fluidos de perforación y reparacion de pozos petroleros[1]

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    10-Jul-2015

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Introduccion a los Fluidos de PerforacinDefinicin de los Fluidos de Perforacin. Caractersticas de los Fluidos de Perforacin. Ciclo de los Fluidos de Perforacin. Funciones de los Fluidos de Perforacin

DefinicinEl fluido de perforacin o lodo, es una mezcla lquida o gaseosa que circula dentro del hoyo para cumplir una serie de funciones vitales durante el proceso de perforacin.

Clasificacin del Fluido dePerforacinLquidos Mezcla Gas - Lquidos Base Agua Base Aceite Espumosos (mayormente gas) Aireados (mayormente agua) Aire Gas Natural Gases

Caractersticas No debe ser txico (ambientalmente amigable) Ni corrosivo ni inflamable pero s inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales. Estable a las temperaturas. Debe mantener sus propiedades segn las exigencias de las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias. No debe causar dao a las formaciones No debe causar erosin a los equipos de superficie y tubulares en el hoyo.

Ciclo del Fluido Tanque de succin Bombas de lodo Conexiones Superficiales Tubera de perforacin Ensamblaje de fondo Espacio anular Lnea de retorno Equipos de control de slidos Tanques de almacenamiento y tratamiento

Funciones de los Fluidos de PerforacinSuspensin de partculas cuando se detiene la circulacinCuando se detiene la perforacin, los recortes suspendidos en el fluido pueden caer al fondo del pozo, atascando la mecha. Los fluidos de perforacin estn diseados para evitar que los slidos decanten. Cuando el fluido se detiene, se forma un gel que mantiene en suspensin los recortes. Cuando el fluido comienza a fluir nuevamente, vuelve a su estado previo, es decir, se torna lquido.

Funciones de los Fluidos de PerforacinControl de presiones de fondoSe debe alcanzar un equilibrio apropiado en el que la presin del fluido de perforacin paredes del contra hueco las sea

suficiente para contrarrestar la presin que ejercen las formaciones y el petrleo o gas, pero que no sea tan fuerte que dae el pozo. Ph > Py Ph < Py

Funciones de los Fluidos de PerforacinTransporte de recortes de perforacinEl fluido de perforacin debe ser capaz de transportar la partculas de perforacin desde el fondo hasta la superficie.

Velocidad del fluido Velocidad de transporte

Velocidad de asentamiento

Funciones de los Fluidos de PerforacinEnfriamiento y lubricacin de la mechaLa friccin originada por el contacto de la mecha y la sarta de perforacin con las formaciones, genera calor. El lodo debe absorber ese calor y conducirlo hacia la superficie. El fluido de perforacin tambin ejerce un efecto lubricante para la mecha, sarta y el revestimiento durante el proceso de perforacin.

Funciones de los Fluidos de PerforacinCubrir la pared del hoyo con un revoque liso, delgado, flexible e impermeableEl los revoque que de la fluido posee estas

caractersticas ayuda a minimizar problemas de del derrumbes, tubera hacia e la atascamiento invasin formacin.

Funciones de los Fluidos de PerforacinSoportar, por flotacin parte del peso de la sarta de perforacin y de la tubera de revestimiento durante su insercin en el hoyo. A medida que aumenta el peso del lodo disminuye el peso de la tubera. La inmersin de la tubera de perforacin en el fluido produce un efecto de flotacin, lo que reduce su peso, ejerciendo menor tensin en el mecanismo de perforacin. El peso de la sarta de perforacin y de la tubera de revestimiento en el lodo , es igual a su peso en el aire multiplicado por el factor de flotacin.

f flotacin

lodo = 1 acero

Funciones de los Fluidos de PerforacinTransmisin de energa hidrulicaDurante la circulacin, el lodo es expulsado a travs de las boquillas de la mecha a gran velocidad. Esta fuerza hidrulica hace que la superficie por debajo de la mecha este libre de recortes. Si no se remueven de all los recortes, estos son pretriturados por la barrena lo que reduce la velocidad de penetracin.

Funciones de los Fluidos de PerforacinMedio para perfilajes de cableSi bien el lodo su perturba de presencia las las es

caractersticas formaciones,

originales

necesaria para realizar muchos de los perfiles de cable que se emplean para la evaluacin de la formacin. La utilizacin de esos perfiles requiere que el lodo sea buen conductor de la electricidad.

Funciones de los Fluidos de PerforacinEl fluido de perforacin debe minimizar los siguientes efectos Colaterales: Dao a las formaciones Corrosin de la sarta y del revestimiento. Reduccin de la velocidad de penetracin. Prdida de circulacin. Pegamiento de la sarta contra las paredes del pozo. Erosin de la superficie interna del pozo. Desgaste de las partes de las bombas. Contaminacin con las lechadas de cemento. Contaminacin del ambiente natural.

Componentes de un Fluido de PerforacinLa composicin de los fluidos depender de las exigencias de cada operacin de perforacin en particular.Seleccin:

La perforacin debe hacerse atravesando diferentes tipos de formaciones, que a la vez, pueden requerir diferentes tipos de fluidos.

Tipos de formaciones Rango de Temperatura Permeabilidad Presin de formacin Consideraciones ambientales

Componentes de un Fluido de PerforacinUn fluido de perforacin consiste en un lquido en el cual estn suspendidos slidos y a veces otros lquidos.

Fase LquidaEl lquido dispersante se llama fase continua forman la parte discontinua (o interna) del fluido.

Fase Slida(o externa) del fluido. Las

partculas slidas suspendidas y sustancias lquidas agregadas al fluido

Fase Continua

Fase Dispersa

Fase Lquida Agua Dulce Agua DulceEl agua es un fluido ideal para perforar zonas de bajas presiones. Es econmica, abundante, no requiere tratamiento qumico, provee el mejor lquido en el uso de los mtodos de evaluacin de formaciones y resulta mejor dispersante qumico para controlar slidos por dilucin

Agua Salada Agua SaladaGeneralmente se usan lodos parcialmente saturados de sal cuando se perfora costa afuera debido a la abundancia de agua salada. El agua que contenga cualquier concentracin de sal, puede ser saturada agregndole ms sal.

Fase Lquida - Aceite En la fase continua para: En la fase continua para:Mejorar la estabilidad del hoyo y mantiene las arcillas reactivas , inertes. Minimizar el atascamiento de la tubera, mayor lubricidad. Perforar zonas de altas temperaturas. Es reutilizable.

Aceite

Slidos

Fase Lquida - Aceite En la fase dispersa se usa para: En la fase dispersa se usa para:Mejorar la lubricidad del lodo. Esto es posible siempre y cuando el aceite permanezca suspendido en forma de pequeas gotas. Disminuir el filtrado API. En este caso el aceite deber estar completamente emulsionado. Minimiza los problemas de torque y arrastre. Aporta estabilidad trmica a los fluidos base agua.

Fase Acuosa

Gotas de aceite

Fase Slida

SLIDOS INERTES DESEABLES

SLIDOS INERTES INDESEABLES

SLIDOS REACTIVOS

Fase Slida

SLIDOS INERTES DESEABLES

Son slidos no reactivos de alta gravedad especifica que sirven para darle peso al lodo.

Sulfato de bario (Barita) xido de hierro (Hematita) Sulfuro de plomo (Galena). Carbonato de Calcio.

Fase Slida

SLIDOS INERTES INDESEABLES

Son slidos perforados durante el proceso de construccin del pozo. Arena, caliza, slice, dolomita.

Es te tipo de slido debe ser removido del lodo tan pronto y eficientemente como sea posible.

Fase Slida

SLIDOS REACTIVOS

Son slidos arcillosos que poseen cargas elctricas. Se pueden agregar al lodo o ser incorporados de la formacin.

Entre los agregados estn los comerciales (Bentonita) y entre los incorporados las arcillas de formacin tipo gumbo.

Componentes de un Fluido de PerforacinFuncin Incremento de la densidad del fluido. FLUIDOS BASE AGUA Aditivo qumico Barita (BaSO4). Orimatita. Sales. Carbonatos de calcio: Dolomita (CaCO3MgCO3). Calcita (CaCO3). FLUIDO BASE ACEITE Aditivo qumico Barita (BaSO4). Orimatita. Carbonatos de calcio: Dolomita. (CaCO3MgCO3). Calcita (CaCO3).

Densificantes

Funcin Mejora la habilidad de los fluidos para remover los cortes del hoyo y mantener en suspensin el material densificante.

FLUIDOS BASE AGUA Aditivo qumico Bentonita (silicato de Al y Na). Atapulguita Silicato de Al y Mg). CMC (derivados de la goma xntica). Goma xanthan (derivados de la celulosa). HEC (derivado de la celulosa).

FLUIDO BASE ACEITE Aditivo qumico Arcilla Organoflica.

Viscosificantes

Componentes de un Fluido de PerforacinFuncin Reduce el volumen del filtrado que el fluido pierde a la formacin, debido al efecto de la presin diferencial y a la permeabilidad de las formaciones. FLUIDOS BASE AGUA Aditivo qumico Asfaltos, lignito procesado con aminas. Arcillas: Bentonita. Polmeros. FLUIDO BASE ACEITE Aditivo qumico Lignito organoflico. Controlador mecnico: Asfaltos.

Control de Filtrado

Funcin Control de la concentracin del viscosificante primario. Adelgazantes (reducen la filtracin y disminuye el espesor del revoque), dispersantes o desfloculantes. Cambios en la en la interaccin fisicoqumica entre los slidos y las sales disueltas.

FLUIDOS BASE AGUA Aditivo qumico Taninos. Silicatos y Fosfatos. Lignitos. Lignosulfonatos Aceite Mineral

FLUIDO BASE ACEITE Aditivo qumico Modificadores Reologicos Geles Orgnicos Polmeros Sintticos Surfactantes

Control Reolgico

Componentes de un Fluido de PerforacinFuncin Se utiliza para mantener un rango de pH adecuado en el sistema para asegurar el buen funcionamiento de los otros aditivos. FLUIDOS BASE AGUA Aditivo qumico Soda Custica (NaOH). Cal (CaOH). Potasa Custica (KOH). Oxido de Magnesio (MgO). FLUIDO BASE ACEITE Aditivo qumico Cal (CaOH).

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