ANTECEDENTES DE LOS SISTEMAS VISCOELÁSTICOS. Uno Uno de los los prim primer eros os po pozo zoss qu quee se perf perfor oraa ron ron ho hori rizo zont ntal alme ment ntee e n Venezuelafue el pozo TJ–1095, del campo Tía Juana en el Lago de M a r a c a i b o . E n e s t e proy proyec ecto to se se util utiliz izóó un lod lodoo base base agu agua– a–be bent nton onit itaa los los prime primero ross 1000 pies. A partir de esta profundidad profundidad se perforó con un lodo a base de poliacramida, manteniendola concentración de ésta en 1.5 lb/bbl para dar estabilidad del hoyo. hoyo. A parti partirr delo deloss 4222 4222 pies pies de profu profund ndid idad ad verti vertica call se proce procedi dióó a per fora fo rarr dire di recc ccion ional alme ment ntehast ehastaa 6042 6042 pies pies para para un ángul ánguloo de 78 grad grados os en el el fondo. fondo. La horizontalidad totaldel pozo (90 grados) se logró a 6384 pies gracias a la efectiva tasa de de pe penetraciónlograda por el uso de un lodo biopolimé rico de p r o p i e d a d e s v i s c o e l á s t i c a s . Du Du r an an t e l a p e r fo fo r ac ac i ó n h o r iz iz o n t a l s e bombearon volúmenes pequeños de lodopara crear turbulencia y minimizar la formación de lechos de ripios. CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DEPERFORACIÓN VISCOELÁSTICOS. La uti uti li liza zaci ción ón de e ste ste sist sistee ma se reco recomi mien enda da en la perf perfor orac ació iónn de pozosh pozoshori orizo zont ntal ales es y/o y/o direc direcci ciona onale les, s, po porr su capa capaci cida dadd de li limp mpie ieza za y suspensión enformaciones de crudo pesados, en situaciones en las que la presión de sobrecargas e p u e d e m a n t e n e r e n u n m í n i m o , r e d u c i e n d o l a p r o f u n d i d a d d e i n v a s ió n , apli aplica caci cion ones es de de ent e ntub ubam amie ient ntoo que que requ requie iere renn menores presiones presiones de bomba. Sucapacidad Sucapacidad de suspensión es tal, que aún en condiciones estáticas, minimiza laformación de lechos de ripios o camadas, que se forman usualmente en el puntode máxima desviación del pozo. Igualmente utiliza una salm salmue uera ra como como inhi inhibi bido dorr y mater materia iall de peso peso libr libree sóli sólido dos. s.E Entre los parámetros que se deben tener en cuenta cuando se hace lase laselección de de fluidos viscoelásticos en la perforación de pozos con altos ángulosde inclinación, los cuales requieren un diseño óptimo óptimo de perforación perforación y el apoyode un sistema de lodo lodo que permita la adecuada estabilidad del hoyo, se tienen: Estabilidad del hoyo. Limpieza del hoyo. Lubricidad del sistema. Requerimientos de densidad. Capacidad de suspensión. Daño a la formación. Control de sólidos óptimos. Protección ambiental. CARACTERISTICAS DEL REVOQUE formado por este fluido Viscoelástico debe ser liso, con unagran flexibilidad y bu buen enas as carac caracte terís rísti ticas cas im impe perme rmeab ables les.. Por tant tantoo los los crite criterio riosp spaara la formulación formulación del material sellante están determinados determinados por el hecho de queestos sistemas sistemas deben estar constituidos por granos finos de carbonato de calcio opartículas de sal especi especialm alment entee selecci selecciona onadas das encar encargada gadass de formar formar un revoq revoquee uee x t e r n o e n la cara de la formación, lo que minimiza la invasión hacia l a formació formaciónn productora productora y por lo tanto tanto disminuye disminuye el daño daño a las mismas. mismas. El revoquede revoquede este sistema de lodos es muy fino y de buena calidad, sin embargo, el selloprod selloproduc uciido a nivel vel de forma ormacción no es inst nstant antáneo neo ni comp complletament mentee impermeablepor lo que la invasión de finos a la formación productora es
continua mientrasexista la circulación de fluidos.P a r a l a s e l e c c i ó n d e u n f l u i d o v i s c o e l á s t i c o p a r a u n a a p l i c a c i ó n e n particular se toman en cuenta los problemas que pueden ocurrir en los mismos,estudiando detalladamente las pr opiedades que podrían solucionar en par te los problemas como son: Propiedades Reológicas Control de Filtrado Lubricidad. Características inhibitorias. Bajo contenido de sólidos. Entre los parámetros que se deben tener en cuenta para la selección de losf l u i d o s d e perforación en pozos con un ángulo de inclinación (donde s o n típicamente utilizados los fluidos viscolelásticos) las cuales requieren un diseñoóptimo de perforación y el apoyo de un sistema de lodo que permita la adecuadaestabilidad del hoyo se tiene: Estabilidad del Hoyo Limpieza. Lubricidad del Sistema. Requerimiento de Densidad Capacidad de Suspensión Daño a la Formación Control Óptimo de Sólidos Protección Ambiental. Teniendo en cuenta estos parámetros el fluido a diseñar debe presentar lassiguientes características: Sin sólidos coloidales Provee flujo laminar Elevadas tasa de flujo Tipos de flujo Tapón en la sección horizontal Bajo esfuerzo de corte Poseer viscoelasticidad Tixotropía independiente del tiempo Evitar la formación de camadas de ripios Altamente inhibitorios. Alta lubricidad. Daño mínimo a la zona productiva El régimen de flujo para limpiar el pozo en perforación horizontal es el detipo Turbulentoque permite una mejor calidad de limpieza. Ello se logra con un Fluido viscoelástico que evita la formación de camadas de ripios dado que amenudo este perfil turbulento resulta ser el óptimo para eliminar sólidos cuandose perforan pozos horizontales.E n l a p r e p a r a c i ó n d e l o s f l u i d o s v i s c o e l á s t i c o s n o s e u t ili za n arcillascomerciales como agente viscosificante y de control reológico, por las s i g u ie n t e s r a z o n es : T a n t o l a s a r c i ll a s a g r e g ad a s c o m o l a s i n co r po r a da s d e l a formación son afectadas por los polímeros usados como inhibidores, es decir, vaa haber un intercambio de iones entre los sólidos arcillosos y los aditivos usadospara dar inhibición, lo cual traería como consecuencia un incremento en el costode mantenimiento y una posible situación de contaminación, por el altoporcentaje de sólidos arcillosos presentes. Los sólidos arcillosos
causanproblemas de taponamiento y pueden además interferir con el diseño reológico.Los sólidos arcillosos dan geles progresivos dependientes del tiempo.
DESCRIPCION Y FUNCION DE CADA UNO DE LOS ADITIVOSQUÍMICOS Barazan: (Suspensión Agent / Viscosifier)Actúa Como un agente de suspensión y viscosificad or. El biopolimerodispersante agregado (goma xántica); proporciona la viscosidad y suspensión enagua dulce, agua salada, bromuro de sodio, br o m ur o d e po t as i o, c lo r u r o d e potasio, y los fluidos base cloruro sodio. Se ha formulado especialmente para ladispersibilidad reforzada. Bajas
proporciones la filtración en la mayoría los sistemas fluidos deperforación base agua. Estabilidad de las paredes del hoyo. Dispersa la floculación de los cortes de perforación. Ventajas: Mantiene control en la filtración sin el aumento de viscosidad. Efectivo en la perforación con sistemas que no se dispersan rápidamente. Decrece la dispersión de arcilla. Apariencia Multa o el polvo granulado Gravedad Específica de 1.5. Enviro-Torq: (Lubricant)Es una mezcla de ácidos grasos modificados y emulsionante, puede usarseen fluidos de perforación base agua para reforzar la lubricidad de lodo, reduce eltorque y arrastre en la tubería, y se logra formular añadiendo píldoras al fluido.ENVIRO-TORQ puede usarse en bajas y altas situaciones de pr es i ó n pa r a reducir el coeficiente de fricción. Del lodo. Funciones: Reduce el torque y arrastre en la tubería de perforación. Promueve la lubr icidad en la mayo ría los fluidos de perforación baseagua. Disminuye la fricción en la tubería de perforación, mechas yrevestidores. . Ventajas: Estabilidad ante la contaminación con sal. Estabilidad térmica hasta temperatura de 400 °F (205 °C). PH de 5.1 Gravedad Específica de 0.94. Aldacide:
(Microbiocide)Es una solución que controla el crecimiento de las bacterias en los fluidosde perforación base agua. ALDA CIDE se recomienda par a el uso en sistemasque contienen polímeros que sonm altamente biodegradables. Funciones: Previene la deformación de los coloides orgánicos Control de la reducción del sulfato por efecto de las bacterias. Ventajas: Responsable ambiental. Efectivo en concentraciones pequeñas. Compatible con la mayoría los fluidos de perforación base agua. Gravedad Específica de 1.06 Baracarb: (Bridging Agent)El carbonato de calcio según el tamaño-, está disponible en seis grados: 5,25, 50, 150, 600, 2300. . Funciones: BARACARB 5, 25, y 50 pueden ser usados para: Incrementar la densidad de los lodos base agua y aceite. Incrementar la densidad de los fluidos base agua salada. Control de pérdida fluido BARACARB 50, 150, 600, y 2300 pueden ser utilizados para: Problemas de pérdida de circulación. Gravedad Específica de 2.7 (aproximadamente). RANGOS DE VALORES PARA LA VISCOSIDAD PLASTICA Y EL PUNTO CEDENTE EN SISTEMAS VISCOELASTICOS
MANTENIMIENTOS PREVENTIVOS PARA CORREGIR LOSPROBLEMAS OPERACIONALES EN EL USO DE ESTOS SISTEMAS. Los
sistemas viscoelásticos tienden a degradarse cuando permanecenestáticos por largos periodos de tiempo, por lo que es aconsejable usar algúntipo de bactericida durante la preparación y mantenimiento del lodo.
S e
a c o n s e j a p r e m e z c l a r s a l c o n e l v i s c o s i f i c ad o r a n t e s d e a d i c i o n a r e l p o l ím e r o c at i ó n ic o , d e m an e r a t al q u e pe r m i ta m e j o ra r l a e s ta b il id a d d el viscosificador a elevadas temperaturas. Los polímeros usualmente se mezclan en las concentraciones requeridas paraun cierto modelo geológico específico de la perforación; sin embargo, paralograr propiedades viscoélasticas se deben agregar inicialmente enconcentraciones mayores a las mínimas requeridas para suspender ytransportar los sólidos bajo las condiciones dadas de perforación. Se recomienda utilizar equipos adecuados para mezclar en forma continua yhomogénea los componentes del sistema, de manera tal de minimizar el dañod e l a formación por la mala hidratación de los coloides (efecto ojo depescado). Para lograr un fluido estable es preciso antes de su preparación conocer laslimitaciones y compatibilidades de sus componentes. BENEFICIOS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS VISCOELASTICOS. Desventajas de un sistema Viscoelástico. •Son afectados severamente por el cemento. •Se ve afectado por la degradación bacterial. .•Exige mantener los ripios por debajo de 1%. •Tiene un costo elevado. •No debe usarse bentonita ni barita porque dañan las formaciones. •Se degradan cuando permanecen estáticos por largos períodos de tiempo. •Los biopolímeros que constituyen al sistema son poco resistentes a las altastemperaturas, no alcanzan a resistir más de 250 °F. •El PH debe mantenerse entre 7 y 9 para evitar la pérdida de viscosidad. PROBLEMAS QUE PUDIERAN OCASIONAR UNA MALALIMPIEZA DEL HOYO EN PERFORACIONES HORIZONTALES. La perforación de pozos horizontales y altamente desviados se caracterizapor presentar problemas: Inestabilidad del hoyo Configuración irregular Pega por Presión diferencial Excesiva Torque y Arrastre.
Estos problemas están asociados con la formación de camadas de ripios,hidratación y dispersión de las arcillas, sistema de lodos utilizados con pocadisponibilidad de modelos reológicos apropiados para determinar los regímenesde flujo. La limpie za pob re de los pozo s horizo ntal es ti en en as oc ia do el problema de la formación de camadas de ripios, por lo tanto, es necesario en estos la utilización de sistemas vioscoelásticos que minimicen la formación decamadas de ripios al disminuir la velocidad de asentamiento de la partículas.
