1. Defna: Parte de la fase liquida del del uido de perforación perforación (fase (fase continua) continua) que se Filtración: Parte •
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pierde hacia las formaciones permeables cuando el uido es sometido a una presión difer diferenc encial ial mientra mientras s se encuen encuentra tra en circul circulaci ación. ón. Los sólido sólidos s o fase fase disper dispersa sa se depositan depositan en las paredes paredes del pozo formando formando una capa llamada llamada revoque. revoque. en los lodos base agua, el ltrado es agua los base aceite el ltrado es aceite o gasoil. Perdida de Circulación: !s la reducción o ausencia total de u"o de uidos por el espacio anular comprendido entre la formación la tuber#a de perforación cuando se bombea bombea uido en sentido sentido descendente descendente por la columna columna de perforación perforación o la tuber#a de reves evesti timi mien ento to.. La p$r p$rdida dida de cir circula culaci ción ón cons consti titu tue en n un peli peligr gro o dura durant nte e las las operaciones de perforación en acimientos de alta permeabilidad, en zonas agotadas, en formaciones d$biles o naturalmente fracturadas, vugulares o cavernosas. Revoque: %e forma por la deposición de las part#culas sólidas presentes en el uido (fase dispersa) sobre la pared del hoo durante el ltrado. %u espesor depender& del ltrado de la cantidad tipo e solidos que contiene el uido. Los sólidos arcillosos son los que realmente forman revoques de calidad. Perdida de fltrado: !s el volumen l#quido forzado a trav$s de un medio poroso durante el proceso de ltración. !l ltrado indica la cantidad relativa de l#quido que se ltra ltra a trav$s trav$s del revoque revoque hacia hacia las formac formacion iones es permea permeable bles s cuando cuando el uido uido es sometido a una presión diferencial. Perdida instantánea: !s el volumen de ltrado que de manera instant&nea invade a la form formac ació ión n ante antes s de form formar arse se el revo revoqu que e mient mientra ras s se realiz ealiza a la oper operac ació ión n de perforación.
2. ¿Por qué hay hay que tener un revoque revoque delado y de !a"a #er$ea!il #er$ea!ilidad% idad% &'#lique &'#lique. 'rear un revoque delgado de ba"a permeabilidad permeabilidad es de vital importancia a que dichos factores inuen directamente en el dao que se le puede generar a la formación. !n algunos casos este dao es tan grande puede llegar a ser irreversible. %i el dao es una zona permeable productiva los caminos potenciales para el paso de hidrocarburos pueden ser bloqueados por una reacción adversa entre el ltrado la formación o por la entrada de solidos del lodo al interior de la formación. %i el revoque posee una permeabilidad ba"a, la cantidad de l#quido que se pierde a la formación ser& ba"a, por tanto el dao a la misma no ser& tan grande de igual forma ninguna de las propiedades del lodo se ver& afectada. Por el contrario si el revoque posee una permeabilidad mu alta se producir& una disminución del volumen de l#quido por lo tanto un aumento de la densid densidad ad lo que traer& traer& consig consigo o una posibl posible e fract fractura ura a la formac formación ión poster posterior ior perdid perdida a de circulación. l mismo tiempo se producir& un aumento en la viscosidad lo que a su vez puede ocasionar la oculación del lodo de perforación. La formación de un revoque delgado "uega un papel importante durante la perforación para as# evitar ciertas complicaciones relacionadas con el mismo. !l grado de invasión por parte del ltrado inuir& directamente en el tamao del revoque en las paredes del pozo, por consiguiente al tener un revoque de gran espesor se pueden ocasionar problemas operacionales durante la perforació perforación n como el aprisionam aprisionamiento iento de herramienta herramientas s por presión presión diferencia diferencial, l, problema problemas s de succión, suabeo, entre otros.
(. ¿Có$o ¿Có$o se )or$a el revoque% ¿cuáles ¿cuáles son las )unciones )unciones y caracter*st caracter*sticas icas ideales% ideales% &'#lique que equi#o es utili+ado #ara $edir el es#esor del revoque. Para que se forme un revoque, es esencial que el lodo contenga algunas part#culas cuo tamao sea ligeramente menor que el de la abertura de los poros de la formación. !stas part#culas, que son conocidas como *part#culas formadoras de puentes+, son atrapadas en la supercie de los poros, poros, mientr mientras as que las part#c part#cula ulas s m&s nas nas son, en princi principi pio, o, transp transport ortada adas s a una maor maor profundidad en el interior de la formación su nombre se debe al hecho de que ellas se agrupan
en el interior del poro formando una estructura estable, seme"ante al arco de un puente. !l paso de las part#culas m&s pequeas se impide, progresivamente, a medida que los puentes se forman cuando los espacios libres e-istentes entre las part#culas que forman los puentes son lo sucientemente pequeos, solamente ocurre el paso de l#quido hacia la formación, todas las part#culas sólidas son retenidas, formando el revoque. La suspensión de part#culas nas que ingresa a la formación antes durante el establecimiento de los puentes se conoce como perdida instant&nea de ltrado el l#quido que entra posterior a la formación de los puentes es el ltrado. !ntre las funciones principales del revoque est&n • • • •
'ontrolar la perdida de ltrado, controlando su permeabilidad. /inimiza los daos a la formación evitando la entrada de gran cantidad de ltrado. /antiene la estabilidad del hoo evita posibles derrumbes. impide la entrada de gran cantidad de ltrado a la formación.
Las principales caracter#sticas que debe poseer un revoque para ser efectivo son • • • •
0ebe ser permeable, para asi evitar la e-cesiva ltración a la formación. 0ebe ser compresible, para que ante un aumento de presión su permeabilidad disminua. 0ebe ser delgado, para evitar posibles problemas operacionales como pegas diferenciales. 0ebe ser resistente uniforme, para cubrir ecientemente las paredes del hoo evitar posibles derrumbes.
!l equipo utilizado para la medición del espesor del revoque es la punta de vicat. !ste equipo consta de un aguantador provisto de un v&stago movible que pesa 122 gramos. !n el e-tremo superior, tiene un embolo de 3 cent#metro una longitud de por lo menos 4 cent#metros en el otro e-tremo soporta una agu"a cambiable de un mil#metro de di&metro 4 cent#metros de longitud. !l v&stago es invertible puede mantenerse en cualquier posición por medio de un tornillo "ador posee un indicador a"ustable que se mueve sobre la escala graduada adherida al aguantador. 5nido a la base del aparato se tiene una pequea placa que sirve para colocar el papel ltro que contiene el revoque cuo espesor se desea medir.
,. ¿&'#lique cuáles son los equi#os utili+ados #ara la $edición de los di)erentes ti#os de fltrado% Defna cada uno de los ti#os de fltración que se deter$ina en el la!oratorio !n el laboratorio se determina la ltración est&tica, es decir, aquella que ocurre cuando el lodo no est& en movimiento. 0urante la perforación pueden ocurrir dos tipos de ltración, estática y dinámica, pero en la pr&ctica solo se consideran las ltraciones est&ticas debido a que es la que se puede medir en el sitio de la operación, con los equipos e-istentes. continuación se denen los dos tipos de ltración e-istentes, haciendo $nfasis que en la pr&ctica solo se traba"ar& con la ltración est&tica •
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Filtración Estática: %e presenta cuando el uido est& en reposo, la p$rdida de ltrado decrece continuamente genera un revoque grueso a medida que pasa el tiempo, inue en la generación de pegas diferenciales. 0ado revoque se hace m&s grueso con el tiempo, el revoque restringe el u"o de ltrado la tasa o velocidad de ltración disminue con el tiempo. Por tal motivo la p$rdida de ltrado se hace menor que en la ltración din&mica. Filtración Dinámica: !sta p$rdida sucede cuando el lodo est& en circulación o se est& perforando, causando que el revoque sea continuamente erosionado. %e alcanza un estado de equilibrio cuando la deposición sobre el revoque es igual a la erosión. !n ese punto se obtiene un revoque con espesor la tasa de ltración constantes. 6eneralmente, el revoque din&mico es m&s delgado que el revoque est&tico, pero la perdida de ltrado es maor.
&qui#os e$#leados #ara deter$inar la fltración estática: Filtro-Prensa P/ Descripción: !ste ltro emplea como fuente de presión o-#geno o nitrógeno comprimido, preri$ndose el nitrógeno por ser inerte. !l cilindro con el gas comprimido tiene un regulador de presión una v&lvula especial de seguridad. 5na manguera conecta esta unidad con el ltro prensa en la tapa superior. !l equipo en s# est& conformado de un cilindro para barro, cerrado por una tapa removible, una empacadura, papel ltro, cedazo tapón inferior. La tapa removible tiene una boca de entrada de presión. 'uando el aparato est& ensamblado, el ltro descansa sobre el cedazo una boca de salida en el tapón del fondo deba"o del ltro de papel permite la recuperación del ltrado en una probeta graduada. Condiciones de trabajo: La prueba de ltrado P7 es realizada a la temperatura supercial a una presión de 322 psi, los resultados se registran como n8mero de mililitros perdidos en 12 minutos
Filtro 0-0P Descripción: Los equipos utilizados son especialmente diseados para efectuar pruebas a altas temperaturas presiones. 'onsisten esencialmente de una fuente de presión controlada, de una celda diseada para soportar una presión de traba"o de 3222 lpc como m#nimo, de un sistema para calentar la celda de un soporte adecuado para sostener la celda el sistema de calentamiento. Para pruebas de ltración a temperaturas superiores a los 922 :;, se deber& utilizar una celda presurizada de recolección que soporte una contrapresión m#nima de 422 lpc evite fugas o evaporación del ltrado a altas temperaturas. La celda posee un termómetro, empacaduras resistentes al aceite de un soporte para el medio ltrante. 'omo fuente de presión debe utilizare un gas inerte como
Condiciones de trabajo: qu# las condiciones de traba"o son de alta presión alta temperatura. %e realiza usualmente a 422 psi de presión diferencial a una temperatura por encima de los 922=;.
&qui#os e$#leados #ara deter$inar la fltración diná$ica: !-iste un instrumento de medición din&mica radial el cual se denomina el modelo 34 F55 + o *0></7' ?P?@ ;iltration %stemA/odel B2+ en ingl$s.
6odelo F55 34 Para la determinación de la ltración din&mica se emplea el modelo ;ann B2. !ste es un sistema verdaderamente din&mico de la ltración el primero para la formación del producto de ltración el an&lisis de la permeabilidad que conducen a la optimización de los l#quidos que perfora. !l modelo ;ann B2 es el primer sistema verdaderamente din&mico de la ltración en la industria para la formación del producto de ltración que conduce el an&lisis de la permeabilidad para la optimización uida que perfora. !l modelo B2 se puede calentar presurizar para proporcionar la simulación posible m&s cercana de las condiciones del doCnhole. !l medio del ltro es un cilindro con roca como las caracter#sticas para simular la formación. !l medio del ltro est& disponible en porosidades permeabilidades que var#an. La ltración ocurre radialmente del interior de la base del ltro al e-terior. !n el mismo tiempo, el producto de ltración se forma en el interior de la base del ltro para simular la formación del producto de ltración en la pared de una perforación. Lamentablemente, los ensaos de ltración din&mica han quedado limitados al laboratorio. La correlación entre las pruebas est&ticas las din&micas resulta dif#cil. %in embargo un
tratamiento apropiado del lodo para el control de la perdida de ltrado basado en las pruebas P7 de ?@A?P, generalmente producen una perdida din&mica de ltrado dentro de un rango satisfactorio.
7. &'#lique los #ro!le$as #otenciales relacionados con la invasión e'cesiva de fltrado. •
6enor inter#retación de los #erfles eléctricos: La e-cesiva invasión por parte del ltrado puede cambiar las caracter#sticas de un a formación en un amplio espacio vecino al pozo(zona lavada mu amplia). !sto hace dif#cil la evaluación de la formación con perles el$ctricos. 'omo regla general, cuanto menor es la p$rdida de ltrado, maor signicación tienen los perles, esto se debe a que si el ltrado llega a una zona de invasión el perl no estar& afectado mucho, pero si la invasión llega a la zona de transición o a la zona virgen, e-istir&n problemas con la interpretación de los perles, puesto que el ltrado cambia las caracter#sticas de la formación, dando como resultado valores de perla"es erróneos. La presencia de ltrado hace los registros el$ctricos poco dignos de conanza, puesto que las lecturas de las resistividades obtenidas, dependen b&sicamente del contenido de uido de la zona adacente al hoo del pozo, la cual al presentar alto grado de invasión generar& resultados erróneos. Las zonas de petróleo gas pueden pasar desapercibidas porque el ltrado est& desplazando a los hidrocarburos, ale"&ndolos del pozo, lo cual diculta su detección.
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&)ectos neativos #ara la esta!ilidad del #o+o: !l control de p$rdida de ltrado puede ser de importancia, a8n en el caso de formaciones no permeables. %i, bien t$cnicamente, no ha p$rdida de ltrado hacia las formaciones impermeables de lutitas, el ltrado puede penetrar en algunas lutitas a trav$s de micro fracturas o uniones de planos. !sto puede determinar que las paredes del pozo se derrumben o desprendan, lo cual traer#a como consecuencia la disminución de la velocidad de penetración en el peor de los casos una pega mec&nica. La solución a estos problemas, es que se tenga un buen control de ltrado, $ste se debe controlar con aditivos que permitan la disminución del mismo que forme un revoque delgado impermeable, para as# tener un control en las paredes del pozo, puesto que $ste aude a sostener las paredes del pozo.
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6ayor sua!eo y #istoneo de!ido a la reducción del es#acio anular li!re . %i se produce una elevada invasión de la formación por parte del ltrado se depositara generalmente un revoque grueso sobre las paredes de la formación de la parte correspondiente, esto puede originar un aprisionamiento diferencial de la herramienta puede tambi$n agravar los problemas de sobreApresión succión relacionados con via"es.
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La invasión del ltrado tambi$n tiende a reducir la conanza en los n8cleos laterales de pared a8n en los n8cleos obtenidos por m$todos comunes. Prueba inv&lida de muestreo del uido de la formación, a que las pruebas de u"o del uido de la formación pueden dar resultados que se reeren al ltrado no a los uidos del acimiento %i la formación permeable es productiva, o potencialmente productiva las caracter#sticas ltrantes del lodo pueden ser e-tremadamente importantes. Los caminos potenciales para el paso de hidrocarburos pueden ser bloqueados por una reacción adversa entre el ltrado la formación o por la entrada de los sólidos m&s pequeos del lodo en la formación, tambi$n puede cambiar las caracter#sticas de la formación en un amplio espacio vecino al pozo, por lo tanto una amplia perdida de ltrado disminue la productividad de la formación. !n sistemas base agua, la productividad de los pozos puede ser reducida permanentemente como resultado de la e-cesiva ltración a las formaciones, debido a un lodo con pobres propiedades de formación de revoque. 0icho dao es permanente debido a que el agua podr#a no ser completamente eliminada por el u"o de petróleo gas al hoo al poner el pozo en producción. !l dao causado por esta agua ltrada es m&s seria en aquellas zonas
de relativamente ba"a presión de acimiento, donde la alta presión diferencial requerida para purgar la arena de agua, no se puede obtener a pesar de las medidas que se tomen una vez que haa sido afectada la formación.
8. ¿Cuándo el revoque es co$#resi!le y cuándo es inco$#resi!le% ¿Có$o se #ueden identifcar estos ti#os de revoque en el la!oratorio% !l revoque es compresible cuando depende de la presión a medida que se va comprimiendo $ste se va haciendo m&s no compacto disminuendo la permeabilidad del mismo, debido a esto se puede concluir que los revoques compresibles o debidamente tratados son m&s 8tiles porque disminuen la p$rdida de ltrado lo que a su vez reduce los distintos problemas operacionales que trae la e-istencia de un revoque grueso, tambi$n se puede decir que cuando el revoque tiene esta caracter#stica contribue a la disminución del ltrado hacia la formación debido a una me"or distribución de la fase dispersa del lodo sobre las paredes del pozo, su otra utilidad radica en que permite minimizar el radio de la zona invadida, permite una me"or corrida de los registros a que disminuen los problemas causados por e-ceso de ltrado ha una maor estabilidad en las paredes evitando as# los derrumbes. !l revoque es incompresible cuando no depende de la presión ante diversos aumentos de presión su permeabilidad no se ver& afectada por lo que seguir& permitiendo el paso de uido a la formación aumentando el revoque, a que permite un maor paso del ltrado hacia la formación entonces la zona invadida es maor esto debido a que las part#culas que deber#an estar unidas formando una barrera impermeable est&n dispersas, lo que no trae ning8n benecio al proceso operacional de la perforación aumenta el costo de la misma porque habr& que emplear aditivos controladores de ltrado a la formación. !n otras palabras, si el revoque es compresible, un aumento de la presión reduce su permeabilidad disminue la p$rdida de ltrado. %i el revoque es incompresible la velocidad de ltración var#a con la ra#z cuadrada de la presión. 5n revoque incompresible, implica que la permeabilidad del mismo no es afectada por la presión.
9. ¿Cuáles son las condiciones necesarias #ara que #ueda ocurrir la fltración% !n primer lugar, la presencia del uido de perforación con fase liquida solida. Para que pueda ocurrir ltración debe darse las siguientes condiciones, estar en presencia de una formación porosa permeable, tener un diferencial de presión entre la columna de lodo la formación (sobre balance de 322 a 922 lpc por encima de presión de formación), un revoque con mala calidad tambi$n inue en que ocurra la ltración hacia la formación, alto contenido de sólidos en el lodo, uidos oculados poco dispersos, etc.
. ¿Có$o se controla la invasión de fltrado% Para esto se requiere obtener un revoque delgado, resistente, por lo tanto es necesario agregar aditivos qu#micos para controlar la invasión de ltrado hasta obtener los valores de densidad otoros par&metros necesarios para que este vuelva a tener la caracter#sticas necesarias para regular la ltración. •
Control de la tasa o velocidad de fltración: el dao causado por la p$rdida de ltrado se puede minimizar manteniendo ba"a la velocidad de ltración lo cual se logra usando un lodo cuo ltrado reacciona en un grado m#nimo con la formación, controlando el tipo cantidad de sólidos en el lodo.
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Control del es#esor y te'tura del revoque: el control óptimo se logra cuando ha un amplio rango de diferentes tamaos de part#culas. Las part#culas m&s pequeas se introducen como cuas entre las part#culas m&s grandes, formando as# un revoque de ba"a permeabilidad. Las part#culas coloidales originan u na te-tura uniforme del revoque.
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Control de las #ro#iedades qu*$ica del fltrado: mediante la adición de aditivos se logra un buen control de ltrado se promueve la formación de un revoque apropiado. !ntre los aditivos empleados se encuentran
rcilla 6ont$orilloniticas: es el principal aditivo para el control del ltrado en la maor#a de los lodos base agua. Las part#culas de bentonita de tamao coloidal son delgadas planas, proveen un revoque compresible. %e cree que el agua supercial de hidratación que rodea las plaquetas de bentonita, puede proveer un sello efectivo cuando las plaquetas est&n colocadas como cuas entre las part#culas m&s grandes del revoque.
Dis#ersantes: el empleo de dispersantes o reductores de la viscosidad, me"ora tambi$n el control de p$rdida de ltrado al dispersar o desocular las part#culas coloidales promoviendo un revoque delgado resistente como una estructura uniforme superpuesta.
l$idones: las part#culas de almidón se e-panden en agua para formar bolsas espon"osas que se introducen como cuas en las aberturas del revoque, con lo que producen un control de p$rdida de ltrado.
Poli$eros: son ecaces como reductores de p$rdida de ltrado en lodos base agua. %e comporta en forma similar a un sellador a presión.
ditivo #ara lodos de !ase aceite: el control de ltrado es normalmente bueno en lodos base aceite, pero puede constituir un problema a temperaturas elevadas.
3. ¿De qué de#ende la calidad del revoque% La calidad del revoque depende de o
!l tamao de las part#culas presentes en el lodo
o
!l tao de los poros de la formación
o
La permeabilidad de la formación
o
Due la presión hidrost&tica sea maor que la presión de la formación
o
La velocidad del uido anular
o
La velocidad del ltrado
o
La manutención de las propiedades del lodo
14 ¿Por qué la des;oculación y la dis#ersión de las arcillas son i$#ortantes #ara el control de la fltración% &'#lique l dispersar o deocular las part#culas coloidales, los dispersantes promueven la formación de un revoque delgado resistente con la estructura uniforme. !n otras palabras al desocularse, las laminillas de arcilla se depositan en el revoque seg8n una orientación m&s bien plana. !stas laminillas se colocan para obtener un revoque de ba"a permeabilidad con un buen control de ltración. @ambi$n contribuen al control de la p$rdida de ltrado al sellar o taponar pequeas aberturas en el revoque, este 8ltimo factor puede e-plicar porque algunos dispersantes (lignosulfonatos lignitos) son m&s ecaces que otros para reducir la p$rdida de ltrado. Los desoculantes permiten que las laminillas de arcilla se dispersen se superpongan para proporcionar un revoque m&s resistente.
F/<RC/=5 D/5>6/C
F/<RC/=5 &?>/C
Ecurre mientras el uido de Perforación est& circulando.
Ecurre cuando se detiene la perforación, durante las cone-iones, los via"es o cuando el uido no est& circulando. !l revoque formado es delgado, debido a la !l revoque formado es grueso, debido a que continua erosión generada por el mientras el lodo est& en reposo aumenta la movimiento continuo del lodo en el espacio acumulación de sólidos en las paredes del anular. pozo. !l revoque es simult&neamente erosionado depositado !n condiciones est&ticas no se produce erosión del revoque La tasa de ltración permanece constante, La tasa de ltración disminue, por el debido al equilibrio entre deposición engrosamiento del revoque disminución de erosión de sólidos en las paredes del pozo. su permeabilidad con el tiempo. /aor p$rdida de ltrado @ambi$n se pierde ltrado pero en menor proporción.
11. ¿Cuáles son las di)erencias $ás i$#ortantes entre la fltración diná$ica y la fltración estática% &'#lique 12. Di)erencias entre la #erdida de circulación y la #erdida de fltrado. ¿Cuáles son las consecuencias de una #erdida de circulación% &'#lique La p$rdida de circulación, es decir, la p$rdida de uido hacia la formación, es uno de los problemas m&s dif#ciles que se pueden encontrar cuando se est& perforando un pozo. La altura de la columna de lodo cae dentro del anular se reduce en consecuencia la presión hidrost&tica. !sta ca#da de presión hidrost&tica puede permitir que entren al pozo uidos de otras formaciones. Las consecuencias que podr#an traer una p$rdida de circulación son 7ncremento en los costos por el tiempo que tarde solucionar los problemas el costo del lodo perdido. 0ao a la formación (p$rdida a la permeabilidad por los sólidos del lodo quiz&s ripios que se depositen). Pega diferencial en la zona donde halla perdida, debido a la ausencia de lodo en el anular. • 'ambio en las propiedades del lodo. • 'ontaminación de zonas productoras. Posibles ca#das dr&sticas en la presión hidrost&tica. •
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