Manual de Fluidos de Perforación

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    07-Jul-2015

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2002, Centro Internacional de Educacin y Desarrollo (CIED). Fluidos de perforacin ISBN:

AdvertenciaEsta obra es propiedad del Centro Internacional de Educacin y Desarrollo (CIED), Asociacin Civil, Filial de Petrleos de Venezuela, S.A. y est protegida por Derechos de Autor y/o Copyright. Est expresamente prohibida su reproduccin parcial o total por cualquier medio y restringido su uso sin la autorizacin previa por escrito del titular. Cualquier violacin de estas disposiciones es contraria a la ley e implica acciones civiles y penales a los infractores. Informacin sobre esta obra puede ser solicitada en: Centro Internacional de Educacin y Desarrollo (CIED), Centro de Informacin y Documentacin Integral (CIDI). Av. 22 con calle 71. Sector Paraiso. Edificio PDVSA CIED

CrditosDiseo elaborado por la Gerencia de Tecnologa Educativa, (Centro Operacional):

Especialista(s) de contenido - Al Prieto Ortega Revisin Tcnica - Jairo Molero Asesor(es) Tcnico CIED - Ana Mara Rivas

Especialista(s) en Diseo Instruccional - Virginia Snchez

Especialista(s) en Diseo Grfico - Jos Gregorio Hernndez

________________________________________________________________________________________________ Certificado Instruccionalmente

Cdigo: PE-250683 Primera versin, agosto, 2002.

Fluidos de perforacin

Introduccin

Este acto trata sobre la preparacin y mantenimiento de los fluidos de perforacin y es de vital importancia en el aprendizaje de toda persona relacionada con las operaciones de campo, a objeto de minimizar cualquier problema que interfiera en la perforacin de un pozo de petrleo Evaluar las propiedades del fluido de perforacin en forma continua para tomar las decisiones preventivas o correctivas (mantenimiento) que permitan realizar los ajustes necesarios En este acto de aprendizaje sea abordan las siguientes unidades: Unidad 1: Funciones y propiedades de los fluidos de perforacin Unidad 2: Equipos y procedimientos para el anlisis de los fluidos de Perforacin Unidad 3: Qumica bsica de los fluidos de perforacin Unidad 4: Aditivos para los fluidos de perforacin Unidad 5: Fluidos de perforacin base agua Unidad 6: Fluidos de perforacin base aceite

Objetivos generales

Contenido

Unidad

1Descripcin Contenido

Funciones y propiedades del fluido de perforacin

El fluido, es el elemento circulante que ayuda a solucionar los problemas de inestabilidad del hoyo durante la perforacin del pozo. En esta unidad se explica detalladamente las funciones a cumplir y las propiedades a mantener por el fluido de perforacin, para alcanzar el objetivo propuesto. Los temas estn estructurados de la siguiente manera:

Temas1. Funciones de los fluidos de perforacin 2. Propiedades de los fluidos de perforacin

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Tema 1

Funciones de los fluidos de perforacin

Introduccin

Los fluidos deben cumplir con funciones especificas que faciliten el avance de la perforacin, minimizando problemas de estabilidad del hoyo y problemas operacionales. Es responsabilidad del especialista realizar ensayos fsicos qumicos de acuerdo con las normas API para proceder a los ajustes necesarios que faciliten la consecucin de los objetivos propuestos. Este tema esta estructurado de la siguiente manera: Mapas1. 2. Fluidos Funciones de los fluidos

Contenido

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Fluido

Definicin

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.Especificaciones

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.

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Funciones Funciones de los fluidos

El propsito fundamental del fluido de perforacin es ayudar a hacer rpida y segura la perforacin del pozo, mediante el cumplimiento de las siguientes funciones: Capacidad de transporte La densidad, viscosidad y el punto cedente son las propiedades del fluido que, junto a la velocidad de circulacin o velocidad anular, hacen posible la remocin y el transporte del ripio desde el fondo del hoyo hasta la superficie. Enfriar y lubricar El fluido de perforacin facilita el enfriamiento de la mecha al expulsar durante la circulacin el calor generado por la friccin mecnica entre la mecha y la formacin. En cierto grado, por si mismo, el fluido acta como lubricante y esta caracterstica puede incrementarse con aceite o cualquier producto qumico elaborado para tal fin. Formar revoque Para minimizar los problemas de derrumbe y atascamiento de tubera en formaciones permeables, es necesario cubrir la pared del hoyo con un revoque liso, delgado, flexible, de baja permeabilidad y altamente compresible. El revoque se logra incrementando la concentracin y dispersin de los slidos arcillosos. Controlar la presin de la formacin El fluido de perforacin ejerce una presin hidrosttica en funcin de la densidad y altura vertical del pozo, la cual debe controlar la presin de la formacin, evitando un influjo hacia el pozo. Esta presin no depende de la geometra del hoyo. Capacidad de suspensin La resistencia o fuerza de gel es la propiedad reolgica del fluido que permite mantener en suspensin las partculas slidas cuando se interrumpe la circulacin. Esta propiedad retarda la cada de los slidos, pero no la evita.Sigue...

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Funciones de los fluidos (continuacin)Flotabilidad La sarta de perforacin y la tubera de revestimiento pierden peso cuando se introducen en el hoyo, debido al factor de flotacin, el cual depende de la densidad o peso del fluido. En consecuencia, para calcular el peso de la sarta en el fluido, se multiplica su peso en el aire por el factor de flotacin. Estabilidad La estabilidad de las formaciones permeables se logra con peso y revoque de calidad, y las impermeables con peso, cuando se trata de lutitas presurizadas, y con inhibicin o con fluido cien por ciento aceite, cuando se trata de Lutitas reactivas. Evaluacin El fluido debe tener una alta calidad para facilitar la toma de ncleos y la evaluacin de las formaciones perforadas, sobre todo cuando se trata de la zona productora. Hidrulica El fluido es el medio por el cual se transmite la potencia desde la superficie hasta el fondo del pozo. El programa hidrulico, trata de obtener la mxima cada de presin en la mecha para seleccionar los valores ptimos de caudal y chorros, que faciliten una limpieza efectiva del fondo del hoyo y del espacio anular.

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Tema 2

Propiedades de los fluidos de perforacin

Introduccin

Esta unidad trata sobre las propiedades de los fluidos que son sumamente importante para mantener su calidad. Adems, de los ajustes necesarios que deben realizarse de acuerdo al comportamiento de la perforacin. Este tema esta estructurado de la siguiente manera: Mapas1. Fluidos de perforacin 2. Propiedades de los fluidos de perforacin

Contenido

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Fluidos de perforacinIntroduccin

Durante la perforacin de un pozo, es de vital importancia mantener la calidad del fluido dentro de los valores deseables y preestablecidos para evitar los problemas de inestabilidad del hoyo. Sin embargo, es necesario recordar que las propiedades de un fluido no son valores fijos, sino que pueden ser ajustados durante el proceso de la perforacin. En consecuencia, es responsabilidad del especialista tomar muestra del lodo a la entrada y salida del pozo para comparar valores y proceder a efectuar los ajustes necesarios. En la siguiente grfica se puede visualizar el recorrido o ciclo del fluido durante la perforacin de un pozo.

Propiedades de los fluidos de perforacin

Introduccin

De acuerdo con el Instituto Americano del Petrleo (API), las propiedades del fluido a mantener durante la perforacin del pozo son fsicas y qumicas.Propiedades fsicas

A continuacin se describen las principales propiedades fsicas de los fluidos

PropiedadDensidad o peso

DescripcinEs 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, y es uno de los dos factores, de los cuales depende la presin hidrosttica ejercida por la columna de fluido. Durante la perforacin de un pozo se trata de mantener una presin hidrosttica ligeramente mayor a la presin de la formacin, para evitar en lo posible una arremetida, lo cual depender de las caractersticas de la formacin. Viscosidad APIEs determinada con el Embudo Marsh, y sirve para comparar la fluidez de un lquido con la del agua. A la viscosidad 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. Por esta razn, generalmente no se toma en consideracin para el anlisis riguroso de la tixotropa del fluido. 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. Sigue...

Equipos y procedimientos para el anlisis de los fluidos de perforacin

Propiedades de los fluidos de perforacin (continuacin)

Propiedades fsicas

A continuacin se presenta la tabla con las propiedades fsicas y su descripcin:

PropiedadViscosidad plstica

DescripcinEs la viscosidad que resulta de la friccin mecnica entre:

Sli