APUNTES DE LODOS - DHV - Tema 1.pdf

Semestre I, MMXIII Dyguel Alejandro Hoentsch V.

FLUIDOS DE PERFORACIÓN Ing. DENIS H. EGUEZ VERICOCHEA

- 1 -

U.A.G.R.M.

INGENIERÍA PETROLERA

TEMA Nº 1

LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN DEFINICION FUNCIONES Y

PROPÌEDADES

Existe muy poca información del inicio en la utilización de los fluidos de perforación o lodos en

el área de la perforación de pozos petroleros. Aparentemente, en los primeros pozos

perforados por el método de rotación solo se uso el agua como fluido que al mezclarse con

los sólidos de formación formaban el lodo. Evidentemente en esos tiempos, en la perforación

de un pozo, al fluido no se le daba mucha importancia, siendo considerado de muy poco

interés sus funciones y propiedades. Era de suponer que si un lodo hecho en el pozo era

demasiado espeso o pesado se le agregaba agua para adelgazarlo; y si la viscosidad era

insuficiente se agregaba otro lodo de reserva para espesarlo. Cualquier problema presentado

en el lodo durante la perforación era solucionado agregando agua o lodo de reserva.

En el año 1901 recién aparece un artículo sobre los lodos nativos escrito por HAGGEN Y

POLLARD quienes investigaron sobre el uso de los lodos en la perforación de pozos; ellos

sugirieron que en pozos de gas debe llenarse el pozo cuando se saca la tubería a superficie

para evitar un posible reventón.

Así, definieron el término de lodo nativo como la mezcla de agua con arcilla la cual permanece

en suspensión por un tiempo considerable. Las arcillas mas usadas fueron las de naturaleza

GUMBO despreciando a las arenas y arcillas duras, y es más, ellos recomendaron el uso de un

20% en peso de arcilla en agua.

En 1916, LEWIS Y Mc MURRAY adaptaron el lodo nativo para la perforación a cable,

definiéndolo como " Una mezcla de agua con algún material arcilloso que pueda permanecer

en suspensión por tiempo considerable que tenga una densidad de 1.05 a 1.15 gr/cc, y que

además debe ser delgado como el agua para evitar efectos negativos en algunas formaciones.

Consideraban que un buen lodo debía ser capaz de sellar las arenas de formación, además de

evitar su lavado y contrarrestar las presiones de gas.



- 2 -

U.A.G.R.M.


La historia moderna de los lodos comienza en 1921 con el fin de controlar sus propiedades a

través del uso de aditivos químicos especialmente preparados para aquellos propósitos.

STROUD fue el encargado encontrar un medio para aumentar la densidad para prevenir el

descontrol de pozos de gas. Así surgió el óxido de hierro para preparar lechadas rápidas y

bombeable de 15 a 18 lb/gal. Ya en 1922, el experimentó con el aditivo llamado BARITA o

BARITINA un material que presentaba una serie de ventajas sobre el óxido de hierro; es un

producto de alta gravedad específica, no es abrasivo, no es tóxico, no interfiere en los

registros eléctricos, pero su uso creció recién a partir de 1929 cuando se solucionó el

problema de la viscosidad y fuerza GEL necesaria para suspender el material.

La solución al problema de viscosidad y GEL dio lugar a una serie de investigaciones en la

busca de aditivos aptos que específicamente cumplan con los objetivos; se desarrollaron

primero compuestos de mezclas de aluminato de sodio y cáustica para luego descubrir en

1929 las arcillas BENTONITICAS, sobre todo aquellas que provenían del estado de WYOMING

con ventajas superiores en dar viscosidad, fuerza GEL y control de filtrado en la formación.

Si bien la BENTONITA daba viscosidad y control de filtrado en lodos base agua fresca, la misma

no tenia buenos resultados en lodos salados, por lo que en 1936 fue patentado el producto

conocido como ATAPULGUITA para dar viscosidad a las soluciones saladas. En 1937 con la

finalidad de tener un mejor control en el filtrado se desarrollaron algunos coloides orgánicos

tales como el almidón de maíz el cual debía de sufrir un proceso de PEPTIZACION para su

respectivo uso en los lodos, pero como son productos que fermentan, la investigación fue

ampliada a otros agentes que resistían mas o fermenten menos con la temperatura así se

desarrollo la CARBOXI METIL CELULOSA y algunos otros.

El trabajo de profundizar un pozo trajo aparejado el problema de alta viscosidad y gel en los

lodos, nace así la necesidad de desarrollar productos que puedan controlar o bajar esta

viscosidad y gel altos; así surgieron los fosfatos no hidratados para tales fines; ya en 1930

PARSONS menciona el uso de adelgasantes estabilizadores como así también se discute el

efecto del PH sobre la viscosidad del lodo.

LOOMIS y AMBROSE patentaron el uso del tanino natural para disminuir la viscosidad; y el

quebracho hasta no hace mucho era de amplio uso.



- 3 -

U.A.G.R.M.


Estudios realizados durante los años de la segunda guerra mundial permitieron el desarrollo

de otros productos como LIGNO SULFONATOS DE CALCIO, LIGNINA, LIGNOSULFONATO DE

HIERRO Y CROMO que fueron usados en los lodos como dispersante desde la década del

cincuenta del siglo anterior.

Como se puede observar, de los problemas presentados durante la perforación de pozos por

el método a cable o rotativo, nace la búsqueda y el desarrollo de productos o aditivos que de

alguna manera den solución a dichos problemas; este desarrollo dio lugar a lo que se

denomina " DESARROLLO DE LA QUIMICA DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION", el cual lo

podemos definir como:

DEFINICION DE LODOS

Fluido de perforación o lodo es una mezcla heterogénea de una fase continua que puede ser

agua o aceite con otra fase que son los aditivos que se agregan y que pueden estar disueltos o

dispersos en el medio continuo con la finalidad de darle al lodo PROPIEDADES adecuadas para

que pueda cumplir FUNCIONES específicas en la perforación de pozos petroleros.

Como veremos más adelante el lodo debe cumplir varias funciones para perforar un pozo: el

buen comportamiento de un lodo, si está o no cumpliendo las funciones, puede ser analizado

a través de la medida de sus propiedades, las cuales son efectuadas a través de una serie de

instrumentos y métodos que fueron diseñados paralelamente con el desarrollo de los fluidos y

problemas presentados durante la perforación de los pozos.

Los primeros instrumentos diseñados en los años 1930 para medir propiedades fueron la

balanza de lodo para medir la densidad y el embudo de MARSH para medir la viscosidad,

posteriormente fue desarrollado el filtro prensa para medir la pérdida de filtrado

El embudo de MARSH es un instrumento que relaciona un volumen vertido por el embudo con

el tiempo, método que fue adoptado por las normas API (instituto americano del petróleo) y



- 4 -

U.A.G.R.M.


nos da una idea de la viscosidad del fluido, pero no indica a que se debe los cambios en

viscosidad que puede tener un fluido.

Por la misma época fue introducido el VISCOSIMETRO STORMER que permite obtener datos

de Tixotropia y de viscosidad aparente.

En el año 1952 MEBROSE y LILIENSTHALL diseñaron un instrumento rotacional para medir la

viscosidad plástica, el punto de cedencia y el Gel, llamado VISCOSIMETRO ROTACIONAL, para

ser usado tanto a nivel laboratorio como de campo.

JONES y BALSON, para analizar algunos problemas presentados en la perforación de tramos

arenosos muy permeables, diseñaron un aparato a través del cual circulaba el lodo a presión y

temperatura y que estaban en contacto con arenas, ellos observaron que los lodos de bajo

coloides y más aún lodos floculados, formaban películas gruesas y mojaban mucho las paredes

de la formación; cosa que no se observaba con los lodos que contenían alto coloides.

Basados en los datos de JONES y BALSON, en 1937 la CIA BAROID diseño un aparato para

medir la pérdida de fluido en condiciones estáticas y presiones de 100 psi. Mas tarde fue

desarrollado el filtro prensa para medir fluido filtrado a altas presiones y temperaturas en

condiciones estáticas.

El Instituto Americano del Petróleo dio las normas o los procedimientos para medir las

propiedades de los lodos con los distintos instrumentos diseñados, y que son conocidas como

las normas API

Ya en el año 1937 se empezó a dar formulaciones a los distintos fluidos, a los que se

denominó tipos de lodos, los cuales se diseñaron en función de las presiones anormales,

contaminantes a encontrar, formaciones a atravesar etc.

El tipo de lodo de Silicato de Sodio fue el primero de los lodos diseñados y de amplio uso

hasta los años 1949, para luego ser reemplazado por los lodos de Cal que nacieron para

solucionar problemas en la perforación de arcillas muy activas de fácil hidratación la que era

controlada con el agregado del ion calcio al lodo. Estos lodos sufren una modificación cuando

tienen que perforar zonas de altas temperaturas, disminuyendo su contenido de cal en él y se

los conoce como lodos de bajo cal.

Los lodos base aceite inicialmente fueron diseñados para mejorar la terminación de pozos con

reservorios muy sensibles al agua, y para perforar LUTITAS muy activas.

Los lodos de Emulsión Inversa (EI) fueron desarrollados en 1950, y consisten en una fase

continua base aceite y una fase discontinua base agua que se encuentra en forma de

emulsión; fue necesario desarrollar algunos asfaltos y emulsificantes para estabilizarla.



- 5 -

U.A.G.R.M.


LEWIS, en el año 1953 describió el uso de los lodos de Yeso con la ventaja de ser estable a

altas temperaturas, y que tiene alto contenido de ion calcio soluble, además de ser de bajo

PH.

Los lodos aireados aparecieron con el desarrollo de algunos SURFACTANTES con la finalidad de

estabilizar la mezcla del agua con el aire que forma la espuma.

El desarrollo de la actividad petrolera centró su estudio en los sólidos de perforación. Todo

lodo al perforar, genera sólidos de formación que si no son eliminados adecuadamente, sus

propiedades decaen sensiblemente, el manejo del lodo se hace más difícil, como así también

la velocidad de penetración disminuye; todo equipo de perforación debe contar siempre con

una zaranda que si esta es bastante rudimentaria la eliminación de los sólidos de formación va

a ser bastante pobre.

Con la finalidad de mejorar las condiciones del lodo como así también los tiempos de

perforación, se introdujeron en el ámbito petrolero equipos de control de sólidos como ser

ZARANDAS MEJORADAS, DESARENADORES, DESARCILLADORES, LIMPIA LODOS para separar

fracciones de sólidos del tamaño de Silt; y CENTRIFUGAS para eliminar los sólidos más finos

del tamaño de los coloides como ser las arcillas.

Las zarandas fueron mejoradas en cuanto a su estructura y su velocidad de vibración, en la

actualidad se tienen zarandas que trabajan con mallas muy finas y de alta velocidad de

vibración lineal.

Del análisis anterior, se puede concluir que durante el desarrollo histórico de los fluidos de

perforación han ido apareciendo nuevos productos de mayor rendimiento, como también

nuevos o mejorados procedimientos de análisis, equipos de control de sólidos de mejores

condiciones de procesos, con la finalidad de optimizar la perforación.

Históricamente, podemos decir que existen dos productos químicos de los cuales es

necesario mencionarlos ya que aún en la actualidad son la base de la mayoría de los lodos,

ellos son BENTONITA y BARITINA.

La baritina, básicamente es un sulfato de bario (SO4Ba) de gravedad específica de 4.2 a 4.35

que es muy utilizado para dar densidad a los lodos, es un material inerte e insoluble en agua y



- 6 -

U.A.G.R.M.


aceite que puede ser usado en un amplio rango de concentración según sea las condiciones

exigidas.

Este material de color blanco a gris obscuro, tiene una producción mundial aproximada de 3

millones de toneladas, siendo los EEUU el país que produce el 25% del total.

En Bolivia se cuenta con minas del producto en las ciudades de Cochabamba y Oruro con una

producción que crece año tras año El uso puede llegar a elevar sustancialmente el costo global

del lodo, y está sujeto a ciertas especificaciones normadas por API en cuanto a molienda, y

materiales que pueden contaminar.

La Bentonita es el material más utilizado en la preparación de los lodos base agua. Es una

arcilla (silico aluminato) que sirve para dar viscosidad y control de filtrado a los lodos base

agua fresca su gravedad especifica está alrededor de 2.6

También las normas API rigen en las especificaciones en cuanto a su rendimiento, molienda y

contaminante.

El agregado de cualquier material al lodo se lo hace según una dada concentración adecuada

para obtener una determinada propiedad en un valor de trabajo; por lo general las unidades

de uso para el agregado de material son libras de material por cada barril de líquido. Al

agregar un material sólido cuya gravedad especifica es por lo general mayor que la del agua,

esta adquiere una densidad mayor en función de la cantidad de material agregado, así por Ej.

Si a un barril (bbl) de agua cuya densidad es 8.33libras por galón (lb/gal). Se le agrega 20lb. de

bentonita. ¿Cual es la densidad de la solución así formada? Para encontrar el resultado

planteando un balance de masa cuya ecuación final da la siguiente expresión

Ds = (350 +MB)/ (42 + MB/GSB). 1-1

Donde: Ds es la densidad de la solución en lb/gal.

MB es la masa en lb. de bentonita agregada

GSB es la gravedad específica de la bentonita (2.6).



- 7 -

U.A.G.R.M.


Antes de continuar con el tema es necesario tener una descripción global de un equipo de

perforación que utiliza el método rotativo para perforar con el cual el lodo está relacionado y

puede cumplir sus funciones para el cual fue diseñado.

COMPONENTES PRINCIPALES DE UN EQUIPO DE PERFORACION

Un equipo de perforación en líneas generales consta de las siguientes partes.

a.- Sistema de energía

b.- Sistema de soporte, izado, rotación

c.- Sistema de circulación.

El sistema de energía es dado por los motores generadores de energía necesarios para las

operaciones del equipo. Estos motores pueden ser, motores a gas, motores a diesel, motores

eléctricos, etc. Cada uno de los cuales tienen sus características de operaciones.

Toda la energía generada por los motores es usada parte para izar rotar y bajar la

herramienta, como también para mover las bombas de lodo. La energía generada por los

motores, llega a una unidad conocida con el nombre de MALACATE que cuente con una serie

de engranajes y ejes para distribuir la energía. Esta unidad contiene un elemento muy

importante que es el FRENO del equipo

El sistema soporte izado rotación comprende de los siguientes elementos:

a- Torre o mástil de perforación que en realidad es el soporte de todos los demás elementos. b- Corona con la roldana donde se enhebra el cable de perforación. c- Bloque viajero unido a la corona a través del cable, acoplado a el, en él, se encuentra el

gancho y sus demás accesorios. En la actualidad esta siendo reemplazado por el TOP DRIVE

d- Vástago con su respectiva cabeza de inyección donde va acoplado la manguera de inyección

e- Mesa rotatoria (en caso de tener el TOP DRIVE ya no se usa) f- Sarta de perforación compuesta por:

Barras de sondeos para llegar a la profundidad.



- 8 -

U.A.G.R.M.


Porta mechas (donde están incluidas las barras pesadas) para darle peso a la herramienta

Estabilizadores para mantener la verticalidad del pozo o corregir la desviación

El conjunto de barras pesadas, porta mecha y estabilizadores se lo conoce con el nombre de

arreglo de perforación el cual puede variar según las condiciones y diseño del pozo.

La unión de dos o tres pieza de cualquiera de las anteriores tuberías en Bolivia se la conoce

con el nombre de tiros.

g.- trépano o elemento cortante o generador de recortes de formación.

El sistema de circulación Esta compuesto por;

a.- Bomba de lodo

b.- Cajones de lodo - agitación - equipos de control de sólidos

La bomba de lodo es el elemento principal del sistema de circulación, es el nexo entre el

equipo de perforación y el lodo. Las bombas más utilizadas son las bombas de pistón DUPLEX

doble acción, y las TRIPLEX simple acción, cada una de ellas tiene características propias en

cuanto camisa diámetro y largo de camisa, caudal de bombeo y presión máxima de trabajo. En

anexos se muestra una vista de bombas triplex.

Los cajones de lodo son recipientes contenedores de lodo que pueden tener cualquier forma

como ser rectangulares con fondo plano o inclinado, cilíndricos con fondo plano o esférico,

etc. También se los conoce con los nombres de tanques de lodo, presas, bandejas, etc. Por lo

general son diseñados en función de la capacidad del equipo. Las dimensiones de cada uno de

ellos están dadas en función de la cantidad de tanques que se debe tener en superficie. Así, se

tienen tanques de zarandas que son los que colectan los sólidos más gruesos. Son de

dimensión pequeña y de fácil evacuación; se tienen también los tanques donde van montados

el resto de los equipos de control de sólidos y desgasificador, los cuales pueden estar

conectado por la parte superior constituyendo los tanques de sedimentación o bien

conectados por la parte inferior de ellos. El tanque desde donde la bomba chupa o succiona el

lodo se lo conoce como tanque de succión. Los cajones de lodo o tanques están conectados a

bombas de agitación – preparación, pistola de agitación, como así también, ellos contienen

agitadores eléctricos y ventanas de evacuación.

El nexo del lodo con el equipo de perforación es el siguiente:



- 9 -

U.A.G.R.M.


La bomba de lodo succiona el fluido de los cajones y envía al lodo a presión a través de

conexiones de tuberías a la manguera de circulación para llegar a la cabeza de inyección la

cual esta unida al vástago a través de un acople especial que le permite introducir el lodo

dentro del vástago que esta girando; el lodo continúa circulando internamente descendiendo

a través del sondeo, arreglo de perforación hasta salir al espacio anular por las boquillas del

trépano, para luego ascender hasta la salida de lodo (Flow Line) y retornar nuevamente a los

cajones donde se limpia de la mayor cantidad de los sólidos de formación y nuevamente es

tomado por la bomba.

Como se puede observar en la fig. Nº 1, el lodo cumple un ciclo de circulación.

1) Pozo visto de arriba 2) Salida de lodo 3) Cajones de lodo 4) Bomba de lodo

Fig N 1-1 (circuito del lodo)

Es necesario notar

Que el lodo que sale con presión desde las bombas; y que luego va perdiendo energía en

todo su recorrido, bomba - línea de salida de flujo, donde el lodo sale prácticamente sin

presión es decir que hay una caída de presión en todo este recorrido. Ya en superficie, el lodo



- 10 -

U.A.G.R.M.


pasa de l cajón de zaranda hasta el cajón chupador donde es nuevamente succionado por la

bomba de lodo. En los cajones de lodo, están conectados las distintas unidades de control de

sólidos; además cuenta con sistema de agitación mecánica o e hidráulica.

El equipo de perforación además cuenta con una serie de servicios auxiliares y otros

accesorios que son necesarios para el mejor desarrollo de sus operaciones como ser. Tanques

de agua, de combustible con sus respectivas bombas, bombas de preparación y/o agitación

del lodo, galpones de depósitos de materiales de lodo y cemento, talleres mecánico, eléctrico

y soldadura, etc.

En lo que respecta al equipo de control de sólidos, diremos simplemente que en forma global

cuenta de los siguientes equipos.

ZARANDAS

DESARENADORES (DESANDERS)

DESARCILLADORES (DESILTERS)

LIMPIA LOSOS (MUD CLEANER)

CENTRIFUGAS.

La utilización de algunos o el total de los equipos dependerá de las condiciones lodo/pozo

como veremos más adelante, por lo pronto es muy importante saber que estos equipos tienen

la función principal de eliminar la mayor cantidad de sólidos de formación generados por el

trépano para que el lodo entre de nuevo al pozo lo mas limpio posible.

La técnica del manejo de los lodos implica conocimiento amplio de físico química de los fluidos

como también tener conocimientos de las técnicas de perforación y de las formaciones a

atravesar. Todo problema ocurrido en el lodo tiene su implicancia directa en la estabilidad del

agujero y sobre la normalidad de las operaciones. Un buen lodo no solo es aquel que

minimiza los problemas de la perforación, sino que también debe economizar el costo final del

pozo perforado. No necesariamente un menor costo del lodo da un menor costo de

perforación, esto implica un análisis de optimización del lodo/perforación.



- 11 -

U.A.G.R.M.


FUNCIONES DEL LODO

Cuando se definió lodos se estableció que era diseñado para cumplir ciertas funciones o en

palabras simples significa para que sirve un lodo. Las funciones las vamos a clasificar en

función de sus importancias iniciales por las cuales nacieron loso lodos de perforación, esto no

quiere decir que algunas de las funciones pueden no ser importantes; las clasificamos como:

Funciones específicas o básicas, es decir aquellas que necesariamente se tienen que cumplir

para que el fluido sea considerado un lodo y son las siguientes

a.- Sacar los recortes de formación a superficie

b.- Controlar las presiones de formación

c.- No dañar las zonas productoras.

d.- Estabilizar las paredes de las formaciones.

e.- no dañar el medio ambiente.

Funciones derivadas aquellas que se derivan de las específicas y algunas pueden no ser

cumplidas sin dejar de ser el fluido un lodo. Podemos citar entre las más importantes las

siguientes.

a.- Sacar información desde el fondo del pozo

b.- Formar una película impermeable sobre las paredes de formación.

c.- Lubricar y enfriar la sarta de perforación.

d.- mantener en suspensión los sólidos.

e.- No causar corrosión a la herramienta.

f.- trasmitir energía al fondo del pozo.

g.- ser adecuado para correr registros eléctricos.

Existen algunas otras de menor importancia.

Haremos un análisis de las distintas funciones

- Al perforar un determinado pozo se generan recortes de formación en tamaño y cantidad

según sea el trépano utilizado y la velocidad de penetración, así por Ej. Un hueco de 17 1/2



- 12 -

U.A.G.R.M.


pulgada de diámetro y 100 m de profundidad perforados en 12 horas, genera 97.5 bbl o bien

40.3 tn de recortes; que si no se los saca a superficie y se los elimina, difícilmente se podría

seguir perforando; esta remoción del recorte debe ser continua para dejar al trépano el

espacio libre para que cumpla su función de hacer hueco nuevo a cada instante. La capacidad

de limpieza del pozo es una función directa de la viscosidad como también del caudal de

bomba. El lodo junto con el caudal de bombeo, debe ser capaz de acarrear estos recortes a

superficie dejando limpio el fondo del pozo.

- Toda formación tiene una determinada presión en sus poros denominada presión de poro o

presión de formación, esta presión puede ser normal, aquella cuyo gradiente es de 0.433 a

0.465 psi/pie (agua pura - agua salada de 1.07 gr/cc); todo valor por encima de este rango se

la denomina presión anormal, y todo valor por debajo, corresponde a presiones sub normales.

Si se conoce la presión y la profundidad de una formación, se pude determinar la densidad

mínima que debe tener el lodo para controlar esa presión según la siguiente ecuación:

La presión hidrostática debe ser mayor que la presión de formación y menor que la de

fractura

Ph = f *ρ*L ec…1-2

Donde

Ph es la presión hidrostática

,f es un factor de conversión

ρ es la densidad del lodo

L es la profundidad vertical a la que se encuentra la formación en estudio.

La presión hidrostática es dada en psi cuando ρ esta dado en PPG (gr/cc) L en pies (m); el

factor f es 0,052 psi/pie/PPG (1.42 psi/m/gr/cc) Así por ejemplo una formación XX a la

profundidad de 3000 m tiene una presión estimada en 5325 psi; la densidad mínima que debe

tener el lodo para evitar cualquier entrada de fluido debería de ser de 1.25 gr/cc. En realidad

la densidad mínima de trabajo es superior a este valor (por lo general debería tener un valor

superior en presión de 300 psi como mínimo por encima del valor estimado de la presión de

formación, esto equivale a un lodo de 1.32 gr/cc de densidad).

Esta presión de 300 psi de exceso es un factor de seguridad que podría cubrir la disminución

de presión causado cuando se está sacando herramienta del pozo, ya que casi siempre se

causa un efecto de pistón.



- 13 -

U.A.G.R.M.


Para incrementar la densidad de un lodo, la industria petrolera cuenta en la actualidad con

una serie de productos químicos y entre los mas usados son: BARITINA CARBONATO DE

CALCIO OXIDOS DE HIERRO CLORUROS de SODIO, de POTASIO, de CALCIO etc. cada uno de

ellos con sus ventajas y desventajas.

- La finalidad de perforar un pozo petrolero es para producir hidrocarburos, esta producción

dependerá de muchos factores de los cuales uno de esos factores se refiere al daño a la

productividad causada por el lodo, es decir la disminución de la producción que podía tener el

pozo. El daño causado por el lodo puede ser causado por; excesiva cantidad de sólidos, por

una sobre presión o por la incompatibilidad química del lodo con la formación productora

como ser inadecuada alcalinidad, contenido de emulsionantes que puedan causar la

formación de emulsiones estable en los poros de formación productora.

Es práctica muy común perforar los pozos por etapas o tramos los cuales luego de terminados

son aislados con una cañería cementada, esto es debido a:

1.- condiciones de formaciones.

2.- presiones a encontrar.

3.- asegurar la estabilidad del pozo en general

Las formaciones que se atraviesan, varían en sus características físicas, químicas según sea la

profundidad en que se encuentran como también en su posición terrestre, es decir no es lo

mismo una misma formación que se encuentre en una zona llana que en una zona montañosa

o que se la encuentre a distintas profundidades, la estabilidad de la formación dependerá de

las condiciones con que se la atraviesa como también de la reacción lodo - formación.

- La estabilidad de una formación depende en forma directa de la química de los lodos;

durante la perforación de un pozo se encuentran una serie de formaciones con composición

litológica variada siendo algunas de ellas más sensitivas al agua que otras, dando lugar a la

hidratación de las mismas dando como resultado un aumento de su volumen, y su posible



- 14 -

U.A.G.R.M.


derrumbe. El caso típico de perforar formaciones llamadas GUMBOS, éstas al entrar en

contacto con el agua del fluido de perforación toma gran cantidad de la misma llegando a

aumentar varias veces su volumen, provocando lo que se conoce como cierre de agujero que

causa los conocidos arrastres y resistencias de la herramienta en movimiento

- Un lodo que está perforando en un pozo, continuamente trae información del fondo del

pozo que el ingeniero de lodos esta capacitado para poder interpretar esta información y

poder conocer que es lo que esta sucediendo en el fondo del pozo. Se dice que el lodo

continuamente nos habla y que el químico debe saber interpretar para poder saber que es lo

esta sucediendo a cada momento y así poder tomar las acciones necesarias, este lenguaje del

lodo es traducible a través de los análisis que se le realiza. Así por Ej. Si el lodo entra al pozo

con una densidad de 1.16 gr/cc (9.66 ppg) y retorna a superficie con densidad 1.10 gr/cc (9.16

ppg) nos está indicando que algún fluido de formación de menor densidad que el lodo como

ser hidrocarburo o agua, se está incorporando al sistema. Otro Ej sería; si el lodo está

ingresando al pozo con 300 ppm de ion cloruro y retorna con 1500 ppm de cloruros es una

indicación que se está atravesando un nivel que aporta iones cloruros. Ejemplos como estos

hay muchos que el ingeniero de lodo debe saber interpretar y dar las soluciones adecuadas.

- Toda formación atravesada tiene cierta permeabilidad una mas que otra; las arenas por lo

general son bastante permeables y no así las arcillas, esta permeabilidad es lo que hace

posible el paso del fluido a través de las rocas; debido a las exigencias de perforación de tener

una presión hidrostática mayor que la presión de formación, parte de líquido del lodo llamado

filtrado penetra a horizontes de las formaciones, quedando sobre la pared de formación una

costra de sólidos conocido con el nombre de película o revoque cuyo espesor queda definido

por las características del lodo y las normas de perforación; esta película así formada está muy

ligada a la estabilidad del pozo que por general debe ser delgada, impermeable, lubricada y

no quebradiza.

- Todos los aditivos agregados al lodo generalmente son polímeros los cuales a parte de

cumplir sus funciones para lo cual fueron agregados ellos dan al lodo características de

lubricidad que ayuda a minimizar las fricciones entre la herramienta de perforación y las

formaciones. Todo arreglo de perforación al girar o desplazarse genera fricciones con las



- 15 -

U.A.G.R.M.


formaciones que se conoce con el nombre de torque que es la resistencia al giro, y la que se

manifiesta durante el desplazamiento de la herramienta denominadas arrastre cuando se saca

y resistencia cuando se mete la herramienta. Cuando estas fricciones son muy críticas, se

agrega al lodo algún lubricante específico.

- A medida que se perfora un pozo y se avanza hacia el centro de la tierra la temperatura

aumenta y lo hará ya sea en forma normal o no. El gradiente de temperatura es normal

cuando la temperatura aumenta 1ªF cada 100 pies de profundidad. El lodo que entra desde la

superficie, se puede decir que entra a temperaturas bajas y que al circular a grandes

profundidades va extrayendo calor a las formaciones enfriando el pozo; el lodo y pozo

constituyen así, como si fuesen un intercambiador de calor.

- El comportamiento de un fluido de perforación (Fluido no NEWTONIANO) tanto en estado

dinámico como en estado de reposo es distinto al comportamiento de un fluido

NEWTONIANO, el lodo tiene una propiedad muy importante que es la de mantener en

suspensión a los sólidos que lo componen con la finalidad de que los mismos no se depositen

y obstruya la perforación del pozo Se llama TIXOTROPIA a la capacidad que tiene el lodo de

generar energía en estado de reposo.

- El lodo debe estar diseñado en el sentido de minimizar el efecto de corrosión de la

herramienta de perforación. Se llama corrosión a la degradación continua del metal el cual

trata de alcanzar el estado inicial del cual partió. Es un proceso químico de óxido reducción

que ocurre sobre la superficie metálica por acción del fluido. Existen algunos productos

químicos que se agregan con la finalidad de proteger al metal de los efectos corrosivos del

lodo.

- Por último podemos decir que actualmente y debido a las tendencias cada vez mas fuerte en

la protección del medio ambiente los lodos se están diseñando de tal manera que en su

composición intervengan productos que no causen o sea mínimo el daño causado al medio

ambiente, se trata de los productos BIODEGRADABLES.

Hasta aquí hemos dado un panorama general de las funciones que debe cumplir un lodo,

cuando desarrollemos los problemas de pozos encontraremos algunas otras y las

analizaremos en ese momento.



- 16 -

U.A.G.R.M.


PROPIEDADES DE LOS LODOS DE PERFORACION

.Anteriormente hemos hablado de las funciones que un lodo debe cumplir para llevar a cabo

la perforación de un pozo petrolero, pero ¿cómo sabemos que esta cumpliendo bien esas

funciones? Por Ejemplo ¿estamos seguros que la presión de formación de la zona atravesada

esta siendo controlada por la columna hidrostática del lodo?, ó que la alcalinidad que tiene el

lodo ¿no esta causando dispersión de las arcillas?

El Instituto Americano del petróleo API, ha establecido normas para medir las propiedades de

un lodo, para ello se han diseñados unas series de instrumentos y métodos con las cuales

podemos apreciar su comportamiento.

A continuación analizaremos cada unas de ellas El método según normas API de encontrará en

anexos A

DETERMINACI0N DE LA DENSIDAD

Se define densidad o masa específica de un cuerpo homogéneo, al cociente de la masa por el

volumen.

μ = M/V. ec. 1- a.

Donde μ es la densidad que en el sistema c.g.s se mide en gr./cc., M es la masa y v el volumen

Se define como peso específico al cociente del peso por el volumen, es decir es el peso que

tiene la unidad de volumen.

ρ = P/ V ec. 1-3

Donde ρ es la densidad, P es el peso del cuerpo. La ecuación anterior indica el peso que debe

tener la unidad de volumen de cualquier solución.

Como P = M*g, resulta que

Ρ = (M/V) * μ.



- 17 -

U.A.G.R.M.


Lo que indica que el peso específico varía con la aceleración de la gravedad, y la densidad, no.

En el caso específico, el peso específico normal (donde g = go = 980.665 gr/seg2), esta

representado por el mismo número que μ, pero en distinta sistema de unidades (puesto que 1

dina = 1 gr/980.665); es decir que el valor de ρ en gr/cc es igual al de p en gr/cc.

Por lo anterior expuesto se trabajará con la densidad como la relación del peo al volumen.

Fig N 1-2 (balanza de lodo)

La determinación de la densidad se basa en el principio general de toda balanza. Como se

observa en la fig. Nª1-2 la cual muestra la balanza de lodo muy utilizada para medir

densidades. Esta compuesta de una copa receptora del fluido muestra, que tiene una tapa con

un orificio central para evacuar el lodo remanente; consta además de un sistema de nivel de

burbuja, un brazo escala graduado, un contrapeso deslizable, un receptáculo de perdigones

para calibración de la balanza y un soporte o pedestal de equilibrio de balanza.



- 18 -

U.A.G.R.M.


El brazo graduado puede llevar distintas escalas de lecturas según sean las unidades de

trabajo, como así también un gradiente de presión, es decir la presión que ejerce el fluido por

unidad de longitud

La manera de operar es la siguiente; se llena la copa de fluido teniendo mucho cuidado de no

entrampar aire, se coloca la tapa el fluido remanente sale por el orificio central de la tapa, se

lava y seca la balanza y luego se coloca sobre el pedestal de equilibrio; con el contrapeso

deslizable se equilibra la balanza hasta que la burbuja quede en el centro del visor, en ese

momento se procede la lectura de la densidad según la escala escogida.

La calibración de la balanza se la efectúa con agua destilada a 20ªC cuyo valor debe ser de 1

gr./cc (8.34PPG). Se dan equivalencias de densidades en anexos.

DETERMINACION DE VISCOSIDADES

Se define a la viscosidad como la resistencia interna que ofrece el fluido al movimiento La

viscosidad del lodo se puede determinar en distintos instrumentos y según que viscosidad se

desea conocer así se tienen las siguientes:

VISCOSIDAD DE EMBUDO O DE MARSH (Vm)

Se determina en un instrumento conocido como embudo de MARSH el cual se muestra en la

figura Nº1- 3



- 19 -

U.A.G.R.M.


Fig. N1- 3 (embudo de Marsh)

Como se puede observar el equipo consta del embudo propiamente dicho y de un vaso

llamado litrera o galonera.

El embudo descripto consta en su parte superior de una malla 3/16” de abertura con la

finalidad de retener toda partícula mayor que pueda taponar el orificio inferior del embudo.

El modo de operar consiste en lo siguiente:

Se llena el embudo a través de la malla hasta el tope de la malla manteniendo cerrado el

orificio inferior del embudo, una vez lleno se mide el tiempo que tarda en llenar la litrera

hasta un cuarto de galón, expresándose la viscosidad como los segundos que tarda en fluir 1/4

gal . El agua pura a 20ªC tiene una viscosidad de embudo de 26-27 seg/qt gal. Siempre que se

realiza una determinación se debe especificar la temperatura a la que se realiza la prueba

Vm = tiempo que tarda en caer un cuarto de galón (seg.).

VISCOSIDAD PLASTICA- PUNTO CEDENTE Y GELES



- 20 -

U.A.G.R.M.


El instrumento utilizado es el viscosímetro rotacional o de FANN que se descibe en la figura

Nª1- 4

Fig N1-4 (reometro rotacional eléctrico)

Como se puede observar, el instrumento se compone de las siguientes partes:

- un cilindro giratorio - un cilindro estacionario (bob) - un resorte de restitución - un dial de lectura directa - un sistema de engranajes y perillas para cambio de velocidades - un baso contenedor de muestra del fluido Existen en el mercado instrumento manuales, eléctricos de 2, 6 o múltiples velocidades,

Aquí describiremos en forma general el manejo del instrumento manual

Se coloca el sistema de cilindro giratorio estacionario dentro del vaso conteniendo el fluido a

analizar. Se coloca la palanca (a) en posición de velocidad variable y con la manivela (b) se



- 21 -

U.A.G.R.M.


hace girar el cilindro a fin de homogeneizar el fluido. Luego se coloca la palanca /a) en la

posición de 600 rpm se hace girar el cilindro; luego de estabilizado el dial, se efectúa la

lectura en lb/100 pie2 y se anota como el resultado a 600 rpm; posteriormente se coloca la

palanca en posición de 300 rpm se hace girar el sistema y se procede a la anotación de la

lectura a 300 rpm.

El valor de la viscosidad plástica resulta de:

Vp = L600 - L300 ec. 1-4

Cuya unidad es el centipoise (cps)

El valor del punto cedente es:

Pc = L300 – Vp ec 1-5

Con unidades Lb/100 pie2

Con este instrumento también se determina los geles que tiene el lodo cuyo procedimiento es

el siguiente:

Estando el lodo homogeneizado y luego de 10 segundos que el lodo esta quieto con la perilla (

c ) se procede a darle la velocidad de 3 rpm en forma manual, en el dial se observará un

incremento de lectura hasta que la aguja llega a un máximo valor e inmediatamente se

estabiliza en un valor inferior, tomándose como valor de gel a 10 segundo o gel inicial el

máximo de la defección de la aguja. Posteriormente se deja al lodo en reposo durante 10

minutos y se procede de la forma anterior a determinar la lectura de gel a 10 minutos o gel

final.

Siempre es conveniente tener datos de geles a 30, 60, 120 minutos para tener una idea de la

proyección del gel con el tiempo tratando de simular el tiempo de reposo de una maniobra de

la herramienta

El gel nos da una idea de la energía que es necesaria para iniciar el movimiento del fluido.



- 22 -

U.A.G.R.M.


DETERMINACION DEL FILTRADO

La cantidad de filtrado que pasa del lodo hacia la formación es muy importante en cuanto a la

cantidad como a la calidad del filtrado

La determinación del filtrado se la efectúa en un instrumento denominado "FILTRO PRENSA",

el cual determina el volumen de liquido que pasa a través de un filtro en un tiempo

determinado cuando está sometido el sistema a una cierta presión de trabajo.

Fig N1-5 (filtro prensa HPHT)

El procedimiento es el siguiente:

En la celda contenedora del fluido a probar (a), la cual la cual puede ser armada o no, lleva

una malla de 60 mesh y un papel filtro (WATTMAN 50); en la parte superior lleva una tapa que

tiene un dispositivo de entrada de presión (b), y por la parte inferior de la celda lleva un

orificio de salida de filtrado que es recibido en una probeta graduada, todo el sistema esta

montado en sobre un soporte (c)

El filtrado API o de baja se realiza de la siguiente forma:

Se coloca el fluido muestra en la celda a la cual se aplica una presión de 100 psi y se

contabiliza el filtrado que fluye durante 30 minutos.



- 23 -

U.A.G.R.M.


Esta prueba de filtrado se la puede efectuar simulando las condiciones de fondo de pozo, es

decir a presiones y temperatura que se encuentra en el pozo. En este caso la celda

conteniendo el lodo se coloca debe soportar una diferencial de presión de 500 psi y es

introducida dentro de una camisa calefactora de temperatura controlada; se contabiliza el

filtrado que se obtiene en 30 minutos

Actualmente se cuenta en laboratorios con instrumentos como el Fann 90 para obtener el

filtrado en condiciones dinámicas.

DETERMINACION DE LA COMPOSICION DEL LODO

En líneas generales podemos decir que el lodo esta compuesto por sólidos y líquidos

cualquiera sea la naturaleza de estos.

El conocimiento tanto de la composición del lodo como de la densidad nos permite plantear

balances de masas que nos permiten determinar al por menor la composición global del lodo.

Fig. Nº 1- 6 (Kit completo conteniendo la retorta)



- 24 -

U.A.G.R.M.


El instrumento para determinar los sólidos totales y líquidos que componen al lodo se conoce

con el nombre de RETORTA y se la ilustra en la fig. N6 el consta de un recipiente contenedor

de la muestra a analizar generalmente de 10 cc (a) con su tapa que tiene un orificio central

para permitir el paso de los fluidos gasificados, todo esto se acopla a un tubo que contiene

viruta metálica para retener los sólidos arrastrados por los gases calientes (b); todo este

conjunto se coloca a una fuente de calor (horno) donde se procede a la destilación a mas de

600ª C °. Los gases producidos pasan a un condensador donde se licúan y son recibidos en

una probeta graduada. El resultado se expresa en % en volumen de sólidos y líquidos.

100% = % liquido + % sólidos.

CONTENIDO DE ARENA

Dentro del total de sólidos que contiene el lodo, esta la arena que es aportada por las

formaciones y en algunos casos por algunos productos químicos. La determinación del

contenido de arena es necesaria ya que es un producto contaminante muy abrasivo. Para su

determinación se usa el arenómetro que me indica el % volumétrico de arena en el lodo



- 25 -

U.A.G.R.M.


Fig. Nº 1-7 (arenometro)

Como se puede observar en la Fig Nº 1-7, se compone de un tubo de vidrio el cual tiene una

escala porcentual en parte inferior donde se puede leer el contenido de arena en % vol.,

también cuenta con una marca inferior que indica MUD HERE (lodo hasta aquí) y otra marca

superior que dice WATER HERE (agua hasta aquí), completa al equipo un cilindro con malla de

200 MESH y un embudo..el análisis, se efectúa de la siguiente manera:

Se agrega lodo hasta la marca lodo hasta aquí y se completa con agua hasta la marca agua

hasta aquí, se agita para formar una mezcla homogénea e inmediatamente se vierte la mezcla

sobre la malla, luego de lavar el tubo con agua hasta dejarlo limpio y de lavar la muestra

sólida que queda sobre la malla, se invierte la posición del cilindro contenedor de la malla y se

le coloca el embudo procediéndose al agregado de agua para que los sólidos que quedaron

retenidos en la malla puedan caer sobre el tubo de vidrio asentándose en el fondo del mismo

y poder leer en la escala el por ciento volumétrico de la arena



- 26 -

U.A.G.R.M.


DETERMINACIÓN DEL PH DEL LODO

El PH o potencial hidrógeno se define de la siguiente manera:

PH = log (1/H+)

Puede ser determinado por el método de papel PH que consiste en poner en contacto un

papel especial y la muestra que dependiendo del PH de la muestra se desarrollara un

determinado color el cual es comparado con una escala colorimétrica .

Otra manera de determinar el PH es a través del Ph – meter digital que consta de un electrodo

de vidrio que al hacer contacto con la muestra a analizar indica en un visor lecturas del PH de

las muestras.

DETERMINACION QUIMICA EN EL LODO

Al preparar un lodo de perforación base agua, se agrega al agua una serie de productos

químicos que tienen sus respectivas composición químicas como ser almidones, arcilla

comercial (BENTONITA), Baritina, polímeros en general, soda cáustica, etc. Este lodo así

preparado entra en contacto con las formaciones atravesadas, recortes generados y sus

fluidos que contienen, los cuales pueden reaccionar con el lodo pudiendo cambiar

sustancialmente las propiedades del lodo. La corteza terrestre formada por arcillas y arenas

en sus distintas naturalezas, minerales, fluidos líquidos y gaseosos de hidrocarburos como así

también agua con distintas sales, todas estas sustancias reaccionan unas más que otras

interfiriendo en forma química en la composición del lodo dando lugar a propiedades

inadecuadas. Una variación de la viscosidad, aumento del filtrado, cambio en el PH son

consecuencias de cambios en la composición químicas del lodo Por lo tanto siempre es

necesario conocer la composición química del lodo para hacer la correcciones respectivas y

poder trabajar en un rango programado o más adecuado para la estabilidad del pozo.

Existen mecanismos de análisis químicos dados por La API a fin de poder determinar la

composición química del lodo, en general son titulaciones de neutralización.



- 27 -

U.A.G.R.M.


API tiene normalizada los siguientes análisis: (El equipo de análisis se muestra en anexos)

DETERMINACIONES DEL Pf:

El Pf es la alcalinidad del filtrado a la fenolftaleina y nos da una idea de la cantidad del ión

hidroxilo y carbonatos que tiene el lodo. Su determinación se la efectúa de la siguiente

manera

Se debe tomar uno o más ml de filtrado, agregar 2 a 3 gotas de indicador, fenolftaleina, que

si el filtrado tiene un PH mayor a 8.3 se tornará de un color rojo, luego se titula con ácido

sulfúrico 0.02 N hasta que la coloración roja desaparezca dándose por terminada la titulación.

El valor del Pf es la cantidad de ml de ácido gastado por ml de filtrado.

Pf = ml de ácido gastado/ ml de filtrado usado.

El Mf es la alcalinidad del filtrado al naranja de metilo y nos da la idea de la cantidad del ión

bicarbonato y carbonatos que tiene el lodo, se lo determina de la siguiente manera.

Se debe tomar uno o mas ml de filtrado, se agrega 2 a 3 gotas de naranja de metilo, el filtrado

tomara una coloración naranja; luego se lo titula con ácido sulfúrico 0.02 N hasta que la

coloración naranja se torne de color rosa concluyendo la titulación. El valor del Mf son los ml

de ácido gastado por ml de filtrado.

Mf = ml de ácido gastado/ ml de filtrado usado

El Pm es la alcalinidad total del lodo a la fenolftaleina es decir es el aporte a la alcalinidad de

todos los iones que tiene el lodo, y se lo determina de la misma manera que el Pf pero la

muestra tomada es de lodo.



- 28 -

U.A.G.R.M.


Determinaron del ion cloruro: El conocimiento de los ión cloruro que tiene el lodo es muy

importante para hacer un buen mantenimiento de las propiedades. El ión cloruro se

determina de la siguiente manera:

Se toma 1 ml de filtrado, se determina el Pf, luego se agrega 2 a 3 gotas del indicador cromato

de potasio el cual da una coloración amarilla al filtrado para luego titular con nitrato de plata

hasta que la coloración amarilla se torne de color rojo ladrillo, que indica el punto final de la

titulación. El valor de los cloruros en mg/lt es

Cl = F* ml de nitrato de plata gastado/ml filtrado.

Donde F depende de la concentración del nitrato de plata usado. (Ver apéndices)

Otro análisis que se realiza al lodo es la determinación de la dureza del filtrado, la cual es

también muy importante conocer ya que depende de su valor el tratamiento a efectuar.

Para su determinación, se toma 1 o más ml de filtrado se le agrega 4 a 5 gotas de solución

buffer que es una mezcla de cloruro de amonio con hidróxido de amonio, se le agrega 3 a 4

gotas de murexida el filtrado se torna de color rojo guinda luego se lo titula con solución EDTA

20 EPM hasta que la mezcla se vuelve de una coloración azul, el valor de la dureza (ión calcio)

es;

Ca (mg/lt) = ml de sol EDTA * 400

Existen otras determinaciones efectuadas al lodo base agua como también al lodo base aceite

así por Ej. La prueba del azul de metileno, ion sulfatos, contenido de archilamida en lodos base

agua.

Determinaciones en lodo base aceite



- 29 -

U.A.G.R.M.


En los lodos base aceite muchas de las determinaciones que se hacen en lodos base agua se

opera de la misma manera solo que, en los lodos base agua es muy importante conocer la

temperatura a la que se hacen esas pruebas.

Un análisis muy importante en los lodos base aceite, es la determinación de la estabilidad

eléctrica, el instrumento usado es el medidor de estabilidad, el cual se muestra en la fig .Nº 1-

8.

.

Fig Nº 1-8 (medidor de estabilidad eléctrica)

El instrumento consta de un voltímetro, el cual mide el voltaje de la corriente para establecer

el paso de la corriente a través de una emulsión inversa. El voltímetro tiene agregado un

electrodo el cual se introduce dentro del lodo problema; con una perilla se va aumentando el

voltaje de la corriente hasta que se observa el paso de la corriente por medio del

alumbramiento de un foco. Cuando logra pasar la corriente se dice que la emulsión se rompió,

formándose un puente de agua.



- 30 -

U.A.G.R.M.


MEDICIÓN DE LA SALINIDAD, Y CONTENIDO DE CALCIO EN LODOS BASE ACEITE:

(En este párrafo describiremos la metodología de determinación hecha por la compañía

Baroid):

Procedimiento:

Para el análisis necesitamos el concurso de las siguientes determinaciones:

1) Determinación del % de agua. 2) Análisis de alcalinidad (Pm). Para determinar la cantidad de cal 3) Determinación del contenido de cloruro de calcio 4) Determinación del contenido de cloruro de sodio

- La determinación de agua en los lodos de EI se hace a través del procedimiento estándar de la retorta.

- Para determinar el contenido de cal se procede de la siguiente manera: 1º.- medir 50 cc de mezcla de alcohol esoxol-isopropil (75/25), en un frasco de vidrio de 8 oz

para muestra, (elermeyer de 230cc)

2º.- dispersar 1 ml de lodo base aceite en el solvente y añadir 100 cc de agua destilada, 10 a

15 gotas de solución indicadora de fenolftaleina y 5 cc de ácido sulfúrico N/10.

3º.- agitar vigorosamente la mezcla para tener una dispersión homogénea (aquí se rompe la

emulsión).

4º.- si la mezcla después de agitada, esta de color roja, continuar añadiendo acido sulfúrico en

incremento de 5 cc seguidos de agitación hasta que la polución se aclare o decolore.

5º.-

Lo visto anteriormente podemos decir que en los fluidos de perforación está involucrado una

tecnología en la que se aplican conocimiento científico, principio de ingeniería, física, química,

geológica y económicas para poder desarrollarlos.

El ingeniero de lodos debe ser un profesional que esté empapado de la tecnología de los

fluidos de perforación que con su talento y experiencia pueda ayudar a llevar a un final feliz la



- 31 -

U.A.G.R.M.


perforación de un pozo, debe ser capaz de preparar, de llevar el mantenimiento de un lodo en

el pozo como también de diseñar y seleccionar el fluido adecuado.

Los fluidos que intervienen en un trabajo neto de un pozo petrolero se los clasifican según la

actividad realizada, así tenemos los siguientes fluidos:

FLUIDOS DE PERFORACIÓN

FLUIDOS DE TERMINACIÓN

FLUIDOS DE INTERVENCIÓN O REPARACIÓN.

FUIDOS DE EMPAQUES

Cada uno de ellos tiene sus características propias adecuadas para el trabajo a realizar.

Si bien en el diseño de un lodo se tiene en cuenta el costo del mismo, hay que tener en mente

que no necesariamente un lodo económico puede ser el más adecuado, ya que se debería

evaluar al final la productividad del pozo; pero eso si, ante igualdad de problemas presentados

en perforación de pozos de un dado área, para dos tipos de lodos, se debe inclinar la decisión

por el mas económico. Siempre debe primar el comportamiento del lodo en el pozo y los

resultados obtenidos frente al costo total del lodo.

En el costo total de un lodo programado intervienen diferentes factores que hay que tener

muy en cuenta para una evaluación mas acertada de los fluidos, el comportamiento de un

lodo va cambiando a medida que se perfora un pozo, el fluido diseñado debe ser lo bastante

flexible para poder adaptarse a esos cambios es decir no deteriorarse con el avance de la

perforación de tal forma que la recuperación de sus propiedades sean muy costosas.

Entre los factores que inciden en el costo global de un lodo tenemos:

- Factores superficiales. - Factores sub superficiales. - Factor equipo



- 32 -

U.A.G.R.M.


A.- Factores superficiales.

1- ubicación del pozo, la posición geográfica de la ubicación incide sobre la programación de un lodo. La accesibilidad del pozo es importante para analizar el costo de transporte de los productos, se deben escoger los productos más adecuados y efectivos.

2- La disposición y calidad del agua de preparación del fluido base agua es otro aspecto a tener en cuenta.

3- La calidad de los productos a usar incide sobre las propiedades de los fluidos 4- Regulaciones legales sobre el uso de algunos productos 5- Deposición de los recortes generados 6- Aspecto de servicio de ingeniería, personal que debe corre r o supervisar los

fluidos en el pozo,

B.- Factores sub. Superficiales

Entre estos factores tenemos todo lo relacionado al diseño del lodo como ser aspectos

geológicos, geométricos, profundidades, presiones, temperaturas a encontrar, como

también dificultades de las formaciones a atravesar.

Algunas veces los factores superficiales pueden afectar al factor sub superficial como es el

caso de perforación en el Ártico donde el PERMAFROST da lugar a inestabilidad de agujero

sobre todo en zonas de gravas y arenas.

La perforación de huecos de gran diámetro, profundidades grandes de huecos

abiertos, crea problemas no solo en la limpieza o el control de sólidos del lodo, sino

también en el desplazamiento del lodo, ubicación de fluidos especiales, en las

cementaciones efectuadas.

C.-Factor equipo.

La capacidad de un equipo puede afectar en gran medida un programa de lodos,

inadecuadas bombas, equipos de mezclado deficientes o pobre control de sólidos

puede incrementar el consumo de materiales, y algunas veces el programa de lodo

preferido debe ser reformulado para compensar estas deficiencias.

Hay que centrar mucho la atención en el equipo de control de sólidos por su gran

incidencia que tiene en el costo del lodo.



- 33 -

U.A.G.R.M.


En anexos presentamos algunos detalles de los instrumentos utilizados en la

determinación de las propiedades del lodo y de algunos equipos de control de sólidos.



- 34 -

U.A.G.R.M.


EQUIPO DE PERFORACION

VISTA PARCIAL DE TANQUES DE LODOS CILINDRICOS CON RESPIRADEROS



- 35 -

U.A.G.R.M.




- 36 -

U.A.G.R.M.


COMPONENTES DE UN REOMETRO MANUAL



- 37 -

U.A.G.R.M.


COMPONENTES Y ENSAMBLES DE UN FILTRO PRENZA API



- 38 -

U.A.G.R.M.




- 39 -

U.A.G.R.M.


UNIDAD COMPLETA DE LIMPIA LODO



- 40 -

U.A.G.R.M.


Vista de bombas de lodos

Documents

APUNTES DE LODOS - DHV - Tema 1.pdf