TIPOS DE FLUIDOS DE PERFORACIN

3.1.- fluido de perforacin base agua El agua es uno de los mejores lquidos bsicos para perforar por su abundancia y bajo costo. Sin embargo, el agua debe ser de buena calidad ya que las sales disueltas que pueda tener como calcio, magnesio y cloruros tienden a disminuir lasBuenas propiedades requeridas.

Por esto es aconsejable disponer de anlisis qumicos de las aguas que se escojan para preparar el fluido de perforacin. El fluido de perforacin ms comn est compuesto de agua y sustancia coloidal.

Durante la perforacin puede darse la oportunidad de que el contenido coloidal deCiertos estratos sirva para hacer el fluido pero hay estratos tan carentes de material coloidal que su contribucin es nula. Por tanto es preferible utilizar bentonita preparada con fines comerciales como la mejor fuente del componente coloidal del fluido. Definicin: Los fluidos base agua son aquellos cuya fase lquida o continua es agua. Estos sistemas son muy verstiles y se utilizan por lo general para perforar formaciones no reactivas, productoras o no productoras de hidrocarburos.

El sistema de fluidos base agua se clasifica por resistencia a los tipos de contaminantes de la formacin y a sus temperaturas, los cuales se van transformando en su formulacin debido a la incorporacin de flujo como gases, sal, arcilla, yeso, lquidos y slidos propios de la formacin o de aditivos qumicos.

3.1.1.- fluidos bentonticos Los fluidos bentonticos, de los ms populares, es una mezcla de agua y bentonita. Estos fluidos son excelentes para perforar zonas en las que no se tengan pronsticos de problemas, en las que la tendencia de las presiones de formacin sea normal.

Estos fluidos se utilizan principalmente para perforar el hoyo superficial. Durante esta etapa se genera una gran cantidad de slidos no reactivos que contribuyen en parte a incrementar la densidad del fluido. Para mantener esta densidad en el valor requerido, es necesario que los equipos de control de slidos funcionen con la mxima eficiencia desde el inicio de la perforacin y tambin, es necesario mantener una alta dilucin con agua.

La bentonita es un material de origen volcnico, compuesto de slice y almina pulverizada y debidamente acondicionada, se hincha al mojarse y su volumen se multiplica. El fluido bentnico resultante es muy favorable para la formacin del revoque sobre la pared del hoyo.

Para mantener las caractersticas deseadas de este tipo de fluido como son: viscosidad, gelatinizacin inicial y final, prdida por filtracin, pH y contenido de slidos, se recurre a la utilizacin de sustancias qumicas como quebracho, sosa custica, silicatos y arseniatos. Su densidad debe de ser 1.04 gr*cm3 a 1.08 gr *cm3 3.1.2.- FLUIDOS CON DISPERSANTS

Los fluidos tratados con dispersantes se utilizan para reducir la viscosidad de los fluidos bentnicos que han sido contaminados con slidos de la formacin o con cemento. Los slidos de la formacin pueden ser, en este caso, en su mayora arcillas hidratables que aumentan la viscosidad del fluido original. Tambin se utilizan en la molienda de cemento. Los dispersantes ms utilizados son los fosfatos. No controlan el filtrado y son inestables a ms de 65 C. An as, los fosfatos son los dispersantes ms econmicos y slo se requieren en pequeas cantidades. Se pueden utilizar en la parte superior del pozo, siempre y cuando no haya gradientes anormales de temperatura. Sin embargo, para pozos ms profundos y por supuesto con mayor temperatura de fondo, se puede utilizar un fluido gelatinoso qumico, el cual es una mezcla de bentonita y lignosulfonato.

3.1.3.- FLUIDOS CON LIGNITOS Y LIGNOSULFONATOS

Los fluidos con lignito y lignosulfonato se utilizan en pozos en los que el contenido de slidos aumenta. Esto es una doble ventaja. Por un lado, el uso de estas sustancias en los fluidos ayudan a mantener las propiedades reolgicas (punto de cedencia y gelatinosidad) an con alto contenido de slidos perforados. Esto se aprovecha para mejorar o aumentar las velocidades de penetracin en las etapas que as lo ameritan, como por ejemplo ciertas zonas de lutitas arcillosas. La segunda ventaja importante es que dado que controlan la reologa con alto contenido de slidos, es utilizada para incrementar la densidad del fluido. Por otro lado, los fluidos con lignosulfonatos son resistentes a la contaminacin con calcio o con cloruros. Esto los hace ideales para perforar zonas de carbonatos o con flujos de agua salada, hasta cierto lmite. Tambin resisten la contaminacin con cemento en pequea escala.

3.1.4.- FLUIDOS CLCICOS

Los fluidos clcicos estn saturados con cloruro de calcio (CaCl2) o sulfato de calcio (CaSO4). Se utilizan para perforar zonas de anhidrita (sulfatos), zonas de flujos de agua salada (cloruros) o zonas de lutitas deleznables, sean estas arcillas sdicas, como la bentonita, o clcicas. En un fluido clcico, las arcillas sdicas se convierten en arcillas clcicas mediante la adicin de cloruro de calcio o de sulfato de calcio. Los fluidos clcicos preparados con cloruro de calcio se preparan mediante la adicin de hidrxido de amonio, adelgazantes orgnicos y cal hidratada a un fluido bentontico. Estos fluidos resisten contaminaciones de sal de hasta 50,000 ppm, equivalentes a unos 30,000 ppm de cloruros. Sin embargo, tienen la desventaja de que a altas temperaturas tienden a solidificarse o a desarrollar altos valores de gel. Los fluidos clcicos preparados con sulfato de calcio se pueden utilizar en la perforacin de zonas de anhidrita y yeso o con intercalaciones de sal y lutita.

3.1.5.- FLUIDOS POLIMERICOS Los fluidos polimricos de bajo contenido de slidos no dispersos se preparan con agua, bentonita y polmeros. El contenido de slidos de arcilla en estos fluidos se reduce de dos maneras. Los polmeros mejoran el comportamiento de la bentonita de tal manera que se requiere slo la mitad aproximadamente de bentonita para obtener las propiedades reolgicas deseadas. Los polmeros floculan y cubren los slidos perforados de tal manera que puedan ser removidos mecnicamente. El motivo principal de utilizar estos fluidos es reducir el contenido total de slidos de arcilla por medios mecnicos y qumicos cuyo resultado sea una mayor velocidad de penetracin. Por otro lado, los sistemas dispersos se disean para tolerar mayores concentraciones de slidos de arcilla mediante la desintegracin qumica en partculas ms que finas generalmente mantienen o elevan la viscosidad pero que resulta en menores velocidades de penetracin. Los fluidos polimricos son estables a altas temperaturas (200 C), se pueden densificar hasta 2.16 g/cm3 y tienen buenas propiedades de filtracin. Sin embargo, no son resistentes a la contaminacin de sal en concentraciones mayores de 10,000 ppm ni a la de calcio en concentraciones mayores de 100 ppm.

3.1.6.- FLUIDOS SALADOS

La salinidad de los fluidos salados puede variar desde 10,000 ppm hasta un valor de saturacin, el cual puede ser del orden de 315,000 ppm a 20 C. La salinidad del fluido puede provenir del agua de tratamiento, de sal adicionada en superficie o de sal de las formaciones perforadas. Se pueden utilizar diversas sales para propsitos especficos. Entre ellas estn el cloruro de sodio NaCl, el cloruro de calcio CaCl2, cloruro de magnesio MgCl o cloruro de potasio KCl. El componente bsico para preparar los fluidos salados es la atapulgita o la bentonita prehidratada. Los fluidos salados tienen altos valores de filtracin y enjarres gruesos. Para control del filtrado se utilizan compuestos de almidn o carboximetil celulosa CMC. El pH generalmente es mayor de 8. La suspensin de recortes es difcil, debido a la floculacin de la arcilla.

Estos fluidos se utilizan para perforar zonas de sal, anhidrita, yeso y algunas lutitas problemticas. Tambin se utilizan para operaciones de reparacin de pozos, perforacin marina y en reas de lutitas en las que no se requieran altas densidades. En estos casos se utilizan polmeros para aumentar la viscosidad.

3.2.- Fluidos de perforacin base aceite

El fluido de perforacin con base de aceite, formado por aceite, agua, qumicos slidos y solubles en aceite. Lodo con base de aceite tiene las ventajas de uso en alta temperatura y en ambiene de sal y calcio, de mantener limpieza de pozo, de propocionar buenas estabilidad y lubricacin de pared de pozos y proteger eficazmente los yacimientos.

Son lodos cuya fase continua o externa corresponde a petrleo crudo o minerales de ste. Sus propiedades estn influenciadas por la relacin aceite/agua, el tipo de emulsificador y concentracin y el Contenido de slidos.Los lodos base aceite constituyen una emulsin de agua en aceite, es decir una emulsin inversa donde la fase dispersa es agua y la base continua, al igual que el filtrado, es aceite. El agua no se disuelve o mezcla con aceite sino que permanece suspendida, actuando cada gota como una partcula slida. En una buena emulsin no debe haber tendencia de separacin de fases y su estabilidad se logra por medio de emulsificantes y agentes adecuados.En una emulsin aceite en agua, el agua constituye la fase continua y el aceite la fase dispersa. Sin embargo, existen emulsiones donde el aceite es emulsionado en el agua, este es el caso de las emulsiones con 80% de aceite y 20% de agua. Su Densidad puede variar 0.92 gr/cm3 a 2.22 gr/cm3, y puede estable temperaturas arriba de los 200c.

Definicin: Los fluidos base aceite son aquellos cuya fase continua, al igual que el filtrado, es puro aceite. Pueden ser del tipo de emulsin inversa o cien por ciento (100%) aceite.

3.2.1.- Emulsiones inversas El fluido de emulsin inversa se define como un sistema en el que la fase continua es aceite y el filtrado tambin lo es. El agua que forma parte del sistema consiste en pequeas gotas que se hallan disueltas y suspendidas en el aceite.Cada gota acta como una partcula de slidos. La adicin de emulsificadores hace que el agua se emulsifique en el aceite y forme un sistema estable. Los emulsificantes que se use deben de ser solubles tanto en el agua como en el aceite.

Las emulsiones inversas se formula utilizando una amplia variedad de aceite: por ejemplo, disel o aceites minerales.

Las emulsiones inversas son utilizadas para:

Perforar lutitas problemticas utilizando el concepto de actividad balanceada Prevenir prdidas de circulacin en formaciones con bajo gradiente de presin Perforar hoyos con alto gradiente de temperatura Perforar hoyos direccionales Perforar formaciones de gases cidos Perforar formaciones de anhidrita o de yeso Prevenir atascamiento de tubera Minimizar problemas de torque y arrastre

3.2.2.- emulsin directa (baja desidad)

En las zonas de presionadas, las necesidades actuales para lograr los objetivos de perforacin, requieren de fluidos de baja densidad. stos deben superar las desventajas a las que estn sometidos, como son la baja estabilidad a la temperatura, sensibilidad a la sosa caustica, bajo poder de inhibicin en arcillas hidratables que se encuentran intercaladas en las rocas carbonatadas del Cretcico y el Jursico, gases amargos que alteran su composicin qumica y la sensibilidad que tienen a cualquier contacto con fluidos de emulsin inversa. Esto nos ha llevado a la conclusin que este tipo de fluido slo sea aplicable en donde lo permitan los gradientes de fractura o en combinacin con nitrgeno, por medio de la tecnologa de punta de perforacin bajo balance. Ya sea en zonas de presionadas en donde las rocas estn fracturadas y son susceptibles de prdidas de Circulacin, lo que provoca problemas mecnicos a la sarta de perforacin; o en la reparacin de pozos en campos productores de gas, para evitar el dao a la formacin por su bajo contenido de slidos.

Su caracterstica principal se debe a la combinacin de lquidos, disel, agua, emulsionantes en forma directa .permiten densidades de 0.81 a 9.92 gr*cm3 No se contamina con cemento; establece a altas temperatura hasta 180c.

Se utilizan en pozos de presionados como fluidos transportados de sal en granos para control de perdida de circulacin en yacimientos des presionados con una relacin 80/20 de aceite agua respectivamente.

3.3.-Fluidos Neumticos de PerforacinLa perforacin con aire, niebla o espuma son bastante comunes en reas en que las formaciones duras contienen una cantidad relativamente pequea de fluidos de formacin. Este tipo de fluido de perforacin tambin es til en reas en que la prdida de circulacin severa constituye un problema. Como el nombre lo implica, el fluido de perforacin es aire, una niebla de agua, una espuma o, en algunos casos gas natural.Las ventajas de usar este tipo de fluidos incluye mayores velocidades de penetracin, mayor vida del trepano, mejor control en reas con prdida de circulacin, un dao mnimo (usualmente) a las formaciones productivas, y evaluacin inmediata y continua de los hidrocarburos. El hecho de que la herramienta estar siempre en el fondo cuando se encuentre gas es una ventaja en el control de pozo.3.3.1.-Perforacin con aireEl aire es un fluido de perforacin de muy baja densidad. Los recortes son eliminados por la presin de fluido que es forzada en el pozo. Si bien hay muchas ventajas en este tipo de perforacin tambin hay requerimiento de equipos y problemas de pozo muy especiales.El primer problema de la perforacin con aire parece ser las formaciones con gran contenido de agua. El caudal de influjo de agua que se puede tolerar depende de la operacin. Si el caudal excede lo que puede ser manejado por la velocidad del aire durante un periodo extenso de tiempo, entonces debe emplearse otros mtodos: Niebla, espuma o lodo aireado. Otra desventaja incluye formaciones blandas con desprendimientos y lo que es ms serio la posibilidad de incendio o explosiones en el fondo del pozo. 3.3.2.- Perforacin con espuma o con nieblaCuando la produccin de agua de formacin constituye un problema o cuando se encuentra hidrocarburos, se hace necesaria las perforaciones con espuma o con niebla. La perforacin con niebla requiere aproximadamente de 30 a 40% ms de aire que la perforacin con aire seco y la presin de la tubera vertical es mayor. Para conducir una perforacin apropiada con niebla debe disponerse de suficiente volumen de aire para mantener el pozo limpio. Si se produce una acumulacin de recortes y no es posible un aumento de volumen de aire, un barrido del pozo con un tapn de jabn puede servir de ayuda. Un aumento de la concentracin de jabn crear una espuma ms firme que puede limpiar el pozo mejor y remover los recortes mas pesados 3.3.3.-Lodos aireadosEn la inyeccin del aire en un lodo o agua reduce la presin hidrosttica sobre las formaciones. Esta es una prctica comn cuando existe el problema de perdida de circulacin o en el caso de perforacin con niebla, cuando el influjo de agua de la formacin es demasiado grande para serle frente con ese mtodo. Los volmenes de aire necesarios para la aireacin son menores que los que se emplean para las operaciones con niebla o con espumas que se han discutido anteriormente. El volumen se expresa en pie cbicos de aire por barril de lodo. El volumen de aire par4a una aireacin apropiada puede ser controlado con uniones de boquilla (jetsubs) y mediante la regulacin de la entrada de aire. El aire debe desprenderse en la superficie antes de llegar a las bombas de lodo. El lodo aireado ideal combina aire y fluido en una espuma estable y homognea que no se separa en sus dos componentes hasta alcanzar las fosas en la superficie.Variacin de las Caractersticas de los lodos con diferentes aditivosAgente DensificantesBarita:IMCO BAR es una barita con un peso especifico que oscila entre 4,2 y 4,27.La barita se emplea en los lodos para incrementar la densidad. Se pueden obtener densidades de un lodo hasta aproximadamente 22 ppg con lodos aun bombeables. La cantidad de barita IMCO BAR que se debe utilizar y el aumento de volumen se puede determinar rpidamente dividiendo la densidad deseada por dos para obtener el numero de bolsas que se necesita para 100 bbl de lodo por cada aumento de densidad de 0,1 ppg. Carbonato de Calcio:IMCO WATE carbonato de calcio tiene un peso especifico de 2,8 aproximadamente. Se emplea principalmente para aumenta la densidad de los lodos de base petrleo con el fin de aumentar la invasin de slido en formaciones productivas. El material puede ser eliminado de las zonas productivas por acidificacin. Aumenta la densidad 12 lb/gal.Hematita Oxido de Hierro:FER-OX, su accin principal es aumentar la densidad hasta 25 lb/gal.Agentes ViscocificanteBentonitaIMCO GEL es una bentonita de ptimo grado que se extrae de minal al oeste de Estados Unidos cuyo rendimiento es de 92 a 100 bbl/toneladas en agua dulce.El IMCO GEL cumple con la especificaciones API de viscosidad plstica, prdida de filtrado de anlisis de tamiz, y en contenido de calcio. El IMCO GEL se emplea para el control de la viscosidad y de prdida de filtrada en todos los lodos de agua dulce. En lodos que contienen sal por encima de 35.000ppm, el rendimiento de la bentonita se reduce considerablemente a menos que se haya hidratado previamente y despus se haya aadido al lodo salino. Sub-BentonitaIMCO-KLAY, sub-bentonita es una arcilla extrada de minas que se encuentran al sur de Estados Unidos que rinden entre 40 a 65 bbl/ton en agua dulce.IMCO-KLAY se usa conjuntamente con IMCO-GEL cuando se desea tener tamaos grandes de partculas de arcillas para el control de la prdida del filtrado en el pozo. Si se aaden aproximadamente 44ppb de IMCO-KLAY al agua dulce se obtendr un lodo de 15 cps o una viscosidad de embudo de 36 seg/qt, cuando se est perforando en reas en que los slidos de la formacin no son hidratables, puede ser til la adicin de 3 a 5 bolsas de IMCO-KLAY por turno para mantener una buena base para el lodo.3.4.- fluidos especiales Lodos de perforacin especiales: Son formulaciones especficas realizadas en la perforacin de pozos que cumplen con ciertos propsitos y condiciones en las cuales se encuentre la formacin, donde son agregados al lodo ciertos, polmeros, qumicos y aditivos para producir de manera eficiente el yacimiento.Clasificacin de los lodos especiales Lodos ligeramente tratados, no Inhibitorios Lodos de emulsin de petrleo Lodos de agua salada Lodos tratados con calcio Lodos de lignosulfanatos Lodos No-dispersos, de slidos mnimos Lodos de biopolimeros Lodos de polmeros celulsicos Lodos de almidn Lodos de base petrleo

3.4.1.- Lodos ligeramente tratados, no InhibitoriosSon simples y poco costosos. Los aditivos comerciales se limitan generalmente a viscosificantes, dispersantes, soda caustica y tal vez algo de barita. En muchos casos no estn presentes todos esos aditivos; en algunos casos no se emplea ninguno de ellos. La enorme mayora del metraje perforado ha sido hasta ahora con estos lodos. Esto es particularmente cierto para profundidades de hasta 2 millas, pero se han utilizado estos lodos ligeramente tratados, y con xito a profundidades mucho mayores. Los lodos ligeramente tratados se subdividen en los siguientes tipos: agua pura, lodos nativos, lodos de bentonita y agua, lodos de atapulguita y agua salada, lodos de fosfato y lodos ligeramente tratados con reductores orgnicos de viscosidad. Agua pura: Es a veces el mejor fluido para perforar formaciones duras, compactas y con presiones vecinas a la normal. El agua empleada vara entre agua dulce y salmuera saturada, dependiendo de la disponibilidad de agua de la naturaleza de las formaciones. Se emplean velocidades anulares adecuadas para limpiar el pozo, a veces se aade soda caustica para el control de la corrosin.Una forma eficiente de remover slidos en fluidos de agua pura es la sedimentacin. La superficie de sedimentacin debe ser lo suficientemente grande, de modo que haya tiempo adecuado para que se produzca la sedimentacin. Lodos nativos: En algunas reas las formaciones perforadas contienen lutitas productoras de lodo. Cuando se bombea agua hasta el fondo del pozo durante la perforacin regresa barrosa (lodosa). La viscosidad va aumentando la circulacin continua y el resultado es un lodo nativo. La dilucin evita que el lodo se haga demasiado viscoso. Se puede aadir pequeas cantidades de bentonita para mejorar la perdida de filtrado natural. Tambin se agrega a veces soda caustica, por medio de un barril qumico, para el control de la corrosin. Lodos de Agua Bentonita: La bentonita (p ej IMCO GEL) y el agua dulce producen un lodo con buena capacidad de acarreo, caractersticas favorables de reduccin de viscosidad por corte y buen control de prdida de filtrado. Este es un lodo de iniciacin de empleo frecuente , que tambin se usa en algunos casos a mayores profundidades. Las propiedades del agua son importantes tambin la presencia de sal y la dureza en el agua interfieren con la hidratacin de la bentonita y reducen su eficacia. La dureza de calcio debe ser eliminada del agua por adicin de carbono de sodio. La adicin de a ppb ppb de soda caustica puede tambin disminuir la dureza. La bentonita se aade por medio del embudo a razn de 2 a 15 minutos por bolsa. Esa adicin debe ser suficientemente lenta y la agitacin en las piletas suficientemente vigorosa para que no se produzcan montones adheridos, embolamiento o desperdicio de arcilla. El rendimiento inicial depende en parte, de la calidad del equipo mezclador de superficie; normalmente, el lodo se hace ms espeso con el tiempo y con la circulacin. La bentonita es un viscocificante eficaz en lodos de agua salada si se ha pre-hidratado en agua dulce. La viscosidad se mantiene o aumenta mediante adiciones ulteriores de bentonita pre-hidratada.

Lodos de emulsin de petrleoEl diesel o el petrleo constituyen posibles adiciones a cualquier sistema de lodo para mejorar la lubricidad, con lo que se logra una reduccin en la torsin y un aumento de la penetracin. Con mayor frecuencia el material que se emplea es el diesel, en el rango de 6 al 10% por volumen.En la industria de los lodos se utilizan dos tipos de emulsin: la emulsin de petrleo en agua y la emulsin de agua en petrleo o emulsin inversa. Este lodo hace referencia la emulsin de petrleo en agua.Descripcin: se aade petrleo a cualquier buen lodo de agua arcilla. Dos liquidos no miscibles (agua y petrleo), mas un agente emulsionante y agitacin, dan origen a una emulsin. El petrleo es la fase interna: el agua es la fase externa, continua.Agentes emulsionante: Slidos: arcillas, almidones, slidos de perforacin, etc.Taninos, lignitos, lignosulfatanos, etc.Detergentes, sustancias tenso activas, jabones, etc.Procedimiento de campoa) No aada el petrleo ms que a un buen lodo. El lodo debe estar bien disperso antes de agregar el petrleo.b) Usualmente el petrleo se aade por medio del embudo (Hopper). Mientras se esta aadiendo el petrleo, se puede tambin agregar el agente emulsionante, sea a travs del embudo, sea a travs del barril qumico. c) El petrleo reducir la densidad del lodod) La adicin de petrleo es en cierto caso aadir slidos al lodo. Generalmente se agrega agua junto con el petrleo para ayudar a controlar la viscosidad.e) Para mantener el petrleo emulsionado, se requiere una agitacin suficiente para romper los glbulos del petrleo y el uso de un agente emulsionante.Ventajasa) Disminuye la prdida del filtrado. Los glbulos de petrleo desempean una accin de taponamiento al ser forzados dentro de los capilares del revoque.b) Aumenta la velocidad de penetracin. El petrleo al reducir la friccin, da una indicacin verdadera del peso del fondo, lo que resulta en mas pie por horas (velocidad de penetracin)c) Hace que el pozo sea mas resbaladizo, con lo que reduce la posibilidad de la sarta aprisionada.d) Aumenta la vida del trpano al reducir la friccin.e) Ahorra energa y reduce la torsin.f) Evita el embolatamiento del trpano.g) Reduce la perdida de circulacin. En lodos pocos densificados, se puede aadir petrleo para disminuir la densidad del lodo.

Lodos tratados con calcioEl agregar sales de calcio a los lodos para obtener propiedades especiales constituyo un paso fundamental del control de lodo. Fue comprobado que se puede obtener un lodo de baja viscosidad y de escaza resistencia de gel cuando se esta perforando secciones de cemento o de anhidrita mediante un ajuste del tratamiento con las adiciones adecuadas de soda caustica y de dispersantes. PropsitoEl propsito de aadir calcio al lodo es convertir las arcillas sdicas en arcillas clcicas este intercambian de base de un catin con monovalente de sodio a un catin bivalente de calcio, con su mayor potencia de enlace, tiende a que las plaquetas de arcillas se mantengan unidas. A medida que las plaquetas de arcilla se deshidratan el agua absorbida con la arcilla hidratada se libera. De esto resulta una reduccin en el tamao de las partculas y un aumento en el volumen de agua libre, con la correspondiente reduccin en la viscosidad. Este fenmeno permite que se mantenga mayor cantidad de solido en el sistema de lodo con una viscosidad y una resistencia de gel mnimas.Ventajas Los lodos tratados con calcio ofrecen varias ventajas con respecto a los lodos convencionales de agua dulce y bajo ph: a.) Esos lodos, debido a sus caractersticas inhibitorias, son capaces de mantener una baja viscosidad y una baja resistencia ligera, con alta tolerancia de slidos esto los hace particularmente aplicables en sistemas de lodos densificados.b.) Los lodos tratados con calcio se usan principalmente cuando se deben perforar formaciones de lutitas con tendencia a hidratarse y a desprenderse. El efecto inhibitorio sobre lutitas y arcillas hidratables retarda su hidratacin. Esto permite perforar un pozo mas estabilizado a travs de formaciones de lutitas difciles as disminuyendo los problemas de pozos estrecho y de lutitas desprendiblesc.) Los lodos tratados con calcio son tambin muy resistentes a la contaminacin con los contaminantes habituales: sal, cemento y anhidrita.d.) La produccin obtenida de formaciones de arena bentonitica se mojara por medio de la disminucin del hinchamiento que tiende a bloquear el flujo de fluidos hacia el pozo.e.) Se puede utilizar cualquier tipo de agua de mezcla para la preparacin de lodos tratados con calcio, es decir agua dulce, salobre o yesosa, agua de mar, etc.

Lodos de lignosulfonatos.Ya en 1956, los lignosulfonatos ferrocromicos fueron empleados por primera vez para reducir la viscosidad y la resistencia de gel en lodos de yeso. Estos dispersantes mostraron su eficacia para en tal grado que se los ensayo el lodos de otros tipos y se comprob su utilidad en lodos simples, en lodos salinos y en lodos tratados con calcio.Aplicacin:Los tratamientos con lignosulfonatos de cromo proveen un excelente control de la reologia del lodo a si como estabilidad de las paredes del pozo. El dispersante acta como agente efectivo de control de filtrado debido al efecto taponante de las sales ferrocromicas y a la mxima dispersin que se logra. Las sales de metales pesados en estos lignosulfanatos modificados no se descomponen fcilmente a temperaturas elevadas. Esta caracterstica permite tener buena dispersin a temperaturas que provocaran la descomposicin de mucho otros reductores orgnicos de la viscosidad .Ventajas: Los lodos de lignosulfonato son frecuentemente tratados y usados como fluidos de empaque, estos lodos hacen excelentes fluidos de empaque debido a su estabilidad trmica y su capacidad de mantener en el pozo buenas propiedades de flujo por periodos prolongados. Para ser un buen fluido de empaque el lodo de perforacin se suele diluir para disminuir la concentracin de slidos; puede aadirse gel nueva (bentonita) para mejorar las propiedades. Lodos no Dispersos de slidos mnimosLa penetracin es un factor importante en el costo de perforar un pozo, la experiencia ha demostrado que, con los otros factores iguales, cuanto mas baja es la concentracin de slido en los lodos, mayor es la velocidad de penetracin. Fluidos de perforacin de agua clara tales como las salmueras nativas, han sido empleados con xito en algunas reas, sin embargo, para la mayora de las perforaciones el agua no provee la viscosidad, la densidad o el control de filtrado adecuado. Las partculas de arcilla y los slidos perforados del tamao de arcilla (coloidales) parecen ser particularmente perjudiales para la velocidad de penetracin. Los polmeros constituyen una alternativa con respecto a las arcillas como viscocificantes, tambin proveen el control de filtrado suplementario (si bien usualmente debe aadirse algo de bentonita), los dispersantes aumentan la tolerancia de los lodos a los slidos perforados en partculas ms pequeos, esto dificulta la remocin en la superficie de slidos perforados y aumenta la cantidad de slidos coloidales en el lodo. Por lo tanto un lodo de slidos mnimos implica un lodo no disperso.El incremento de slidos los lodos no dispersos hasta un punto en que se hace necesario aadir dispersantes.

Lodos Biopolimeros pj Sistema IMCO XCEl polmero XC, producido biolgicamente, es un viscocificante altamente efectivo. El sistema IMCO XC se considera como el de may0or reduccin de viscosidad por corte de todos los lodos discutidos en esta seccin se puede formular utilizando cualquier tipo de agua y es resistente a la contaminacin con sal, yeso y anhidrita.PreparacinLa preparacin del sistema implica la adicin lenta de IMCO XC por el embudo, utilizando el corte mximo del equipo de mezclado, el ph del agua de preparacin debe estar en el rango neutro (6,0 a 8,0) despus de haber obtenido viscosidad por medio del polmero, el siguiente paso es el entrecruzamiento, siempre que este se desee. Las adiciones de polmeros y entrecruzamiento deben realizarse antes de aadir otras sustancias al sistema tales como soda caustica, sales o arcillas. Las adiciones de soda caustica deben hacerse cuidadosamente y lentamente por medio de un barril qumico y el ph no debe sobrepasar de 9,5. A menudo se aaden sales como cloruro de calcio genera calor de solucin, de la misma manera que la soda caustica cuando se aade al agua. Generalmente se aade una pequea cantidad de bentonita IMCO gel para el control de filtrado, textura del revoque y lubricacin.Pueden agregarse al sistema dispersantes para reducir las resistencias de gel o para disminuir la prdida del filtrado, su efecto ser dispersar las arcillas y los slidos de perforacin sin afectar el polmero IMCO XC. Un hecho destacado relacionado con el sistema IMCO XC es que retiene sus propiedades de reducida viscosidad por corte aun cuando se lo trate con dispersantes. Sin embargo, el empleo de dispersantes conduce generalmente a un aumento de los slidos finos en el lodo y puede, por lo tanto, ser indeseable. No se necesitarn dispersantes si se mantienen los slidos en un nivel mnimo.EntrecruzamientoLos efectos viscosificantes o rendimiento de IMCO XC pueden doblarse por el entrecruzamiento con una fuente de cromo, tal como el cloruro crmico o el alumbre de potasio y cromo. Primero, se aade el polmero IMCO XC por el embudo. Agregndose entonces 0,3 libras de cloruro crmico por cada una libra de polmero. El cloruro crmico se disuelve fcilmente en agua y se debe aadir por medio de un barril qumico. Los compuestos crmicos que se emplean en esta operacin son txicos; ms aun, el contacto con la piel produce quemaduras.Lodos de Polmeros Celulsicos p ej. Sistema IMCO SHURLIFT/DRISPAC Y SISTEMAS CMCSon excelentes agentes del control de filtrado que sirven tambin como viscosificantes mas aun ellos producen inhibicin mediante la encapsulacin de los slidos de perforacin. IMCO CMC es directamente sensible a la sal, mientras DRISPAC lo es mucho menos por otra parte, CMC tolera mejor el calcio que DRISPAC. Los limites superiores son 50.000 partculas por milln de sal ppm para CMC y 400 ppm de calcio para DRISPAC. Ms all de esos niveles, no pueden generalmente obtenerse propiedades satisfactorias del lodo sino es con tratamiento de polmeros muy intensos.PreparacinPara la preparacin de cualquiera de los dos sistemas, primero deben limpiarse las piletas y aadir enseguida el volumen deseado de agua. Adanse entonces 3 a 5 ppb de fibras de asbesto por el embudo utilizando el corte mximo (este paso se omite a menudo si se emplea agua dulce para la preparacin). Agregar entonces 4 a 10 ppb de bentonita. Normalmente cuanto mayor es la salinidad o la dureza del agua, mayor es la cantidad de asbestos y menor la de bentonita que conviene usar. Finalmente aadir 0,5 a 1,5 cuidosamente con mximo corte y agitacin mxima. La encapsulacin con polmeros inhibe el rendimiento de las arcillas y tambin el de las fibras de asbesto. Por consiguiente es importante que se aada el polmero solamente que se hayan incorporado al sistema los otros viscosificante. Lodos de almidn (ej. sistema IMCO LOID).Los lodos de almidn son los lodos no dispersos cuyo agente principal de control de filtrado es el almidn pregelatinitizado ej IMCO LOID. Adems del control de filtracin, el almidn contribuye con su viscosidad y provee inhibicin encapsularte por su accin de recubrimiento de los slidos de perforacin. Los lodos de almidn son usualmente sistemas de agua salada; sin embargo, en algunas reas se han utilizado lodos de almidn con agua dulce.CaractersticasEl contenido en almidn es aumentado gradualmente hasta alcanzar un total de 2 a 8 ppb. Como ocurre con cualquier viscosificante, debe tenerse cuidadosamente evitar sobre pasarse en todo momento. Por otra parte si el lodo contiene muy pocos slidos arcillosos pueden aadirse atapulguta ej. IMCO BRINEGEL o bentonita ej. IMCO GEL para ayudar a aumentar la viscosidad y dar al lodo el contenido coloidal necesario. Los requisitos de mantenimiento de almidn una vez que se ha alcanzado la concentracin deseada pueden determinarse teniendo en cuente el efecto de los tratamientos en cada turno sobre la perdida de filtrado API.El PH de los lodos de almidn no dispersos se mantiene habitualmente en un nivel entre 7,0 y 9,5. Se usan a menudo depuradores de oxigeno ej IMCO XO2, aminas flmicas ej IMCO PERMAFILM u otros inhibidores de corrosin. Si la espuma es un problema debe utilizarse antiespumigenos el IMCO DEFOAM-L. Lodos de base de petrleo emulsin inversa (sistemas de los IMCO KEN OIL).Una emulsin inversa es una emulsin de agua-en-petrleo en la cual la fase dispersa es agua dulce o salada y la fase continua es diesel, petrleo, crudo o alguna otra clase o derivado del petrleo. Una emulsin se define como una dispersin de partculas finas de un liquido en otro liquido. Para una emulsin inversa o lodo verdadero de base petrleo, el agua salada est dispersa en gotas pequeas dentro de una fase continua de petrleo. Las gotitas se llaman fase dispersa. El petrleo es la fase continua porque el petrleo es la fase externa que rodea las gotculas de agua de una emulsin inversa. Las gotitas de agua actan como viscosificantes y contribuyen sustancialmente a la resistencia de gel, al control de filtrado y a la suspensin de la barita. Gotitas emulsionadas ms pequeas dan por resultado una mayos viscosidad, mejor suspensin del densificante y menor perdida de filtrado (caractersticos de todos los lodos base petrleo).Fluidos de empaque (PACKER) de base petrleoLos fluidos de empaque (PACKER) son lodos diseados para ser dejados en el espacio anular entre la tubera de produccin y el revestimiento. Se emplean para mantener presiones entre la parte interna del revestimiento y la parte externa de las tuberas de produccin, impidiendo as presiones potencialmente peligroso sobre el revestimiento.Los fluidos de empaque (PACKER) base petrleo tienen las cualidades para asegurarse contra el ataque corrosivo y contra la solidificacin por alta temperatura.

1. Los fluidos de empaque (PACKER) de base petrleo pueden disearse para tolerar temperaturas de hasta 450 F o ms, sin prdida de las propiedades qumicas o fsicas.2. Son biosttico y no conductores, y dan la proteccin mxima contra la corrosin de la tubera de produccin y revestimiento.3. Fluidos de empaque (PACKER) de este tipo permiten una fcil re-entrada en el pozo y la extraccin de los empaques.4. Dan una buena suspensin a las partculas de barita impidiendo que se sedimenten.Fluidos de base agua de empaque (PARCKER) o terminacinEl propsito de dejar un fluido detrs de la tubera de produccin durante la terminacin de un pozo es con fines de control de presin o de prevencin de la corrosin. Este fluido deber tener las siguientes propiedades para cumplir ese propsito: Estabilidad trmica, fcil reentrada de las herramientas para operaciones de reparacin y eliminacin de la sedimentacin. Adems no debe presentar efectos adversos sobre las formaciones productivas y sobre la superficie metlica (debe ser no-corrosivo).Fluidos de agua Clara (sin slidos)Frecuentemente se emplean fluidos puros como fluidos de terminacin o de empaque.. Estos fluidos ofrecen ventajas para el operador. a.) Se pueden preparar en rangos de densidad entre 8,5 y 17,5 ppg. b.) En las perforaciones no hay que lidiar con el revoque.c.) Se elimina la sedimentacin de los slidos sobre el conjunto del empaque, lo que facilita las reparaciones. La probabilidad de empaque aprisionado debido al lodo solidificado en el espacio anular queda eliminada.d.) Las soluciones qumicas inhiben el inflamiento de las arcillas de tipo bentonitico en las formaciones productivas y a bajas densidades son relativamente fciles de preparar.

4.1.- problemas comunes y soluciones base agua

Problema: contaminacin por arcillas.Sntomas: incremento en el contenido de slidos, y MBT, disminucin de la alcalinidad.Tratamiento: usar al mximo los equipos de control de slidos, diluir y agregar barita si el peso disminuye, usar dispersantes y sosa custica.

Problema: contaminacin por bicarbonato de sodio.Sntomas: no aparece calcio en la titulacin, bajo Pf, incremento brusco del Mf, altos geles progresivos, gran incremento del filtrado.Tratamiento: incrementar al pH hasta 9.5, determinar los EPM de carbonatos y tratar con cal a finDe eliminar el ion contaminante, agregar dispersantes para mejorar la reologa del lodo, agregar agua, si es necesario.

Problema: contaminacin con carbonatos.Sntomas: altos geles progresivos, alto filtrado, alto Pf y Mf, no aparece calcio en la titulacin.Tratamiento: agregar cal, dispersantes y agua, si es necesario.

Problema: contaminacin por cloruro de sodio.Sntomas: gran incremento de cloruros en el filtrado, disminucin de Pf, Mf y pHTratamiento: diluir, ajustar pH, utilizar dispersantes, ajustar filtrado con polmeros, si la contaminacin es muy severa cambiar a lodo salino.

Problema: contaminacin por cemento.Sntomas: incremento del pH y Pm, alto contenido de calcio en el filtrado y altos valores de geles.Tratamiento: agregar bicarbonato segn clculo necesario, dispersantes y agua.

Problema: contaminacin por anhidrita.Sntomas: reduccin del pH, Pf y Mf, incremento de Pm y calcio en el filtrado.Tratamiento: tratar con carbonato de sodio segn ppm de contaminante, agregar dispersante y agua, si es necesario.

Problema: contaminacin por alta temperatura.Sntomas: incremento del filtrado, del contenido de slidos, disminucin del pH, y de la alcalinidad.Tratamiento: agregar un estabilizador para altas temperaturas, incrementar la concentracin deDispersantes, reducir al mnimo la adicin de bentonita.

5.1.- Problemas comunes y soluciones base aceite

Problema: contaminacin con agua.Sntomas: incremento en las propiedadesreolgicas, reduccin en la relacin aceite/agua,aumento en el filtrado APAT, disminucin en ladensidad, aumento en el volumen de fluido en laspresas, disminucin de la salinidad.Tratamiento: aadir dispersantes. Ajustar la rela cin aceite/agua y aadir el resto de aditivos. Ajustar salinidad.

Problema: alta concentracin de slidos.Sntomas: aumento constante de las propiedades reolgicas, disminucin en el avance de perforacin, incremento de slidos de la formacin en el fluido. Tratamiento: disminuir el tamao de malla en el vibrador, checar que el equipo superficial eliminador de slidos funcione, aumentar la relacin aceite/agua.

Problema: exceso de cidos grasos.Sntomas: incremento en las propiedades reolgicas,el incremento de viscosidad es posterior a un tratamiento con cidos grasos, la viscosidad se incrementa despus de dar 2 3 ciclos al fluido dentro del pozo.Tratamiento: suspender adiciones de cido graso, aumentar la relacin aceite/agua.

Problema: inestabilidad de la emulsin.Sntomas: aspecto grumoso del fluido, difcil de emulsificar ms agua, baja estabilidad elctrica, haypresencia de agua en el filtrado APAT. Tratamiento: si hay huellas de agua en el filtrado APAT, aadir dispersante. Si el filtrado es alto, aadir cido graso y dispersante.

Problema: asentamiento de barita.Sntomas: ligera disminucin en la densidad, poco retorno de recortes a la superficie, bajos valores del punto de cedencia y de gelatinosidad. Presencia de barita en el fondo de las presas y en los canales de conduccin del fluido en la superficie.Tratamiento: aadir viscosificante. Bajar la relacin aceite/agua si sta es alta.

Problema: derrumbes, friccin y empaquetamiento en la sarta de perforacin.sntomas: baja salinidad. Se incrementa la concentracin de slidos. Los recortes se obtienen blandos y pastosos. Tratamiento: aumentar salinidad, aadir humectante, revisar que las tomas de agua en las presas estn cerradas.

Problema: contaminacin con gas.Sntomas: presencia de CO2. Aumento en el filtrado APAT y presencia de agua en el filtrado. Disminucin de la densidad, aumento de la viscosidad, inestabilidad en la emulsin.Tratamiento: utilizar el desgasificador. Agregar reactivos para controlar la contaminacin de CO2.Aumentar la agitacin y densidad.

Problema: perforacin de domos salinos.Sntomas: presencia de recortes de sal en temblorinas, incremento de la torsin en la sarta de perforacin.Tratamiento: aumentar la densidad y la salinidad.

6.1 Velocidad de perforacinLa velocidad de perforacin depende principalmente de la seleccin y mantenimiento adecuado del fluido de perforacin. El fluido debe de tener una propiedad que proporcione una velocidad optima, por ejemplo; la densidad ms baja posible, mnimo contenido de slidos, altas filtracin inicial y propiedades de flujo ms ptimas.6.2 Limpieza del agujeroEl transporte de recortes en los pozos de alto ngulo y horizontales es ms difcil que en los pozos verticales. La velocidad de transporte, tal como fue definida para los pozos verticales, no es aplicable en el caso de pozos desviados, visto que los recortes se sedimentan en la parte baja del pozo, en sentido perpendicular a la trayectoria de flujo del fluido, y no en sentido contrario al flujo de fluido de perforacin. En los pozos horizontales, los recortes se acumulan a lo largo de la parte inferior del pozo, formando camas de recortes. Estas camas restringen el flujo, aumentan el torque, y son difciles de eliminar. Se usan dos mtodos diferentes para las situaciones de limpieza difcil del pozo que suelen ser encontradas en los pozos de alto ngulo y horizontales: El uso de fluidos tixotrpicos que disminuyen su viscosidad con el esfuerzo de corte y que tienen una alta Viscosidad a Muy Baja Velocidad de Corte (LSRV) y condiciones de flujo laminar. Ejemplos de estos tipos de fluido incluyen los sistemas de biopolmeros como FLO-PRO, y las lechadas de bentonita floculadas tal como el sistema DRILPLEXTM de Hidrxido de Metales Mezclados (MMH). Dichos sistemas de fluidos de perforacin proporcionan una alta viscosidad con un perfil de velocidad anular relativamente plano, limpiando una mayor porcin de la seccin transversal del pozo. Este mtodo tiende a suspender los recortes en la trayectoria de flujo del lodo e impide que los recortes se sedimenten en la parte baja del pozo. Con los lodos densificados, el transporte de los recortes puede ser mejorado aumentando las indicaciones de 3 y 6 RPM del cuadrante de Fann (indicaciones de LSRV) de 1 a 1 1/2 veces el tamao del pozo en pulgadas, y usando el ms alto caudal laminar posible.Densidad. Los fluidos de alta densidad facilitan la limpieza del pozo aumentando las fuerzas de flotacin que actan sobre los recortes, lo cual contribuye a su remocin del pozo. En comparacin con los fluidos de menor densidad, los fluidos de alta densidad pueden limpiar el agujero de manera adecuada, aun con velocidades anulares ms bajas y propiedades reolgicas inferiores. Sin embargo, el peso del lodo en exceso del que se requiere para equilibrar las presiones de la formacin tiene un impacto negativo sobre la operacin de perforacin; por lo tanto, este peso nunca debe ser aumentado a efectos de limpieza del agujero.El uso de un alto caudal y de un lodo fluido para obtener un flujo turbulento. El flujo turbulento proporcionar una buena limpieza del pozo e impedir que los recortes se sedimenten durante la circulacin, pero stos se sedimentarn rpidamente cuando se interrumpa la circulacin. Este mtodo funciona manteniendo los recortes suspendidos bajo el efecto de la turbulencia y de las altas velocidades anulares. Es ms eficaz cuando se usan fluidos no densificados de baja densidad en formaciones competentes (que no se desgastan fcilmente). La eficacia de esta tcnica puede ser limitada por distintos factores, incluyendo un agujero de gran tamao, una bomba de baja capacidad, una integridad insuficiente de la formacin y el uso de motores de fondo y herramientas de fondo que limitan el caudal.Rotacin de la columna de perforacin. Las altas velocidades de rotacin tambin facilitan la limpieza del pozo introduciendo un componente circular en la trayectoria del flujo anular. Este flujo helicoidal (en forma de espiral o sacacorchos) alrededor de la columna de perforacin hace que los recortes de perforacin ubicados cerca de la pared del pozo, donde existen condiciones de limpieza del pozo deficientes, regresen hacia las regiones del espacio anular que tienen mejores caractersticas de transporte. Cuando es posible, la rotacin de la columna de perforacin constituye uno de los mejores mtodos para retirar camas de recortes en pozos de alto ngulo y pozos horizontales.6.3 Programa de revestimientoEste programa es dictado por la profundidad del pozo y las presiones de formacin y esta influenciada por la seleccin de fluidos de perforacin. Cuando se encuentra formaciones inestables. Un fluido puede disearse para estabilizar el pozo hasta que este ala profundidad programada. 6.4 Evaluacin de perforacinEl fluido de perforacin se debe disear para que este tenga un efecto minimo sobre las formaciones productoras, estos permite una mejor interprestacion de las caractersticas nativas y potencial de las zonas productoras. Para reducir el dao es imprtate que le fluido este en buenas condiciones (bajos contenido de solidos composiciones qumicas apropiadas).