25/02/2015

1

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

TEMA IIICLASIFICACIÓN DEL FLUIDO

DE PERFORACIÓN

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

CONTENIDO

Objetivos de aprendizaje.

Introducción.

Fluido base agua.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Conocer la clasificación general del fluido deperforación.

Identificar de acuerdo a su composición el tipo defluido con el que se trabaja.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

INTRODUCCIÓNEL FLUIDO DE PERFORACIÓN

Se clasifica en función de su base

Fluido base agua.

Fluido base aceite.

Fluido base gas (neumáticos).

25/02/2015

2

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFase continua (en mayor proporción):

Fase dispersa:

Agua.

Sólidos, gas o liquido.

Filtración hacia la formación: Agua.

Dentro de esta clasificación se tienen:

Fluidos dispersos:

Fluidos no dispersos:

Fluidos inhibidos:

Fluidos no inhibidos:

Contienen adelgazantes químicos.

No contienen adelgazantes químicos.

Presencia de iones o agentesencapsulantes estabilizadores de lutitas.

No presentan iones o agentesencapsulantes estabilizadores de lutitas.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos no inhibido:

Presentan bajo contenido de sólidos, menor al 6% en peso.

Actualmente: Contenido de sólidos bentoníticos, menor al 4% en peso. Relación de sólidos perforados/bentonita menor de 2.

Dentro de esta clasificación se tienen:

Nativo o de iniciación (CBM).

Ligeramente tratado.

Bentonita-polímeros.

Disminuir costos de perforación.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos no inhibido:

Nativo o de iniciación (Clay-Bentonite-Mud [CBM]):

Agua blanda. Bentonita sódica. Rango de pH: 8.5 – 9.5

Práctica común en el campo añadir cierta cantidad de cal [Ca(OH)2]

Ligeramente tratado:

Densidad menor a 12 lb/gal.

Es un CBM con pequeñas cantidades de aditivos.

Muy sensible a problemas de contaminación. Descomposición a altas temperaturas..

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos no inhibido:

Bentonita-Polímeros: Agua blanda (libre de calcio).

Bentonita sódica (10 lb/bbl). Soda caústica (NaOH). Rango de pH: 8.5 – 9.5

Polímeros más utilizados: Polisacáridos [Kelzan XCD], poliacrilamidaparcialmente hidrolizada [PHPA] y poliacrilatos de sodio [SPA].

Polímero (entre 0.5 – 1.0 lb/bbl).

25/02/2015

3

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos no inhibido:

Bentonita-Polímeros:

Ventajas

• Son pseudoplásticos.

Desventajas

• Presentan reología invertida.• Alta velocidad de penetración.

• Bajo control pérdida por filtración.• Atrapan aire fácilmente.• Susceptible ataque bacterianos.• Disminución de la viscosidad en

contenido de cloruros (Cl-) y calcio(Ca+2) superiores a 30,000 ppm y 360ppm respectivamente.

• Se degradan a altas temperaturas (>300 oF).

• Requerimiento de excelentes equiposde separación de sólidos.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos:

Presentan bajo contenido de sólidos, menor al 6% en peso.

No contienen adelgazantes químicos pero si contienes ionesestabilizadores de lutitas (K+, Na+, Ca+2, Mg+2).

Dentro de esta clasificación se tienen:

Salmueras (sistemas Drill-In).

Agua salada.

Salinos con formiato.

Hidróxido de metales pesados (MMH) con KCl.

Poliglicoles con KCl.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont.):Salmueras (Sistemas Drill-In):

Agua dura. Densificante salino (sal dimensionada). Buffer alcalino [MgO]. Rango de pH: 8.5 – 9.5.

Concentración de sal 189,000 ppm.

Controlador de filtrado. Concentración 46 lb/bbl. Antiespumante. Inhibidor a base de glicoles.

Zonas productoras no consolidadas, presencia de lutitas hidratables,domos salinos y pozos horizontales con un alto ángulo de inclinación.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont.):Salmueras (Sistemas Drill-In):

Ventajas

• Amigables al ambiente.

Desventajas

• Alta lubricidad.• Dilución del material sellante por

intrusión de agua de formación.

• Dificultad al bajar la densidad (encaso que sea necesario).

• Poco control de la densidad del fluido.

• Poco control en las pérdidas decirculación.

• Dificultad en conocer el contenido(ppm) exacto de sal.

• Mínimo daño a la formación.• Presentan reología invertida.

• Problemas de precipitación(contaminación por cemento).

25/02/2015

4

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont.):Agua salada:

Agua dura. Soda caústica [NaOH]. Rango pH: 11.0 – 11.5. Atapulgita.

10,000 ppm Concentración de sal 180,000 ppm.

Polisacárido (almidón).

Costa afuera y domos salinos.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont):Agua salada:

Ventajas

• Amigables al ambiente.

Desventajas

• Buen calibre del hoyo .• Formación de espuma superficial.

• Atrapan aire con facilidad.

• Alto índice de corrosividad.

• No forman emulsiones (mejorarlubricidad).

• Mínimo daño a la formación.• Previene la dispersión de los

sólidos perforados.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont.):Salinos con formiato:

Agua blanda o dura. Sal tipo formiato.

Soluciones claras poseen alta densidad y baja viscosidad. Cumplen con los requerimientos de seguridad para el ambiente.

pH: Rango entre 9.0 – 11.0.

Protegen a los viscosificantes y polímeros controladores de filtradocontra la degradación térmica.

Viscosificantes. Controladores de filtrado.

Se pueden utilizar hasta temperaturas máximas de 400 oF.

• Formiato de sodio (NaCOOH).• Formiato de potasio (KCOOH).• Formiato de cesio (CsCOOH).

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont):Salinos con formiato:

Ventajas

• Alta densidad con mínimocontenido de sólidos.

Desventajas

• Altos costos de preparación.

• Alta capacidad de inhibición.• Alta resistencia térmica.

• Mallas más fina en los equipos decontrol de sólidos.

• Mayor transmisión de potencia.

• Mayor compatibilidad con agua deformación.

25/02/2015

5

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont.):MMH (hidróxido de metales mezclados) con KCl:

Pozos horizontales o con un alto ángulo de inclinación.

Agua blanda (libre de calcio).

Bentonita sódica. Soda caústica (NaOH). Rango de pH > 10.5

Hidróxido metálico. Cloruro de potasio (KCl). Almidón modificado. Densificante.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont):MMH (hidróxido de metales mezclados) con KCl:

Ventajas

• Alto pH.

Desventajas

• Muy reactivos a cualquier aditivocomún.• Alta capacidad de inhibición.

• Presentan reología invertida.

• Baja toxicidad.

• Proporcionan buen calibre delhoyo.

• Difícil control de la viscosidad.

• Dificultad en determinar laconcentración de aluminio.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont.):Poliglicoles con KCl:

Formaciones de lutitas sensibles al agua.

Agua blanda (libre de calcio).

Bentonita sódica. Soda caústica (NaOH). Rango de pH: 8.5 -9.5.

Poliglicerina sintética.. Cloruro de potasio (KCl).

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont):Poliglicoles con KCl:

Ventajas Desventajas

• Descomposición a altastemperaturas.• Alta capacidad de inhibición.

• Baja toxicidad.

• Alta lubricidad.

• Mejor calidad de revoque.

25/02/2015

6

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos dispersos no inhibidos:

Contienen adelgazantes químicos pero no utilizan ionesestabilizadores de lutitas (K+, Na+, Ca+2, Mg+2).

Dentro de esta clasificación se tiene:

Fluido lignosulfonato-lignito.

El adelgazante actúa sobre los sólidos arcillosos perforados,maximizando su dispersión.Presentan un comportamiento reológico normal, es decir la viscosidad

plástica (VP) es mayor al punto cedente (YP) (aproximadamente tresveces mayor).

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos dispersos no inhibidos:Lignosulfonato-Lignito:

Formaciones de lutitas sensibles al agua.

Agua blanda (libre de calcio).

Bentonita sódica. Soda caústica (NaOH). Rango de pH: 8.0 - 9.5.

Lignito. Lignosulfonato.

Densificante. Soda caústica (NaOH). Ajuste de pH: 9.5-11.5

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos no dispersos inhibidos (cont):Lignosulfonato-lignito:

Ventajas Desventajas

• Muy sensible a los contaminantes.• Fácil conversión de un CBM a unLignosulfonato-Lignito.

• Alta capacidad inhibitoria.

• Mediciones contantes dealcalinidad..

• Formación de espuma.

• Degradación térmica.

• Mayor control de pH.

• Mayor control de sólidos.

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos dispersos inhibidos:

Contienen adelgazantes químicos e iones inhibidores de lutitas (K+,Na+, Ca+2, Mg+2).

Dentro de esta clasificación se tiene:

Fluido de cal [Ca(OH)2].

El adelgazante actúa sobre los sólidos arcillosos perforados,maximizando su dispersión.Los iones estabilizan las lutitas evitando su hinchamiento.

Fluido de yeso [CaSO4].

Es resistente a la contaminacion por iones Mg+2 y Ca+2, pero muysensibles a los iones cloruros (Cl-)Máximo contenido de iones cloruros (Cl-) 100,000 ppm.

25/02/2015

7

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos dispersos inhibidos:Fluido de cal:

Se realiza la conversión de un fluido CBM a uno de cal después de uncambio de barrena o sarta.

CBM. Adelgazante.

Soda caústica (NaOH). Rango de pH: 8.5 - 9.5.

Reductor de filtrado. Cal.

Se debe mantener un exceso de cal (mayor contenido de Ca+2) parareemplazar el calcio absorbido por las lutitas perforadas.

Contenido de calcio dentro de un rango de 100-300 mg/mL (ppm).

Ing. Adaís Marval Marzo 2015

FLUIDO BASE AGUAFluidos dispersos inhibidos:Fluido de yeso:

Se realiza la conversión de un fluido CBM a uno de yeso después deun cambio de barrena o sarta.

CBM. Adelgazante.

Soda caústica (NaOH). Rango de pH: 8.5 - 9.5.

Reductor de filtrado. Yeso.

Se debe mantener un exceso de cal (mayor contenido de Ca+2) parareemplazar el calcio absorbido por las lutitas perforadas.

Contenido de calcio dentro de un rango de 600-1200 mg/mL (ppm).