos el
petrleo, gas natural, gas licuado de petrleo y dems hidrocarburos
resultantes de la explotacin en el campo, despus que los mismos
hayan sido adecuados para ser transportados.- Campo.- Un rea de
suelo debajo de la cual existen uno o ms reservorios en una o ms
formaciones en la misma estructura o entidad geolgica.- Campo
marginal.- Un campo en actual explotacin que, bajo los trminos para
hidrocarburos existentes, no puede ser explotado econmicamente.-
Comercializacin de productos refinados e industrializados.- La
compra-venta de productos resultantes de los procesos de refinacin
e industrializacin de hidrocarburos efectuada por un titular
registrado en la Superintendencia de Hidrocarburos del Sistema de
Regulacin Sectorial (SIRESE).- Comercializacin de productos
resultantes de un contrato de riesgo compartido.- La compra-venta
de petrleo, gas licuado de petrleo, gas natural y los derivados
resultantes de los procesos de explotacin, efectuada por el titular
de un contrato de riesgo compartido con YPFB.- Contrato de Riesgo
Compartido.- La modalidad de contrato establecida por la Ley de
Inversiones N 11 82 de 1 7 ce septiembre de 1 990, en su Captulo V,
artculos 16 al 19- Derivados.- El gas licuado ce petrleo (GLP) y
los dems productos resultantes de los procesos de explotacin.-
Descubrimiento comercial.- El descubrimiento de hidrocarburos que
en opinin del participante con YPFB en un contrato de riesgo
compartido, justifica el desarrollo y produccin de un campo, bajo
los trminos y condiciones del contrato.- Exploracin.- El
reconocimiento geolgico de superficie, levantamientos
aerofotogramtricos, topogrficos, gravimtricos, magnetomtricos,
sismolgicos, geoqumicos, perforacin de pozos y cualquier otro
trabajo tendiente a determinar la existencia de hidrocarburos en un
rea geogrfica- Explotacin.- La perforacin de pozos de desarrollo,
tendido de lneas de recoleccin, construccin de plantas de
almacenaje, plantas de procesamiento e instalaciones de separacin
de fluidos, y toda otra actividad en el suelo o en el subsuelo
dedicada a la produccin, recuperacin mejorada, recoleccin,
separacin, procesamiento, compresin y almacenaje de hidrocarburos.-
Gas Natural.- Los hidrocarburos que en condicin normalizada de
temperatura y presin se presentan en estado gaseoso.-
Hidrocarburos.- Los compuestos de carbono e hidrgeno, incluyendo
sus elementos asociados que se presentan en la naturaleza, ya sea
en el suelo o en el subsuelo, cualquiera que sea su estado fsico.-
Hidrocarburos nuevos.- Los hidrocarburos de reservorios cuya
produccin se inicie a partir de la vigencia de la presente Ley.-
Hidrocarburos existentes.- Los hidrocarburos de reservorios que
estn en produccin a la fecha de la vigencia de la presente Ley.-
Industrializacin.- Todos aquellos procesos de transformacin de los
productos de refinacin, incluyendo la petroqumica, en la cual
tambin se utilizan hidrocarburos en su estado natural.-
Mantenimiento de Valor.- Los ajustes a los valores monetarios
tomando en cuenta los siguientes conceptos el tipo de cambio de la
moneda boliviana con respecto al dlar de los Estados Unidos de
Amrica, ms la tasa de inflacin del dlar de los Estados Unidos de
Amrica.- Parcela.- La unidad de medida del rea del contrato de
riesgo compartido para exploracin, explotacin y comercializacin de
hidrocarburos. Planimtricamente, corresponde a un cuadrado de cinco
mil metros por lado y a una extensin total de 2.500 hectreas, sus
vrtices superficiales estn determinados mediante coordenadas de la
Proyeccin Universal y Transversa de Mercator (UTM), referidos al
Sistema Geodsico Internacional WGS-84Cada parcela est identificada
por el nmero de la Carta Geogrfica Nacional y por un sistema
matricial de cuadriculas petroleras establecido por la Secretara
Nacional de Energa.- Petrleo.- Los hidrocarburos que en condicin
normalizada de temperatura y presin se presentan en estado lquido,
as como los hidrocarburos lquidos que se obtienen en los procesos
de separacin del gas.- Produccin fiscalizada.- Los volmenes de
hidrocarburos medidos en boca de pozo- Reconocimiento superficial.-
Los trabajos de reconocimiento geolgico de superficie,
aerofotogramtricos, por sensores remotos, topogrficos,
gravimtricos, magnetomtricos, sismolgicos, geoquimicos, la
perforacin de pozos destinados a los trabajos ssmicos y los dems
trabajos ejecutados para determinar las posibilidades
hidrocarburferas.- Refinacin.- Los procesos que convierten el
petrleo en productos genricamente denominados carburantes,
combustibles lquidos o gaseosos, lubricantes, grasas, parafinas,
asfaltos, solventes y otros subproductos que generen dichos
procesos.- Reservorio.- Uno o varios estratos bajo la superficie
que estn produciendo o que sean capaces de producir hidrocarburos,
con un sistema comn de presin en toda su extensin, en los cuales
los hidrocarburos estn completamente rodeados por roca impermeable
o agua.- Transporte.- Toda actividad para trasladar o conducir de
un lugar a otro hidrocarburos o sus derivados por medio de tuberas,
utilizando para ello diversos medios e instalaciones auxiliares,
que incluyen el almacenaje necesario para esta actividad y que
excluyen la distribucin de gas natural por redes.- Unidades de
Trabajo.- Las obligaciones de trabajo, expresadas en nmeros, para
las actividades de geofsica, magnetometra, gravimetra, perforacin
de pozos exploratorios y otras actividades exploratorias, que
debern ser ejecutadas por quienes participen con YPFB en un
contrato de riesgo compartido para la exploracin, explotacin y
comercializacin, en las diferentes fases de la exploracin.
1.6 ALCANCE1.6.1 Alcance tematicoLodos de perforacion
1.6.2 Alcance geogrficoSe prestara los servicios al pozo ITG-X3
ubicado Itaguazurenda
1.6.3 Alcance temporalNo se tiene un tiempo estimado ya que los
pozos siempre necesitan los fluidos de perforacin para poner en
funcionamiento la planta.
CAPITULO 2. MARCO CONCEPTUAL2.1.- Funciones del Fluido de
Perforacin
Las funciones del fluido de perforacin describen las tareas que
el fluido es capaz de realizar aunque algunas de stas no sean
esenciales en cada pozo, las funciones mas comunes son las
siguientes:
1. Transporta a superficie los recortes y derrumbes durante la
perforacin.La remocin de los recortes (limpieza del agujero)
depende del tamao, forma y densidad de los recortes, unidos a la
Velocidad de Penetracin (ROP); de la rotacin de la columna de
perforacin y de la viscosidad, densidad y velocidad anular del
fluido de perforacin.
2. Mantiene en suspensin los recortes cuando se suspende la
circulacin del fluido. Los lodos de perforacin deben suspender los
recortes de perforacin, los materiales densificantes y los
aditivos, sin embargo deben de permitir la remocin de lo recortes
por el equipo de control de slidos. La suspensin de los recortes
requiere de fluidos con propiedades Tixotropicas (Gelificacin bajo
condiciones estticas).
3. Controla las presiones de la formacin. Mediante la presin
hidrosttica que ejerce la columna del fluido en el agujero
perforado. Esto impide que los fluidos de la formacin fluyan hacia
el pozo y que los fluidos de la formacin presurizados causen un
reventn.
4. Protege la pared del agujero con un revoque semipermeable y
estable. Cuando la presin de la columna de lodo es ms alta que la
presin de la formacin un delgado revoque de baja permeabilidad se
deposita en la pared del pozo con el fin de limitar la invasin de
filtrado de lodo a la formacin. Esto mejora la estabilidad del pozo
y evita numerosos problemas de perforacin y produccin.
5. Sostiene las paredes del pozo. Con lodos base agua las
diferencias qumicas causan interacciones entre el fluido de
perforacin y la lutita, produciendo el cerramiento del agujero y
por ende resistencias y fricciones durante el movimiento de la
sarta de perforacin. La inestabilidad del pozo suele ser indicada
por el derrumbe de la formacin creando condiciones de agujero
reducido, puentes y relleno durante las maniobras. El
ensanchamiento del pozo en arenas y areniscas se debe la erosin
causada por las fuerzas hidrulicas.
6. Minimizar los daos a las formaciones productoras.Cualquier
reduccin de la porosidad o permeabilidad natural de una formacin
productiva es considerada como dao a la formacin. Estos daos pueden
producirse como resultado de la obturacin causada por el lodo o los
slidos de perforacin, o por las interacciones qumicas (lodo) y
mecnicas (conjunto de perforacin) con la formacin.
7. Soporta parte del peso de la tubera de perforacin y los
portamechas. El lodo ayuda a soportar una porcin del peso de la
columna de perforacin debido al empuje ascendente del fluido de
perforacin conocido como factor de flotacin (Principio de
Arqumedes), reduciendo la carga del gancho en la torre de
perforacin.
8. Enfriar y lubricar a la barrena y la sarta de perforacin.Las
fuerzas mecnicas e hidrulicas generan una cantidad considerable de
calor por friccin en el trepano y en la columna de perforacin. La
circulacin del fluido de perforacin enfra el trepano y la columna
de perforacin. Adems lubrica la columna de perforacin, reduciendo
an ms el calor generado por friccin.
9. Transmitir la energa hidrulica a la herramienta y a la
barrena.Se produce con la presin de bombeo del fluido a travs de
las boquillas del trepano. La energa hidrulica puede ser usada para
maximizar la velocidad de penetracin (ROP) y mejorar la limpieza
del agujero mejorando la remocin de los recortes. Actualmente esta
transmisin de energa se utiliza para operar motores de fondo en la
perforacin de pozos direccionales.
10. Asegurar una evaluacin adecuada de la formacin. Las
propiedades qumicas y fsicas del lodo afectan la evaluacin de la
formacin. Durante la perforacin los registradores de lodo (Mud
Loggers) controlan la circulacin del lodo y los recortes para
detectar indicios de petrleo y gas, as como las condiciones del
fondo del pozo. Tambin el lodo genera la toma de informacin a travs
de registros elctricos, al efectuarse con fluidos que propicien la
conduccin elctrica.
11. Controlar la corrosin. Los componentes de la columna de
perforacin y tubera de revestimiento que estn constantemente en
contacto con el fluido de perforacin estn propensos a varias formas
de corrosin. Los inhibidores qumicos y secuestradores son usados
cuando el riesgo de corrosin es importante.
12. Facilitar la cementacin y la completacin.El fluido de
perforacin debe producir un pozo dentro del cual la tubera de
revestimiento puede ser introducida y cementada eficazmente, y que
no dificulte las operaciones de completacin. El lodo debera tener
un revoque fino y liso para que se pueda cementar correctamente la
tubera de revestimiento, todo el lodo debe ser desplazado por los
espaciadores, los fluidos de limpieza y el cemento.
13. Minimizar el impacto al ambiente. Con el tiempo, el fluido
de perforacin se convierte en un desecho y debe ser eliminado de
conformidad con los reglamentos ambientales locales. Los fluidos de
bajo impacto ambiental que pueden ser eliminados en la cercana del
pozo son los ms deseables.
2.2.- Diseo de Fluidos de PerforacinPara el diseo de un fluido
de perforacin, se debe contemplar si se trata de un pozo
exploratorio o de desarrollo a fin de poder seleccionar los datos
correlativos que faciliten la obtencin de parmetros ptimos en el
fluido de perforacin, de acuerdo a las profundidades de cada
contacto litolgico. Inicialmente, la anticipacin de los problemas
del pozo ayuda a seleccionar un sistema de fluido de perforacin
especfico para un pozo en particular. Sin embargo, otros factores
pueden existir, exigiendo el uso de un sistema diferente. El costo,
la disponibilidad de los productos y los factores ambientales
siempre son considerados importantes. No obstante, la experiencia y
las preferencias de los representantes de la compaa petrolera
suelen ser los factores decisivos.
Pozos Exploratorios:En los proyectos para estos pozos los datos
proporcionados por los registros ssmicos, y de geopresiones,
levantamientos geolgicos, profundidades del pozo, nmero de caeras
de revestimientos que se van a asentar y clculos de densidades
requeridas son factores fundamentales.
Pozos de Desarrollo:En la determinacin de estos programas se
cuenta con muchos datos disponibles tales como programas de fluidos
de los pozos aledaos, interpretacin de registros elctricos y
pruebas de laboratorio y de campo, asentamiento de caeras de
revestimiento en los pozos vecinos, comportamiento del fluido
utilizado en cada etapa perforada en pozos correlacionada, etc.
TIPO DE FORMACION A PERFORARPOZOS EXPLORATORIOSPOZOS DE
DESARROLLODATOSESTUDIOS GEOFISICOSPOZOS CORRELATIVOSESTUDIOS
GEOLOGICOSANALISIS Y CARACTERISTICASCONTAMINANTESGASES DE
FORMACION, CO2, H2S, CH4, C2H6, FLUIDO DE AGUA SALADA, YESO
ANHIDRITA, DEGRADACION DE ADITIVOS QUIMICOS.CONDICIONES
OPERATIVASHIDRAULICA, DENSIDAD DE TRABAJO, DISPONIBILIDAD DE
EQUIPO:BOMBAS DE LODO PLANTAS DE LODO EQUIPOS DE CONTROL DE SLIDOS
Y GASSELECCION DEL FLUIDO DE PERFORACIONBASE AGUA: BENTONITICO
DISPERSO INHIBIDO, POLIMERICO INHIBIDO, SALADOS, FORMIATOS BASE
ACEITE, EMULSION INVERSA CON SALMUERA DE CALCIO, EMULSION INVERSA
RENBAJADO SIN ASFALTO
2.3.- Tipos de Fluidos de PerforacinUn fluido de perforacin que
es fundamentalmente lquido, se denomina tambin lodo de perforacin.
Se trata de una suspensin de slidos, lquidos o gases en un lquido.
El lquido en el cual todos los aditivos qumicos estn suspendidos se
conoce como FASE CONTINUA del lodo y las partculas slidas o lquidas
suspendidos dentro de otro (Glbulos) constituyen la FASE
DISCONTINUA; Cuando se conoce la constitucin de la fase continua,
se obtiene el tipo de sistema de fluido conocido como base del
lodo; por ejemplo en la siguiente tabla observamos:FASE
CONTINUA
(Mayor Volumen de Lquidos)
FASE DISCONTINUA
(Menor Volumen de Slidos o Lquidos)TIPO DE FLUIDO
El agua integra el 60 al 90 % del volumen, como base en la
formulacin de un sistema (tipo) de fluido.Bentonita, Baritina,
Dispersantes y ciertos polmeros integran del 7 al 27% de los slidos
y el 3% de lubricantes lquidos como volumen.
La frmula de estos tipos de fluidos se conoce como base agua
(WBM).
El aceite integra el 40 a 70% del volumen, como base en la
formulacin de un sistema (tipo) de fluido.Las Salmueras de diversas
sales como calcio o sodio ocupan entre el 10 al 20% como volumen,
los emulsificantes el 6% y de un 15 a 30% de los slidos.
La frmula de estos tipos de fluidos se conoce como base aceite
(OBM).
Tabla. Fase continua y discontinua de los fluidos Fase Continua
de los Fluidos de Perforacin
La fase continua de un lodo base agua es el agua. Algunos
aditivos qumicos que son slidos se disuelven o se dispersan en la
fase continua y forman una mezcla homognea que proporcionar un
fluido de perforacin. En el caso de un fluido base aceite conocido
como emulsin inversa, la fase continua es el diesel y los glbulos
de agua salada son la fase discontinua o dispersa. Fase Discontinua
de los Fluidos de Perforacin
La fase discontinua de los fluidos esta constituida en su mayora
por aditivos slidos agregados a los fluidos de perforacin (tambin
existen aditivos en estado lquido), estos aditivos generan
distintas propiedades al fluido de perforacin:
Viscosificadores.
Como primer elemento tenemos a la Bentonita el cual adems de ser
un viscosificador tiene como funcin secundaria controlar el
filtrado, adems existen en el mercado viscosificadores especficos
como ser las gomas xantanas que elevan la viscosidad a bajas
concentraciones o el asbesto.
Materiales Densificadores.
Estos materiales debido a su alta gravedad especfica elevan el
peso al lodo, adems de que son materiales inertes que no interactan
qumicamente con la fase continua del fluido; entre los productos
usados tenemos la Baritina (SG 4,2), luego est la hematita (SG 5,0)
la cual tiene una desventaja porque causa problemas magnticos y por
ltimo el CaCO3 (SG 2,8).
Reductores de Filtrado.
Estos materiales tienen como funcin principal controlar el
filtrado; pero adems muchos de ellos presentan propiedades
secundarias como la de estabilizar la reologa sirviendo como
viscosificadores secundarios y hasta de inhibidores de lutita.
Entre estos productos tenemos el Almidn; adems distintos polmeros
como ser el CMC (Carboximetlcelulosa) y PAC (Celulosa Polianinica),
los cuales presentan mayores resistencias al las temperaturas y a
la degradacin.
Dispersantes/Desfloculantes.
Estos materiales usados para reducir la viscosidad de los
fluidos de perforacin tambin tienen como propiedad secundaria la de
reducir el filtrado. Entre los productos ms usados tenemos el
quebracho, los Lignitos y lignosulfonatos tanto de hierro como de
cromo, as como el SPA (Poliacrilatos).
Controladores del pH.-
Entre los materiales que le dan alcalinidad al lodo tenemos la
soda custica (NaOH) y la potasa custica (KOH).
En general los fluidos de perforacin pueden dividirse en cuatro
categoras: los base agua, los base aceite, los sintticos y los
gases. A su vez cada uno de ellos tiene variantes en funcin de su
propsito y aditivos que se usan.
2.3.1.- Fluidos Base Agua
Un fluido de control es una suspensin de slidos, lquidos o gases
en un liquido que se emplean en los campos petroleros para cumplir
ciertas funciones especficas. El agua dulce tambin se usa como
fluido y no lleva mezclado ningn otro elemento.Los fluidos de
control base agua, por su Los sistemas de fluidos base agua se
clasifican por su resistencia a los tipos de contaminantes de la
formacin y a sus temperaturas, los cuales se van transformando en
su formulacin debido a la incorporacin de flujos como gases, sal,
arcilla, yeso, lquidos y slidos propios de la formacin o de
aditivos qumicos excedidos y degradados.bajo costo en la
preparacin, manejo y mantenimiento son los comnmente usados;
debindose extremar cuidados en aquellos que utilizan base agua
dulce, ya que la perdida de esta, daar el yacimiento.Se clasifican
en: El agua dulce. Las soluciones: Son compuestos de productos
qumicos que no se separan del agua. Entre ellas se encuentran las
SALMUERAS, que pueden ser de cloruro de sodio, cloruro de calcio,
cloruro de potasio y otras. Estas soluciones salinas se mezclan con
facilidad, no existe el peligro de incendio o explosin. Sin embargo
en algunos lugares pueden constituir un riesgo para el entorno
ecolgico. Las emulsiones: Son fluidos cuya fase continua es el agua
y la discontinuidad oemulsificante es el aceite. Los lodos:
formados por una suspensin de slidos, como son las arcillas, la
barita y los ripios de la formacin en cualquiera de los lquidos
anteriores. Fluido Bentontico No DispersoEl trmino No Disperso
indica que no se utilizan dispersantes y las arcillas comerciales
agregadas al lodo, al igual que las que se incorporan de la
formacin, van a encontrar su propia condicin de equilibrio en el
sistema de una forma natural. Este fluido es utilizado en el inicio
de la perforacin.
2.3.2.- Fluidos Base Aceite
Por muchos aos el diesel ha sido el principal fluido usado como
fase continua en este tipo de lodos; sin embargo, debido a la
contaminacin que puede resultar de ste, principalmente en
operaciones marinas, ha propiciado el uso de aceites minerales o
aceites parafinicos que son menos contaminantes.Se clasifican en:-
El aceite es su componente principal y como mximo debe contener
menos de un 10 % de agua emulsionada en una composicin general.
Este fluido podr ser aceite mineral o diesel. Debern tenerse los
equipos adecuados, en lugares de fcil acceso, para extinguir fuego
en caso de presentarse.Emulsin inversa: En estos fluidos el aceite
es la fase continua y el agua dulce o salada es la fase
discontinua. En su composicin el contenido de agua es mayor al 10 %
y su estabilidad depender de uno o ms de los siguientes
componentes: agentes de suspencin, agentes humectantes y
emulsificantes, agentes de control de filtracin, reductores de
viscosidad, cantidad y tipo de material slidos para aumentar su
densidad. La relacin aceite agua es un parmetro fsico qumico que
aplica en los sistemas de fluido de emulsin inversa y se interpreta
como la existencia de aceite y agua en el sistema, sin considerar
la fase slida.Este parmetro esta en funcin de:- La formacin a
contactar y no depende de la densidad.- Los contaminantes posibles
a atravesar.Para atravesar arenas no consolidadas se recomienda
perforar con una relacin aceite agua de 70/30 75/25.Para perforar
formaciones lutiticas se recomienda una relacin 78/22 90/10.Para
perforar rocas carbonatadas se recomienda una relacin 70/30
80/20.
2.3.3.- Sistemas de Emulsin Directa
En las zonas depresionadas, las necesidades actuales para lograr
los objetivos de perforacin, requieren de fluidos de baja densidad.
Estos deben superar las desventajas a las que estn sometidos, como
son la baja estabilidad de la temperatura, sensibilidad a la soda
custica, bajo poder de inhibicin en arcillas hidratables, gases
amargos que alteran su composicin qumica y la sensibilidad que
tiene a cualquier contacto con fluidos de emulsin inversa. Esto nos
ha llevado a la conclusin que este tipo de fluido slo sea aplicable
en donde le permitan los gradientes de fracturas o en combinacin
con nitrgeno, por medio de la tecnologa de perforacin bajo balance.
Ya sea en zonas depresionadas en donde las rocas estn fracturadas y
son susceptibles de prdidas de circulacin; o en la reparacin de
pozos en campos productores de gas, para evitar el dao a la
formacin por bajo contenido de slidos.Este lodo se refuerza con
polmeros que soportan altas temperaturas y son utilizados como
estabilizadores trmicos y reductores de filtrado. Los fluidos de
baja densidad son emulsiones directas que se preparan a razn de
hasta 80% de diesel se acuerdo a la densidad requerida un 28% de
agua y un 2% de emulsificantes, as como tambin de un agente
supresor de hidratacin y un polmero viscosificante. Estas
emulsiones directas proporcionan estabilidad al agujero ya sea en
una perforacin o reparacin de pozos.
2.3.4.- Costos
Ahora bien, es necesario explicar que para describir el proceso
productivo del sistema de fluidos de perforacin se debe presentar
la fase de inicio del mismo, as como los procedimientos a seguir
para la preparacin, productos que contiene y la funcin que cumple
cada uno, empleo de diversos factores productivos, tipos de flujos
de procesos, y los sistemas productivos; pues estos son elementos
que en conjunto lo conforman.El proceso productivo se inicia luego
de ser aprobado el servicio ofrecido al cliente, cuya oferta se
realiza mediante licitacin adjudicacin directa. Entonces, una vez
aprobado, se llevan a cabo los procedimientos establecidos en el
manual de calidad de la empresa citados a continuacin:(1) Se
realiza la planificacin, lo que genera una orden de produccin de
fluidosbase aceite o fluido base agua dirigida al departamento de
materiales y logsticacontentiva de la materia prima que se utilizar
en la preparacin del fluido.(2) El cliente define el sistema en
conjunto con el gerente distrital y/o gerente de operaciones; as
como tambin la formulacin general, preparacin, aplicacin
ymantenimiento del mismo. Estas son llevadas a cabo por medio de
las instrucciones de trabajo establecido en los manuales de
calidad.
Este tipo de servicio goza de una ventaja, relacionada con la
opcin de preparar el fluido en el lugar donde se presta el
servicio, vale decir, en los taladros deperforacin o locacin, sin
embargo, no posee la cantidad necesaria de tanques dealmacenamiento
para este tipo de fluido, cuya caracterstica principal es la
reutilizacin previo reacondicionamiento, por lo tanto necesita
arrendar tanques enlugares alejados del centro de produccin,
subcontratando para ello servicios de transporte tipo vacums, cuyos
costos en ambos servicios son elevados por tantoinciden
directamente en las utilidades de la empresa.Fuente: Samn,
Tecnologa Integral en Petrleo, C.A.En cuanto al sistema productivo,
necesario para la elaboracin del fluido de perforacin se pudo
observar y constatar a travs del cuestionario que, est enmarcado
dentro de dos tipos, a saber: por proyectos debido a que la
elaboracin del fluido de perforacin base aceite se fabrica de
acuerdo a las especificaciones tcnicas exigidas por el cliente, y a
las caractersticas geolgicas del pozo a perforar, as mismo, aunque
es elaborado en funcin de lo pautado, a medida que se utiliza deben
realizarse constantes revisiones por parte de personal
especializado, para preveer posibles prdidas de propiedades qumicas
del lodo.As mismo se enmarca dentro del tipo intermitente, por
cuanto no se producen grandes nmeros de servicios, y para prestarlo
es necesario participar en licitaciones generales o cualquier otro
proceso promovidos por el cliente. Tal como se expreso
anteriormente el nivel de exigencia en cuanto a las caractersticas
del servicio o Planta
Fuente: Samn, Tecnologa Integral en Petrleo, C.A.
En cuanto al sistema productivo, necesario para la elaboracin
del fluido de perforacin se pudo observar y constatar a travs del
cuestionario que, est enmarcado dentro de dos tipos, a saber: por
proyectos debido a que la elaboracin del fluido de perforacin base
aceite se fabrica de acuerdo a las especificaciones tcnicas
exigidas por el cliente, y a las caractersticas geolgicas del pozo
a perforar, as mismo, aunque es elaborado en funcin de lo pautado,
a medida que se utiliza deben realizarse constantes revisiones por
parte de personal especializado, para preveer posibles prdidas de
propiedades qumicas del lodo. As mismo se enmarca dentro del tipo
intermitente, por cuanto no se producen grandes nmeros de
servicios, y para prestarlo es necesario participar en licitaciones
generales o cualquier otro proceso promovidos por el cliente. Tal
como se expreso anteriormente el nivel de exigencia en cuanto a las
caractersticas del servicio o producto es bastante alto.Todos los
elementos presentados, permiten describir el proceso del sistema de
fluidos de perforacin base aceite de la empresa Samn, Tecnologa
Integral en Petrleo, C.A. como un proceso adecuado, establecido
formalmente y explicado lo suficiente como parta ser aplicado de
forma correcta, denota adems una adecuada estructura organizativa,
que permite controlar el proceso productivo.Finalmente se pudo
constatar por medio de la observacin directa y las entrevistas no
estructuras, que no existen procesos que puedan ser identificados
como retrabajo, lo cual constituye otra fortaleza del proceso
productivo en general.Una vez descrito el proceso productivo se
procede al anlisis de la estructura de costos operativos, para lo
cual es necesario puntualizar sobre los elementos que la conforman,
esto son: materiales directos, mano de obra y costos indirectos de
fabricacin.En este orden de ideas se presentan entonces las tablas
contentivas de los elementos del costo manejados por la empresa
para la asignacin del costo total a los diferentes pozos
elaborados.
PROYECTO POZO ITG-X3
Cgs (in)Pozo (in)CasingProgramaProf.
(mt)FormacionesComponentes IFEPesoLodo(ppg)DasTot.ECS(U$S)Lodo
(U$S)
20
26
50
Tarija(Sistema Terciario)
SIST. DE LODO: SPUD MUDE.C.S: 3 ShakerTres en unoMANEJO DE
SLIDOS: Auger Cutting Tanks DEWATERING: Centrf. - UnidadTRAT. DE
AGUAS: 3 Tks. Austral.
8.5- 8.8
520,000.0012,000.00
13.37517.51350Yecua, Petaca, Ichoa, Castlloe, Tapecua,
ScarpmentSIST. DE LODO: SPUD MUDE.C.S: 3 ShakerTres en unoMANEJO DE
SLIDOS: Auger Cutting Tanks DEWATERING: Centrf. - UnidadTRAT. DE
AGUAS: 3 Tks. Austral9.0-9.41040,000.0040,000.00
9.62512.252350Scarment, taiguati, Chorro, T2SIST. DE LODO: YESO
SEMIDISPERSOE.C.S: 3 ShakerTres en unoMANEJO DE SLIDOS: Auger
Cutting Tanks DEWATERING: Centrf. - UnidadTRAT. DE AGUAS: 3 Tks.
Austral9.2-9.41456,000.00191,000.00
78.503200Tupambi, Itacua, Iquiri, Los Monos (Devonico)SIST. DE
LODO: ULTRADRILE.C.S: 3 ShakerTres en unoMANEJO DE SLIDOS: Auger
Cutting Tanks DEWATERING: Centrf. - UnidadTRAT. DE AGUAS: 3 Tks.
Austral9.8-10.21560,000.00160,000.00
(MI Swaco,2010)
la estructura de costosrepresenta la combinacin de los factores
de costos variables y fijos por lo tanto, losadministradores deben
descubrir la que sea ms rentable para la empresa.
(Tecnologia Integral en Petrolio C.A, 2010)Para caracterizar el
sistema de costos empleado se utilizaron las respuestas obtenidas
delcuestionario aplicado, las entrevistas no estructuradas y la
observacin directarealizadas a las personas claves en el proceso
productivo, as mismo, del anlisis adocumentos ya presentados, con
el fin de conocer el mtodo de costeo, el sistema deacumulacin de
costos, y el mtodo de asignacin de costos. Un sistema de
costosdonde conjuguen todos los elementos proporciona la informacin
necesaria acerca delos costos, por tanto es relevante para cubrir
las necesidades de la toma de decisionesadministrativas, tal y como
lo plantea (Gayle, 1999).En todo sistema de acumulacin de costos se
debe establecer el mtodo de asignacin de dichos costos, ya sean
variables o absorbentes para la preparacin del fluido de
perforacin, se emplean ambos, por cuanto en ocasiones de acuerdo a
lo manifestado por los informantes, tanto en la produccin del
fluido como en la prestacin del servicio son considerados los
costos directos e indirectos totales para hallar el porcentaje de
utilidad obtenido.
Cedula 1Resumen del plan tactico de tipo de lodo en base a peso
lodo y profundidad
SPUD MUD YESO SEMIDISPERSO ULTRADRILLpozoProf.Peso lodoLodo
Prof.Peso lodolodoProf.Peso lodolodo
ITG-X3508.5-8.8$1200023509.2-9.419100032009.8-10.2160000
13509.0-9.4$40000
Costo Estimado del Fluido de Perforacin
DepthInterval(m)TargetDaysCumulative DaysFluids Costs($)ECS
Cost($)IntervalCost($)CumulativeCost($)
505812,000.0020,000.0032,000.0032,000.00
1350101540,000.0040,000.0080,000.00112,000.00
23501429191,000.0056,000.00247,000.00359,000.00
32001544160,000.0060,000.00320,000.00679,000.00
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