FLUIDOS ESPECIALES DE PERFORACIÓN Introducción 1.- Fluido Base Agua (WBM) 2.- Fluido Base Aceite (DBM) 3.- Perforación con Aire 4.- Perforación con Espuma 5.- Perforación Aireada
INTRODUCCION Todos los fluidos utilizados durante la perforación de un pozo son clasificados como fluido de perforación. Pueden ser aire o gas, agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferentes contenidos de sólidos. Como consecuencia el uso de un fluido introducido por la sarta de perforación es reducido bruscamente en el área de circulación del fluido, se esta creando un cambio brusco de la velocidad del mismo. Por eso es necesario conocer bien; los fluidos base agua, aceite, perforación con aire, perforación con espuma, perforación aireada. Los fluidos de perforación pueden ser aire, gas, agua, lodo o combinaciones de los mismos, también se usa petróleo, diesel y fluidos sintéticos.
1.- Fluido Base Agua (WBM) Frecuentemente se usa agua para hacer el lodo. El agua conforma la parte o fase líquida del lodo. La cuadrilla le adiciona arcillas y otros aditivos especiales al agua para crear el lodo con las propiedades requeridas para llevar a cabo un buen trabajo. Por ejemplo, las arcillas le dan grosor o viscosidad. El agua usada puede ser dulce, agua de mar o salmuera. El tipo de agua a usar depende de su disponibilidad y de las propiedades que debe tener el lodo para perforar el hueco eficientemente. · Lodos Base Agua, WBM: · Lodos para comienzo del pozo, · Lodos de Polímero, · Lodos de Lignosulfonato, · Lodos de caliza y calcio, · Lodos KCl, · Lodos Saturados de sal, · Lodos de Glicol. Las diversas clases de lodo con base agua se clasifican en dos grupos: · Lodos No inhibidos:
· Donde no se requiere inhibición para controlar las formaciones hidratables o dispersables · Lodos inhibidos: · Donde se requiere inhibición para controlar formaciones dispersables o hidratables · Lodos no inhibidos: · Los lodos más sencillos base agua, son usualmente económicos. · Los lodos no inhibidos, ligeramente tratados se utilizan para : · Secciones Superiores de agujero, · Formaciones no reactivas. · Los componentes principales de estos fluidos son: · Arcillas de formaciones nativas, bentonita comercial, p olímeros · Adelgazantes orgánicos. · Lodos inhibidos: · Los lodos Inhibitorios reducen la interacción química entre las formaciones sensibles al agua y lodo, · El uso de inhibidores en fluidos de perforación base agua reduce el hinchamiento de las arcillas y lutitas reactivas (dispersables), · Inhibidores comunes: · Polímeros, · Cationes (tales como el ión potasio del KCl) · Glicoles . · Lodos de polímero: · Los polímeros naturales y sintéticos se utilizan rutinariamente para: · Viscosidad · Control de Filtración, · Inhibición de lutitas · Fluidos con altas concentraciones de cationes: · Un catión es un inhibidor de lodo como una sustancia, tales como una sal, agregadas al lodo de perforación para reducir la hidratación de las formaciones. · El intercambio de cationes ocurre · Cationes Inhibidores: · Sodio · Calcio · Potasio · Inhiben la capacidad de cationes · Sistema de fluido de Glicoles: · El proceso de opacidad: · El Glycol en solución se estabiliza mediante el enlace de hidrogeno y moléculas de agua con átomos de oxigeno presentes en la molécula de glicol, · El proceso de estabilización es la hidratación, · El proceso de opacidad es reversible con la temperatura.
· El proceso de opacidad con la temperatura:
INTEFLOW® EL PRODUCTO Sistema de emulsión aceite en agua (o/w), para ser usado como fluido de perforación, completación y rehabilitación de pozos. APLICACIÓN •Yacimientos de baja presión, Versión aireada para trabajos de rehabilitación,
versión entrecruzada como gel de fractura y fluido de forzamiento. VENTAJAS • Estabilidad térmica hasta 300 °F, Adecuada lubricidad, Reutilizable, Precios
competitivos
Fluidos Base Agua Lignosulfonato El sistema de fluido a base de lignosulfonatos, es ampliamente utilizado durante la perforación de hoyos a nivel somero. Su función principal es la de adelgazante evitando la floculación de las arcillas provenientes de la formación. A su vez, posee características inhibitorias que permiten controlar la hidratación de las arcillas perforadas. Los lignosulfonatos absorben las arcillas incrementando la carga superficial de la misma a niveles de pH entre 9 -10. Esto causa una repulsión entre las partículas coloidales de arcilla dispersando a las mismas, reduciendo los parámetros, como el punto cedente y la fuerza de los geles.
Fluido base agua BOREMAX® El sistema BOREMAX®, no disperso y de bajos sólidos, es un fluido de perforación único de agua dulce que compite con sistemas de emulsión inversa en términos de velocidades de penetración y estabilidad de pozo, mientras ayuda a los operadores a reducir al mínimo el impacto ambiental y ahorrar en costos de dilución y de eliminación. El sistema ofrece control económico del filtrado y ayuda a minimizar o prevenir la floculación térmica. Es fácil de manejar y se puede implementar exitosamente usando sólo equipo convencional de control de sólidos del equipo de perforación. Ayuda a reducir los requisitos de dilución, haciendo que el abastecimiento disponible de agua sea más eficiente, conservando un valioso recurso, y reduciendo el volumen de transporte y eliminación de desechos.
Aplicaciones: El fluido BOREMAX® funciona como los sistemas a base de aceite a un costo similar al de fluidos convencionales a base de agua, y permite que los operadores minimicen o eliminen daños al medio ambiente relacionados con la descarga de desperdicios sólidos, líquidos y aromáticos desde operaciones de perforación en tierra y en aguas internas. Tiene como principales características el bajo contenido de sólidos coloidales y su alta capacidad de inhibición.
Fluido base agua HYDROGUARD™.
El fluido a base de agua HYDROGUARD™ es un sistema libre de arcilla, diseñado para máxima inhibición de lutita en formaciones altamente reactivas como las tipo jumbo. El sistema HYDROGUARD™ puede suministrar estabilidad en el pozo de perforación, altas velocidades de penetración y propiedades reológicas aceptables sobre una amplia gama de temperaturas, con el beneficio adicional de permitir la descarga de recortes de acuerdo con las restricciones ambientales relativas a las bases de agua. Dado que no se utiliza ningún aceite en su formulación, el sistema HYDROGUARD™ elimina la necesidad de procesar recortes y de equipos de monitoreo. El sistema presenta un punto cedente muy estable y valores de esfuerzo de gel fuertes sobre toda la gama de temperaturas que se encuentran normalmente en la perforación en aguas profundas y sobre la plataforma continental. Estas características de desempeño son atribuibles en parte a la ausencia de arcilla comercial y a las poderosas propiedades inhibidoras del sistema. La química exclusiva de los polímeros que controla las propiedades reológicas, suministra disminución de su viscosidad con la velocidad de corte en la mecha para una perforación rápida, mientras se asegura la captura y remoción eficiente de los sólidos de perforación. El pozo se mantiene estable y calibrado, reduciendo la necesidad de frecuentes viajes cortos para limpiar.
2.- Fluido Base Aceite (OBM) En algunos casos, las condiciones de fondo de pozo hacen necesario agregarle aceite al lodo base agua, o usarlo en lugar de la misma como fase continua del lodo. Esto se conoce como lodo base aceite, y tienen muchas ventajas: Ventajas del lodo base aceite: Es bueno para ambientes de altas temperaturas debido a su base aceitosa. Bueno para perforación en formaciones lutiticas debido a que no que reacciona con las arcillas de la formación causando inestabilidad en el fluido. Casi siempre crea delgados revoques, lo cual reduce el riesgo de atascamiento de la tubería. Puede ser tratado y rehusado, así como ser empleado para largas corridas pudiendo con ello reducir los costos totales debidos a fluidos de perforación. Teniendo al aceite como fase externa funciona como buen lubricante, reduciendo con ello los torques de perforación. Es excelente para usarse en algunas áreas donde se enfrenta con problemas de hidratos como en perforaciones de aguas profundas.
Lodos Base Aceite (Emulsión Inversa): El lodo base aceite se refiere a lodos preparados en aceite con un porcentaje de 1 a 5% de volumen de agua, mientras que el lodo de emulsión inversa se usa para designara un lodo con más del 5% y hasta con 40% de volumen de agua; éste se puede dispersar y emulsificar con aceite. Estos fluidos son estables a altas temperaturas, inertes a la contaminación química y pueden ser densificados después de ser ajustada la relación aceite-agua. Estos tipos de lodo se utilizan en los siguientes casos:
• Formaciones con altas temperaturas • Formaciones con lutitas hidrófilas (arcillas deshidratadas) • Formaciones con anhidrita o yeso • Formaciones salinas • Formaciones con intercalaciones de asfalto • Formaciones solubles • Protección de arenas produ ctoras • Baches para liberar tuberías pegadas por presión diferencial • Zonas de alta presión
El uso de este tipo de lodos puede ocasionar, para los estudios en pozos exploratorios, algunos de los siguientes inconvenientes: • Alteración en los valores de l a cromatografía de los gases e hidrocarburos en las zonas de interés. • Imposibilidad de efectuar algunos tipos de registros geof ísicos (resistividad, potencial natural, echados, etc.); por la base aceite del lodo que afecta a la fuente de energía eléctrica de los registros. • Alteración de los análisis geoquímicos por la base aceite. • Apreciación de la fluorescencia en las muestras de canal y de núcleos.
INTOIL Sistema de fluidos de perforación base aceite. Disponible en dos versiones 100% aceite y emulsióninversa. Puede ser formuladoen gasoil o aceite mineral. APLICACIÓN: Perforación de pozos profundos en condiciones de alta temperatura y presión. VENTAJAS • Adecuado control de filtrado, Estable a temperaturas de hasta 400°F, Menor número y concentración de aditivos que otras formulación comerciales, Se desempeña como reductor de fricción cuando se aplica en conjunto con ORIMATITA® / en la actualidad sin competencia comercial. BIODOIL® EL PRODUCTO Aceite mineral refinado para fluidos de perforación, completación y rehabilitación. APLICACIÓN Son aceites minerales no tóxicos y biodegradables, especialmente concebidos para el diseño de fluidos de perforación, completación y rehabilitación de pozos de gas y petróleo. Son una alternativa de calidad, pensando en el medio ambiente, evitando daños sobre suelos, flora y fauna. 3.- Perforación con Aire Algunas veces el fluido de perforación es aire seco o gas natural. Cuando se perfora con aire, se usan compresores en lugar de bombas de lodo. Al perforar con aire o gas se previene el daño de formación y se evitan problemas graves por pérdidas de circulación, además el aire o gas hace que la broca perfore muy rápido.
Las condiciones de fondo de pozo deben ser las adecuadas para poder usar aire o gas. Por ejemplo, la broca no puede perforar fluidos de formación que contengan grandes cantidades de agua. El agua se mezcla con los cortes y el aire o gas, taponando el pozo.
4.- Perforación con Espuma Es una combinación agua o polímetro/bentonita mezclada con un agente espumante y aire de un compresor para formar las burbujas. Cuando en la formación que se está perforando hay presentes pequeñas cantidades de agua, un equipo especial puede inyectar la espuma dentro del flujo de aire. La espuma ayuda a separar los cortes y remueve el agua del pozo. FOAMDRILL EL PRODUCTO Espuma diseñada para ser utilizada como fluido de perforación y rehabilitación. APLICACIÓN • Yacimientos de baja presión o naturalmente fracturado • Temperatura menor de 300 °F
VENTAJAS • No tóxico y biodegradable, Alta capacidad de regeneración, 75 veces respecto a
sistemas comerciales disponibles en el mercado • Precio altamente competitivo en comparación a otros sistemas comerciales, Resistente a Contaminantes: sales, partículas y crudo.
5.- Perforación Aireada En algunos casos el operador del taladro puede usar lodo aireado, el cual al igual que la perforación con espuma, ayuda a prevenir derrumbes y taponamientos en el pozo. La perforación aireada usa lodo y aire, bombeándolos dentro del stand pipe al mismo tiempo. Presenta menos presión hidráulica y tendencia a fracturar formaciones débiles. Reduce perdidas de circulación en áreas muy porosas y con bajo gradiente de fracturas. Peso de 4 a 6 lb/gal. Permite alcanzar altas ratas de perforación. 6.- Lodos de Bajo Contenido de Sólidos : Se define como un lodo de perforación, terminación o reparación al que cumple ciertos requisitos de densidad, viscosidad y control de filtración con un contenido mínimo de arcilla. Dentro de este tipo de lodos se pueden nombrar los siguientes: gomas, asbestos finamente divididos, arcilla beneficiada, combinados (bentonita prehidratadalignosulfonato) y lodo no dispersivo. En áreas donde este tipo de lodos es aplicable, se obtienen grandes ahorros por: • Aumentar el grado de penetración. • Incrementar la vida de la barrena. • Mejorar la estabilidad el agujero.
Por otra parte, el uso de este tipo de lodos es delicado (por la estabilidad del pozo), por lo que deben tomarse ciertas consideraciones en su uso tales como: reducción del uso de bentonita para controlar la viscosidad y el filtrado, control del filtrado con polímeros orgánicos, y el uso de doble malla en las temblorinas para una mejor eliminación del recorte y del funcionamiento óptimo del eliminador de sólidos.
