07 Lodos Polímeros

Fluidos Base Agua Polímeros

Contenido: 1. Introducción 2. Lodos Polímeros No dispersos 3. Lodos Polímeros Defloculados de alta temperatura

Formulació Formu laciónn – Mant Mantenimi enimiento ento - Aplic Aplicacio aciones nes

S c h l u m b e r g e r P r i v a t e

Fluidos Base Agua Polímeros Introducción Estos fluidos contienen polímeros para viscosificar, controlar filtración, deflocular, para proveer estabilización a alta temperatura. Los fluidos de polímeros generalmente contienen generalmente pequeñas cantidades de bentonita para viscosificar. Los Polímeros de alto peso molecular tales como PHPA, PAC, XC son los utilizados primariamente como viscosificadores.



Fluidos Base Agua Polímeros Introducción Debido a que usan poca bentonita y hay poca presencia de arcilla estos fluidos son menos propensos a fluctuaciones en las propiedades reológicas y de filtración. Los lodos lodos Polímeros Polímeros reducen la dispersión dispersión de de cortes y estabiliza estabiliza la pared del hueco a través de la encapsulación.



Fluidos Base Agua Polímeros Introducción Usualmente estos fluidos contienen menos del 5% por volumen de sólidos de baja gravedad y pueden ser divididos dentro de dos categorías de lodos polímeros:

1. Lodos Polímeros No-Dispersos 2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura

Formulación – Mantenimiento - Aplicaciones



1. Lodos Polímeros No-Dispersos En muchas áreas no se puede usar solamente agua fresca para como fluido de perforación por su efecto sobre las formaciones y por la falta de adecuada limpieza en el hoyo. En estas circunstancias Lodo Polímero No-Disperso puede ser usado para simular las características de perforación con agua fresca.



Fluidos Base Agua Polímeros 1. Lodos Polímeros No-Dispersos Estos lodos han encontrado su mejor aplicación en áreas donde las formaciones son muy duras y las tasas de penetración muy lentas. Contienen menos del 5% de sólidos de baja gravedad. Estos fluidos no trabajan bien en intervalos largos de lutitas reactivas por su incapacidad para tolerar contaminación por sólidos.




1. Lodos Polímeros No-Dispersos También la contaminación por sal, flujos de agua salada, yeso, anhidrita y cemento limitan el uso de estos fluidos. La mayoría de Lodos Polímeros No-Dispersos están compuestos de agua con variadas concentraciones de bentonita y polímeros.




1. Lodos Polímeros No-Dispersos Polímeros se agregan al sistema para viscosidad a través de la floculación de los sólidos o viscosificando la fase de agua.



Fluidos Base Agua Polímeros 1. Lodos Polímeros No-Dispersos Se agregan también para controlar el filtrado. Algunos de los lodos Polímeros No-Dispersos son: 

BEN-EX



PAC-CMC



PHPA



Fluidos Base Agua Polímeros 1. Lodos Polímeros No-Dispersos 

BEN-EX Es un polímero, en polvo, dispersable en agua y viene empacado en bolsas de 2 libras. Es usado para incrementar el rendimiento de la bentonita y para flocular los sólidos de perforación.




BEN-EX La adición de 0.05 lb/bbl de BEN-EX aproximadamente doblará el rendimiento de la bentonita. Lo cual es una ventaja porque pocos sólidos son usados para producir la misma viscosidad. Para extender el rendimiento de la bentonita los cloruros deben estar por debajo de 5,000 mg/L




BEN-EX Los sólidos de baja gravedad deben mantenerse por debajo del 5%. BEN-EX actúa como un floculante de arcillas no bentoníticas. Defloculantes no deben ser usados a menos que sea absolutamente necesario porque el BEN-EX responde fácil con bajas concentraciones.




BEN-EX Se puede usar cuando se usan grandes cantidades de volumen o cuando hay pérdidas de lodo en forma muy económica. Este lodo puede ser convertido fácilmente a cualquier sistema a medida que progresa la perforación.




1. Lodos Polímeros No-Dispersos 

BEN-EX




BEN-EX Bentonita: viscosificador y control de filtrado. La concentración es de alrededor de 10-14 lb/bbl. Menos bentonita y polímeros serán usados si se prehidrata la bentonita ante de agregarla.

Ben-Ex: es un extendedor de bentonita que dobla el rendimiento de la bentonita y funciona como un floculante selectivo.




BEN-EX SPA (Poliacrilato de Sodio): control de filtrado. También se usa para control de las propiedades reológicas y como floculante selectivo.

Soda Ash: removedor del calcio del agua de fabricación puesto que los aditivos son sensitivos al calcio.




BEN-EX Barita: para densificar. Se debe agregar 0.7 galones de agua por cada saco de barita para humectarla.




BEN-EX S c h l u m b e r g e r P r i v a t e



BEN-EX: conversión No es un fluido convertido de otro pre-existente, se prepara desde el comienzo. Primero deben estar limpias las presas. Se pone el agua fresca de fabricación. Se trata con Soda Ash para remover el calcio. El poliacrilato de sodio se agrega para reducir el filtrado.




BEN-EX: conversión Se ajusta el pH con soda cáustica o soda ash. Para la viscosidad se agrega bentonita y Benex. Una bolsa de 2 lb de Benex por cada 5 sacos de bentonita. Se agrega barita hasta el peso deseado. La densidad del lodo puede llegar hasta 14.0-14.5 lb/gal




BEN-EX: mantenimiento. Para mantener un Lodo de BEN-EX un chorro de agua es requerido mientras se perfora para mantener el volumen y diluir los sólidos. El control de sólidos es crucial en el éxito del sistema.




BEN-EX: mantenimiento. Las presas se deben lavar para remover los sólidos decantados. Soda Ash se agrega para tener control sobre los calcios por debajo de 200 mg/L. Para flocular sólidos se usa BEN-EX con agua fresca (preparado en un barril químico) inyectado por debajo de las mallas vibradoras.




BEN-EX: mantenimiento. S c h l u m b e r g e r P r i v a t e



BEN-EX: mantenimiento. Si el sistema va a llevar Barita, 5 lbs de BEN-EX por cada 100 sacos de Barita son requeridos para proveer suficiente soporte a la barita.




1. Lodos Polímeros No-Dispersos 

Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC Estos lodos usan polímeros celulósicos en lugar de poliacrilatos. Los celulósicos tienen mayor tolerancia al calcio y a la sal que los polímeros de acrilatos. La dureza necesita estar por debajo de 400 mg/L comparado con 250 mg/L de los poliacrilatos.




Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC Los polímeros celulósicos pueden funcionar en un ambiente de cloruros hasta la saturación; mientras que los acrilatos de sodio no funcionan bien por encima de 5,000 mg/L de cloruros. La disponibilidad de diferentes viscosificadores PAC-CMC permite gran flexibilidad en los tratamientos.




Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC S c h l u m b e r g e r P r i v a t e



Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC: materiales Bentonita: viscosidad y controlar filtrado. Prehidratada. Soda Cáustica: alcalinidad. Con pH mayor de 9.7 el magnesio se precipita.

Soda Ash: para precipitar calcio. Lodos de bajos sólidos son más eficientes con una dureza por debajo de 250 mg/L.




Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC: materiales PAC: viscosidad y control de filtrado. Los PAC’s tienen gran tolerancia de cloruros. Son más eficientes con una dureza por debajo de 400 mg/L

CMC: es otro polímero celulósico usado para proveer viscosidad y control de filtrado. No tiene alta tolerancia a la sal (50,000 mg/L máximo). Trabaja bien en durezas menor de 250 mg/L




Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC: S c h l u m b e r g e r P r i v a t e



Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC: conversión Normalmente no son lodos convertidos. Se preparan nuevos de una vez. Presas limpias. Agua fresca con dureza por de bajo de 200 mg/L. Se prehidrata la cantidad deseada de bentonita (10-14 lb/bbl). Se agrega el PAC para reología y filtración programadas. CMC se adiciona de acuerdo a las necesidades de filtrado.



Fluidos Base Agua Polímeros 1. Lodos Polímeros No-Dispersos



Lodo de Bajos Sólidos PAC-CMC: conversión El pH se mantiene en 9.0-9.5. La densidad se ajusta con barita. Sin embargo, estos lodos no se corren con densidades por encima de 13.0 lb/gal por la dificultad que presenta en el control de las propiedades reológicas.






Lodo de Bajos Sólidos PHPA PHPA (poliacrilamida parcialmente hidrolizada) está diseñada para inhibir lutitas. Estos polímeros son absorbidos en la superficie de las arcillas. Como es una cadena química larga une varias plaquetas de arcilla produciendo gran viscosidad con pocos sólidos de baja gravedad.






Lodo de Bajos Sólidos PHPA Como en los lodos de bajos sólidos de BEN-EX y PAC-CMC se requiere de una formulación baja de sólidos para maximizar la tasa de penetración y la capacidad de limpieza. Además la naturaleza inhibitoria de estos fluidos se puede implementar fácilmente con adiciones de KCL o de Glicol.






Lodo de Bajos Sólidos PHPA Cantidades pequeñas de bentonita se deben usar para construir inicialmente un lodo PHPA. PHPA es usado para viscosificar con un mínimo de arcilla y para estabilizar paredes en un pozo.






Lodo de Bajos Sólidos PHPA Este sistema es sensitivo a contaminación por cloruros, Ca ++ y sólidos. Sólidos deben ser controlados con remoción mecánica y con dilución, si no, las propiedades reológicas se vuelven inestables (altos geles y altas viscosidades).



Fluidos Base Agua Polímeros 1. Lo Loddos Po Polímeros No-Dispersos 

Lodo de Bajos Sólidos PHPA S c h l u m b e r g e r P r i v a t e


Fluidos Base Agua Polímeros 1. Lo Lodo doss Po Polí líme mero ross No No-D -Dis ispe pers rsos os 

Lodo de Bajos Sólidos PHPA Bentonita: viscosidad y controlar filtrado. Puesto que PHPA encapsula efectivamente las partículas de bentonita limita la hidratación. Se recomienda prehidratar la bentonita antes de agregar el PHPA.

Soda Cáustica/Potasa Cáustica: pH y protección contra corrosión. Se debe llevar en 9.5.



Fluidos Base Agua Polímeros 1. Lo Loddos Po Polímeros No-Dispersos



Lodo de Bajos Sólidos PHPA PHPA: se agrega para proveer inhibición de los cortes de perforación. También tapona pequeñas microfracturas en las paredes del pozo. Es un viscosificador secundario y contribuye en el proceso de filtración.






Lodo de Bajos Sólidos PHPA SPA (poliacrilato de sodio): controlador de filtrado. La dureza debe ser menor a 400 mg/L para que funcione efectiva y económicamente.

Soda Ash: Precipita el calcio del agua fresca de fabricación. Esto permite una mejor hidratación de la bentonita y maximiza la efectividad de los aditivos para controlar el filtrado. Formulación – Mantenimiento - Aplicaciones





Lodo de Bajos Sólidos PHPA SPA (poliacrilato de sodio): controlador de filtrado. La dureza debe ser menor a 400 mg/L para que funcione efectiva y económicamente.

Soda Ash: Precipita el calcio del agua fresca de fabricación. Esto permite una mejor hidratación de la bentonita y maximiza la efectividad de los aditivos para controlar el filtrado. Formulación – Mantenimiento - Aplicaciones





Lodo de Bajos Sólidos PHPA












Fluidos Base Agua Polímeros 2. Lodos Polímeros Defloculados Alta Temperatura

Fueron desarrollados para extender la estabilidad por temperatura de los polímeros convencionales. Están diseñados para tolerar, además de los contaminantes la inclusión de iones inhibidores como KCl ó NaCl. Estos lodos son requeridos para proveer estabilidad similar a los lodos de base aceite pero siendo más económicos.



Fluidos Base Agua Polímeros 2. Lodos Polímeros Defloculados Alta Temperatura

Si el Lodo Polímero Defloculado de alta Temperatura puede ser usado en lugar de lodo base aceite, entonces es mucho más atractivo por razones de seguridad y medio ambiente. La mayor desventaja para un Lodo Polímero Defloculado de Alta Temperatura es su dificultad para controlarlo a densidades por encima de 14.0 lb/gal.



Fluidos Base Agua Polímeros 2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura

La viscosidad puede ser difícil de controlar si los sólidos son altos y si el fluido contiene aditivos para control de filtrado poliméricos. Esto es particularmente cierto en lodos de agua fresca; sin embargo, el cloruro de sodio puede inhibir el incremento de la viscosidad por los aditivos que controlan el filtrado.




Por encima de 375ºF se prefieren los defloculantes sintéticamente fabricados puesto que la mayoría de defloculantes como el lignosulfonato y lignito se degradan rápidamente. Los defloculantes sintéticos son más costosos pero justifican los beneficios.




Para densidades por encima de 16.0 lb/gal los niveles de bentonita deberían mantenerse por debajo de 10 lb/bbl y se debe disminuir en la medida que la densidad aumente por encima de 16 lb/gal. El pH se debe controlar en el rango 9-11 con soda o potasa cáustica.




Los sólidos de perforación se deben mantener en le minimo rango aceptable con mallas vibratorias de alta eficiencia, centrífugas y dilución. Sólidos excesivos causan gelación o aún solidificación en ambientes de alta temperatura.




Para mejorar la capacidad de limpieza de un lodo de baja densidad de Polímero Defloculado de Alta Temperatura el aditivo Aqualon HP-007 puede ser usado. Adiciones de bentonita en lodos de alta temperatura no es recomendado debido a la severa gelación que causa y las dificultades para romper circulación. Polímeros celulósicos no producen gelación a alta temperatura.




Algunos de los Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura son: • THERMA-DRIL (Baroid) • PYRO-DRILL (Milpark) • DURATHERM (M-I) • POLYTEMP (IDF)




2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura

THERMA-DRIL Es un fluido de perforación Polímero de alta temperatura vendido por Baroid. Usa bentonita prehidratada para suspensión y control de filtrado




THERMA-DRIL




THERMA-THIN: es un poliacrilato líquido usado para reducir la viscosidad y funciona muy bien reduciendo la gelación a alta temperatura. También es efectivo en presencia de cloruros y ayuda en el control del filtrado. Es usado para pretratar el lodo antes de perforar cemento.

Soda Cáustica: control de alcalinidad para pH 9.0-10.0.




2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura THERMA- CHECK: usado en el control del filtrado de APAT hasta 425ºF (218ºC). Tiene buena estabilidad a la sal y moderado nivel de contaminación con calcio. Es sensitivo a ambientes de pH altos debido a que tenderá a hidrolizarse . Altos consumos se producen en pH mayor a 11.0.

BENTONITA: Se usa para viscosidad y control de filtrado. En ambientes salinos es mejor prehidratar. Se usa de 8-10 lb/bbl.




BENTONITA: Sepiolita remplaza la bentonita en ambientes salinos. Bentonita seca puede ser usada en el control del filtrado de APAT sin incrementar la viscosidad.

Secuestrante Oxígeno: reducir corrosión por Oxígeno e incrementar la estabilidad térmica del lodo. Sulfito de Sodio es el más usado en este sistema.



Fluidos Base Agua Polímeros 2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura THERMA-DRIL S c h l u m b e r g e r P r i v a t e


Fluidos Base Agua Polímeros 2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura PYRO-DRIL Es un sistema de Alta Temperatura vendido por Milpark. Este sistema usa MILTEMP, un defloculante de alta temperatura.



Fluidos Base Agua Polímeros 2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura PYRO-DRIL S c h l u m b e r g e r P r i v a t e



PYRO-VIS: es un extracto de azúcar de remolacha que actúa como un viscosificador suplementario para incrementar la capacidad de acarreo sin usar bentonita. Necesita de un instrumento de mezcla de alto rendimiento (shearing device) para desarrollar viscosidad. No es afectado por contaminantes como cloros, CO2, calcio o anhidrita.




2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura MILTEMP: es un estireno anhídrido sulfonatado. Es un defloculante en polvo usado para reducir la viscosidad y la gelación a lata temperatura.

PYRO-TROL: es un copolímero que provee control de filtración a alta temperatura. No es compatible en altas durezas ni en pH mas altos de 11.0. Ha mostrado algún grado de estabilidad en lutitas y beneficios como lubricante.




KEM-SEAL: es un copolímero que provee control de filtrado a lata temperatura en lodos con altos contenidos de sal. Incrementa la viscosidad en sistemas de agua fresca pero nó en sistemas de alto contenido de sal.

CHEMTROL-X: es ligno-polímero que sirve para controlar el filtrado APAT usado en sistemas PYRO-DRIL cuando los cloruros son menos del punto de saturación y dureza menos de 500 mg/l



Fluidos Base Agua Polímeros 2. Lodos Polímeros Defloculados de Alta Temperatura S c h l u m b e r g e r P r i v a t e



DURATHERM Es un sistema de alta temperatura vendido por M-I Drilling Fluids Este sistema usa pequeñas concentraciones de bentonita para suspensión.




DURATHERM




DURATHERM Bentonita: control de filtrado y suspensión. El contenido de bentonita en densidades más altas de 14.0 lb/gal no debe exceder de 10.0 lb/gal

MELANEX-T: es un polímero usado para reducir la viscosidad y gelación a alta temperatura.




DURATHERM RESINEX: es un polímero para control de filtrado en ambientes salinos.

XP-20: es un lignito modificado de cromo que contiene potasio. Este producto provee control de filtrado y también es usado para controlar la viscosidad a lata temperatura. Normalmente es usado en agua fresca o agua de mar. Formulación – Mantenimiento - Aplicaciones



DURATHERM




POLY TEMP Es un copolímero de bajo a mediano peso molecular para reducir filtrado. Puede ser usado en sistemas de agua fresca y agua de mar. Este sistema ha sido reportado como estable a temperaturas hasta de 400ºF (204ºC)




POLY TEMP




POLY TEMP Bentonita: se usa prehidratada en ambientes con sal para mejores resultados de viscosidad, suspensión y filtrado. La concentración es de 8-10 lb/bbl. Sepiolita puede ser usada para remplazar la bentonita en ambientes de sal. Bentonita seca ayuda a controlar el filtrado de APAT.




POLY TEMP HI-TEMP II: es un lignito polianiónico usado para control de filtrado en sistemas de baja salinidad. También es sensitivo al calcio. Para mejor rendimiento el calcio se debe precipitar con soda ash.




POLY TEMP PTS-200: es un estabilizador de temperatura alcalino usado para incrementar la estabilidad a alta temperatura del sistema secuestrando el Oxígeno. Es un producto líquido usado en concentraciones de 4-8 lb/bbl. Levanta el pH hasta 10.0 y debe manejarse con cuidado.



07 Lodos Polímeros

Recommend Documents