Fluidos de Control I

Universidad Tecnolgica de TabascoFluidos de Control I

Unidad I. Introduccin a los fluidos de controlQu es un fluido de control?Mezcla de agua (o petrleo o una emulsin) con una arcilla natural (y aditivos), suspendidos por un tiempo considerable.

Un lodo de perforacin se define como un fluido con determinadas condiciones fsicas y qumicas que permite realizar las tareas de perforacin.

De acuerdo a su actividad, los lodos pueden ser:Fluidos de controlFluidos de terminacinFluidos de reparacinClasificacin (de acuerdo a su actividad)Fluidos de controlEs el fluido circulatorio que se utiliza en un equipo de perforacin, formado por una mezcla de aditivos qumicos que proporcionan propiedades fisico-qumicas requeridas para las condiciones operativas y adecuadas a las caractersticas de la formacin litolgica a perforar.La estabilidad de estos parmetros fisico-qumicos al contacto con los contaminantes liberados por la formacin debern ser controlados mediante anlisis continuos.Fluidos de terminacin y reparacinLa terminacin de un pozo petrolero es un proceso operativo que se inicia despus de cementada la ltima tubera de revestimiento de explotacin.Su objetivo es obtener la produccin ptima de hidrocarburos al menor costo.Fluidos utilizados durante la terminacin Son fluidos libres de slidos Conocidos como fluidos limpiosSirven para prolongar la vida del pozo y evitar daos a la formacinTambin se les llama salmueras porque estn conformadas por salesCloruro de Potasio, Sodio, Calcio, Bromuro de Sodio, Calcio, mezclas de calcio y sodio, Bromuro de Zinc

Clasificacin (de acuerdo a su composicin)

El fluido de perforacin es bsicamente la mezcla de una arcilla (Bentonita) con el agua de perforacin o aceite. Otros productos qumicos son especficamente adicionados al lodo, para proveer determinadas propiedades o funciones en el fluido de perforacin.El fluido de perforacin esta compuesto de una fase slida y otra lquida. Las mismas que podemos describirlas como sigue:

FASE LQUIDA: Agua, Aceite, Surfactantes lquidos.

FASE SLIDA: Slidos deseables

Slidos Indeseables ViscosificantesDensificantesProductos qumicos Recortes de Perforacin Arcilla Limo, Arena, etc.Composicin de un fluido de perforacin9Composicin de un fluido de perforacinOtro criterio considera que el fluido de perforacin esta compuesto de una fase contina y otra fase dispersa o discontinua. Las mismas que podemos describirlas como sigue:

FASE CONTINUA: La fase fluido que rodea completamente la fase dispersa, que puede constar de coloide, aceite, etc.

FASE DISPERSA: La fase esparcida (slido, liquido o gas) de una dispersin. Las partculas estn finamente divididas y completamente rodeadas por la fase continua.

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Lodos de perforacin base agua (WBM)

Lodos de perforacin que se clasifican por que su fase continua es agua (Dulce o salada).

Se clasifican en:

No dispersos /Dispersos.Salinos. ClcicosBajo en slidos.Polimricos.

Lodos no dispersosPresentan composicin bsica de agua y bentonita sdica.No contienen adelgazantes. Se denominan lodos primarios.No soportan altas temperaturas.Afectan arcillas sensibles.Lodos caladosSe obtienen por adicin de cal apagada Ca(OH)2 y yeso en altas concentraciones. De esta forma la arcilla bentontica sdica se transforma en arcilla clcica (lodos calados).Controla perforaciones de shale.Lodos dispersosSe utilizan para perforar a grandes profundidades o en formaciones altamente problemticas. Presentan como caractersticas, la principal, la dispersin de arcillas constitutivas usando lignosulfonatos. Alta resistencia a la temperatura. Lodos salinosSon aquellos cuya fase continua es agua salada. Con una concentracin mnima de 10000ppm de NaCl (1% en peso).Utiliza como fase dispersa la arcilla atapulguita.Se usan para perforar formaciones salinas o formaciones afectadas por la presencia de agua dulce.Se clasifican en:Salobres: con una [] entre 10000 y 35000 ppm.Salados: con una [] entre 35000 y 350000 ppm.Saturados con sal: con una [] 350000 ppm.

Lodos con materiales polimricos Presentan compuestos qumicos de cadena larga y peso molecular larga.Son polmeros; naturales semisintticos, sintticos.Contribuyen al: control de prdidas por filtrado, estabilidad trmica, resistencia ante contaminantes , proteccin de las zonas productoras, lubricar la broca, prevenir pegas, etc. Materiales polimricos ms usados:- Almidn - Gomas de Guar y Xanthana y de Algarrobo- Lignito- Copolmero de vinil amida- Poliacrilamida parcialmente hidrolizada- Polisacridos.Son muy costosos y presentan poca perforabilidad en comparacin con OBM.

Lodos emulsionadosPueden ser normales (Aceite en Agua) o invertidos.Aumentan la rata de perforacin.Evitan la corrosin de la broca y sarta.Evitan dao de formacin Evitan problemas de arcillas sensibles.Son estables a altas temperaturas (200 F).Su principal desventaja corresponde a: costo inicial y mantenimiento, dificultad de identificar zona productoras por medio de los cortes.Fluidos base aceite (OBM)Son lodos cuya fase continua o externa corresponde a petrleo crudo o minerales de ste.

Sus propiedades estn influenciadas por:

Relacin aceite/agua.Tipo de emulsificador y concentracin.Contenido de slidos.Fluidos base aceite (OBM)Usos:Perforacin y corazonamiento de zonas productoras.Perforacin con problemas de estabilidad de pozos- arcillas sensibles.Perforacin de pozos profundos a altas temperaturas y presiones.Fluidos base aceite (OBM)

Fluidos base aceite (OBM)

Fluidos base aceite (OBM)

Lodos neumticosSon usados en situaciones donde la perforacin con fluidos (lquidos) no es adecuada.

Estos fluidos corresponden a aire, espumas, lodos aireados y son utilizados para perforar :Formaciones muy porosas.Formaciones subnormalmente presurizadas.Formaciones cavernosas.

Aire de perforacinEl aire que ms comnmente se usa es gas comprimido para limpiar el pozo, tambin se usa gas natural.Se presentan problemas:

Regulacin de la presin del gasInflujo de los fluidos de formacin.Erosin del pozo.El aspecto ms importante consiste en mantener la velocidad del gas (3000ft/min).Espuma de perforacinEs una combinacin agua o polmetro/bentonita mezclada con un agente espumante y aire de un compresor para formar las burbujas.

La espuma acta como agente transportador y removedor de los cortes generados.Espuma de perforacinRequiere menos volmenes que el aire para la perforacin.Permite mejorar la estabilidad del pozo debido a una delgada costra formada en la pared del hueco.Presentan flujo continuo y regular en las lneas. Espuma de perforacinSe utilizan aditivos para controlara influjos de agua o aceite, como:

Referencia: Baroid Co.Lodos aireadosPuede ser un lodo base agua el cual se adhiere aire.Presenta menos presin hidrulica y tendencia a fracturar formaciones dbiles.Reduce perdidas de circulacin en reas muy porosas y con bajo gradiente de fracturas.Peso de 4 a 6 lb/gal.Permite alcanzar altas ratas de perforacin.Lodos aireadosEquipos requeridos:Compresor de aire de SCFMUn bypass de aire.Separador de aire en la lneas de flujo. Tanque de descargasAccesorios y lneas.Lodos neumticos Tabla de Comparacin.

Lodos neumticos Tabla de comparacin