1.- Defina: a. Humectante: Es un aditivo que permite humedecer al resto de los aditivos con aceite y no con agua. Es un surfactante Olioamídico graso y un emulsificante de agua en emulsión de aceite. Forma una emulsión ligera y deberá ser usado junto o como suplemento de emulsificante. Es agente humectante rápido en aceite en el tratamiento de sólidos humedecidos de agua. b. Fluido base aceite: Los lodos base aceite constituyen una emulsión de agua en aceite, es decir, una emulsión inversa donde la fase dispersa es el agua y la fase continua al igual que el filtrado, es el aceite. El agua no se disuelve o mezcla sino que permanece suspendida, actuando cada gota como una partícula sólida. c. Activador Polar: En el caso del lodo a preparar, el activador polar es el agua. Un activador polar es un aditivo que permite que la arcilla organofílica desarrolle una fluencia máxima. El tipo y cantidad de activador polar es muy importante, ya que poca cantidad de activador polar traerá como consecuencia insuficientes puentes de hidrógeno, resultando en menor viscosidad. Por el contrario, un exceso de activador polar provocará una disminución en la eficiencia de la arcilla. La optimización de la cantidad de activador polar redundará en una eficiencia óptima de la arcilla organofílica. c. Copolímero: substancia que se forma cuando dos o más substancias se polimerizan al mismo tiempo dando por resultado un producto que no es una mezcla de polímeros individuales, sino un complejo que tiene propiedades diferentes de cada polímero por separado. 2.- ¿Qué es una arcilla organofílica? ¿Cómo están compuestas? ¿Cuáles son sus características? Son aquellas usadas para aumentar la capacidad suspensiva de los lodos base aceite, las cuales además de aumentar la resistencia gel, aumentan la viscosidad y el punto cedente. Tienen una estructura bentonìtica que desarrolla un esfuerzo de geles, necesitan un aditivo polar como como por ejemplo el agua para desarrollar una fluencia máxima. Las arcillas organofilicas aumentarán las propiedades del cuerpo y suspensión a lodos base aceite a temperaturas elevadas. Estas arcillas requieren de un activador polar para desarrollar máximo rendimiento. Entre los activadores están: agua, metanol, carbonato de propileno y glicerina, siendo el metanol el más utilizado en los sistemas 100% aceite. Características * Provee viscosidad para la suspensión de los materiales densificantes sin aumentar la fase interna acuosa. * Tienen una estructura bentonìtica que desarrolla un esfuerzo de geles * Necesitan un aditivo polar como agua para desarrollar una fluencia máxima. * Las arcillas organofílicas aumentarán las propiedades del cuerpo y suspensión a lodos base aceite aun a temperaturas muy altas.
3.- ¿Qué es un sistema relajado? ¿Se puede considerar este sistema como relajado? Son fluidos emulsionados de manera menos estable, resultando en un filtrado más alto que ayuda a maximizar las velocidades de penetración. Estos sistemas económicos combinan las propiedades inhibidoras que son inherentes a los fluidos de perforación base aceite, con altas velocidades de penetración. En general no se usa ningún aditivo de filtrado en los sistemas relajados. Este sistema no puede ser considerado relajado, ya que básicamente esta estructurado en base a una emulsión estable, con aditivos controladores de filtrado y tasa de penetración considerables, características no representativas de un sistema relajado. 4.- Aplicaciones de los fluidos base aceite según su configuración. Tipos de lodo Base Aceite: Lodo base aceite con control de filtrado (sistema convencional): Se aplican en áreas con zonas de perdida de circulación o en formaciones con presión subnormal. Son sistemas bastante estables y resistentes a la contaminación y a altas temperaturas. Entre sus desventajas esta la disminución de la tasa de penetración y el alto costo inicial; para su preparación se puede utilizar aceite diesel o aceite minera. Ejemplo de estos sistemas: Invermul, Enviromul, Versadril, Versaclean. Lodo base aceite con relación 50/50: Este sistema se utiliza en zonas. ambientalmente sensibles, donde el descarte de ripios es problemático; de allí que la cantidad de aceite a usar se reduce, bebido a esto, la emulsión formada es poco estable y requiere de grandes cantidades de emulsificantes para poder mantener la estabilidad eléctrica entre 200-300 Voltios. Su costo de mantenimiento y el consumo de Cloruro de Calcio son altos. Lodo base aceite sin control de filtrado (sistema relajado): En su formulación no esta el emulsificante primario ni Lignito como controlador de filtrado,’ se logra mejorar la taso de penetración y minimizar costos iniciales del lodo, es un sistema poco estable a altas temperaturas y requiere un mayor consumo aceite. Lodo base aceite invertido. Se emplean en condiciones cercanas a una relación óptima entre las cantidades de petróleo y agua. Se usa para que el lodo tenga el mejor equilibrio entre viscosidad, pérdida de filtrado y estabilidad de emulsión. Lodo base aceite 100 %. Esta diseñado para recuperar núcleos en su estado original, sin alteración. Utiliza un emulsificante débil que tiene la habilidad de absorber el agua de la formación y emulsionarla de una manera efectiva en el lodo. Los emulsificantes y surfactantes fuertes causan daño a la
formación por bloqueo de emulsión. 5.- Describa cada uno de los aditivos que conforman el sistema. Vassa LP9O :Es un aceite mineral hidrogenado mediante procesos catalíticos, a altas condiciones de presión y temperatura; por lo que en su composición sólo entran hidrocarburos saturados de mediano y alto peso molecular. Es incoloro e insípido y posee un tenue olor. En vista de la pureza que posee, se le ha clasificado como “Aceite ambientalmente amigable”, por lo que se utiliza en pozos donde exista el inminente riesgo de contaminar aguas superficiales y/o subterráneas o la necesidad de disminuir el impacto ambiental en caso de derrames. Es muy estable bajo rangos muy amplios de temperatura. No tóxico. Representa la fase continua del lodo. Bentone 910: Arcilla organofílica que actúa como viscosificante y agente de suspensión de materiales sólidos, especial para lodos base aceite, emulsiones inversas y fluidos de completación. Adicionalmente actúa como controlador de filtrado y proporciona estabilidad reológica al lodo frente altas temperaturas. También es utilizada como acondicionador en lodos base aceite que han sido almacenados en tanques por largo tiempo. Las arcillas organofílicas están formadas por arcilla tipo bentonìtica, reaccionada con un compuesto orgánico de alta pureza. Activador Polar: En el caso del lodo a preparar, el activador polar es el agua. Un activador polar es un aditivo que permite que la arcilla organofílica desarrolle una fluencia máxima. El tipo y cantidad de activador polar es muy importante, ya que poca cantidad de activador polar traerá como consecuencia insuficientes puentes de hidrógeno, resultando en menor viscosidad. Por el contrario, un exceso de activador polar provocará una disminución en la eficiencia de la arcilla. La optimización de la cantidad de activador polar redundará en una eficiencia óptima de la arcilla organofílica. Brinvert FLP: Copolímero de origen sintético, compuesto de 25 % de estireno y 75 % de butadieno (hule sintético). Empleado como agente viscosificante y controlador de filtrado en fluidos base aceite o emulsionados. Posee una gravedad específica de 0.99. Cal hidratada: Hidróxido de calcio tratado con agua, es agregado al lodo para transformar los jabones sódicos en jabones cálcicos, sirve también para mantener la alcalinidad adecuada a la condición de perforación y un rango de pH en los niveles óptimos. Sirve también para combatir gases de CO2 y H2S. Z TROL 6OAT: Concentrado de baja toxicidad, emulsificante y agente humectante para sistemas base aceite. El Z TROL 60 AT es un emulsificante pasivo y humectante que previene las contaminaciones de agua en aceite en los fluidos de perforación. Mantiene estables las propiedades del fluido sin necesidad de usar emulsificantes o surfactantes fuertes. Ventajas: * Minimiza cambios en la humectabilidad de la formación.
* Efectivo en bajas concentraciones. * Efectivo con altas concentración de sales de cloruro de calcio y sodio en la fase dispersa del lodo. CaCO3: Es usado como agente de puenteo y/o material densificante en fluidos de perforación, de completación y workover. CaCO3 es 95 a 98 % soluble en ácido hidroclorhídrico, minimizando así el taponamiento permanente de la formación productora. CaCO3 está disponible en tamaños de fino a gruesa para proveer a tamaños de partículas necesarias para un puente efectivo del intervalo productor. CaCO3 es usado para prevenir invasión de fluidos en zonas permeables, y para prevenir la pérdida de circulación durante el workover, la completación y operaciones de perforación. Este puede ser usado para preparar una píldora con el propósito de su uso en la liberación de tubería. CaCO3 (fino) es usado como material densificante (gravedad específica 2,7) para fluidos de workover con densidad de 1666 kg/m3 (14 Ib/gal) ó menos. Barita: Es un mineral de sulfato de bario que se encuentra en la naturaleza como tal, es el agente densificante que se emplea más comúnmente para lodos. Su peso específico de 4.25 lo hace mucho más denso que la mayoría de los sólidos de perforación, tiene además la ventaja de ser inerte y no abrasivo. 6.- ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de un fluido polimérico 100% aceite? Ventajas: * Permiten perforar bajo balance, es decir, con este lodo se puede perforar con un peso menor al requerido con los lodos base acuosa. * Evita daños ambientales sobre suelo, flora y fauna. * Son muy resistentes a altas temperaturas. * Protegen contra la corrosión, gracias a su pH alcalino. * Reducen considerablemente los problemas de torsión y arrastre, debido a su alta Lubricidad. * No es afectado por la contaminación con sales. * Es resistente a contaminación con Yeso y/o Anhidrita. * Permite la toma de núcleos sin alteración del mismo. * Excelente estabilidad reológica, hasta por encima de 400ºF. * Resistentes al fuego. * Posee agentes antipérdidas de filtrado que reducen al mínimo la filtración. * Compatible con registros que no requieren lodos conductivos. Desventajas: * El trabajo con este tipo de lodo resulta peligroso para el personal del taladro. * La interpretación de los registros es más difícil. * El aceite solo no puede suspender los sólidos. * No se puede correr registros eléctricos debido a que no son conductores de electricidad. * La cantidad de cloruro de calcio para el control del lodo no debe llegar al nivel de saturación,
ya que ocasiona serios problemas de humectabilidad. * Son poco tolerantes a la contaminación con agua. * Presentan pérdidas de volumen en superficie debido a la gran adherencia del lodo con el ripio. * Dependiendo del tipo de aceite que se utilice, estos sistemas pueden llegar a ser muy tóxicos. * Bajas tasas de penetración. * Altos costos. 7.- ¿Por qué es recomendable realizar la prueba del filtrado API?. No es recomendable debido a que la prueba se realiza a temperatura ambiente y 100lpca; y para estos sistemas la fase continua del lodo es aceite; es decir, el filtrado será aceite, además esta posee una alta viscosidad en comparación con los lodos cuya fase continua es el agua, lo que hace difícil su filtración a las condiciones en que se realiza el ensayo por lo tanto no es recomendable realizar la prueba API. 8.- ¿Cuál es el principal contaminante de un sistema 100% aceite y que tratamiento es recomendado? El principal contaminante para este tipo de sistema es el agua. En caso de ocurrir una invasión de agua de la formación, se debe añadir cal viva en pequeñas concentraciones; la cual reacciona con el emulsificante para formar un detergente o especie de membrana monomolecular alrededor de cada gotita aislándola efectivamente de las demás a fin de devolver la estabilidad en la emulsión. También se puede añadir lodo virgen al sistema con la finalidad de diluir el agua presente y reducir la contaminación. En caso de que la presencia de agua en el sistema sea superior al 5% y los tratamientos aplicados no resulten, ocurrirá una conversión a un sistema inverso el cual presentara características totalmente distintas a las de un lodo 100% aceite. 9.- Antecedentes de los sistemas 100% aceite. Fue traído a Venezuela en 1989, por primera vez fue usado en Guafita 26 (Edo. Apure), para tomar muestras de núcleo impregnados de crudo. A Oriente llegó en el año 1991 y desplazó a todos los fluidos de perforación. Estos sistemas inicialmente usaban gasoil, hoy en día se usa Vassa que es un aceite mineral el cual no contiene compuestos aromáticos y no es dañino al ambiente. Actualmente este producto está siendo exportado a Brasil, Colombia y Argentina. Las excelentes propiedades de los sistemas base aceite, se encuentran limitadas por la alta contaminación generada durante el empleo de los mismos. Las estrictas políticas del Ministerio del Ambiente y la extrema sensibilidad de ambientes tales como lechos marinos y zonas pantanosas propiciaron la búsqueda de sistemas con excelentes propiedades capaces de producir poco o ningún impacto ambiental. Es así como los sistemas ecológicos surgen como una alternativa de los lodos base aceite. La línea de productos VASSA-LP constituida por una serie de aceites hidrotratados para la formulación de lodos de baja toxicidad, lanzó al mercado el sistema LP-120, diseñado para cumplir técnica y ambientalmente con las exigencias que demanda la industria petrolera de hoy en sus actividades de perforación. El conocimiento del uso de este sistema es poco.
El empleo de un fluido de perforación adecuado, a medida que se avanza en la perforación depende en gran parte del estudio de la analogía existente entre la formación y el lodo a utilizar, de los requerimientos típicos que se generan a ciertas profundidades , tales como la resistencia térmica y el control de filtrado, siendo en todo lo antes expuesto donde se fundamenta la importancia de la práctica realizada a través de la cual se determinaron y analizaron las propiedades y características de este sistema antes y después de aumentar la temperatura 10.- Compare los sistemas base agua con los sistemas base aceite. Lodo base aceite | Lodo base agua | Protege las arenas productoras, porque evita el hinchamiento de las arcillas por su bajo o nulo contenido de agua. | Debido al hinchamiento de las arcillas al entrar en contacto con el agua, produce algunos bloqueos parciales o totales de los espacios porosos. | Perforación rápida y sin problemas en zonas de arcillas sensibles al agua. | Las arcillas se vuelven fangosas cuando entran en contacto con el lodo de agua y produce que se disperse en el lodo o forme cavernas en el hoyo. | Estabilidad extrema en la perforación de pozos profundos y a altas temperaturas. | No son estables a elevadas temperaturas. Sus componentes se degradan con el incremento de la misma. | En la perforación de formaciones solubles la fase aceite no disolverá las sales, causando poca incidencia en las propiedades del lodo. | Presentan serias dificultades al perforar formaciones solubles, como sales de Na, K, y yeso, causando problemas de viscosidad, punto cedente , geles, filtrado, etc. | Resulta excelente para la toma de núcleos por tener poca invasión sobre estos. | Cuando lo lodos de agua son usados para tomar núcleos invasiones o expulsiones de agua destruyen parcial o totalmente el núcleo tomado. | Lodos anticorrosivos | Requieren inhibidores de corrosión o elevado ph para controlar la corrosión. | Impacto ambiental según el fluido que se ha utilizado. | Mínimo impacto ambiental. | Presenta poco problemas de asentamiento de la barita. | La preparación de estos lodos toman más tiempo y es más costosa. | 11.- ¿Cuáles son las precauciones que se deben tener en el manejo de un fluido 100% aceite? * Instruir al personal del taladro sobre el manejo y cuidados que implican estos sistemas así como su costo unitario. * El sistema de tanques activos de almacenamiento deben estar provistos de techos y lonas laterales para evitar contaminaciones de lluvias. * Todos los tanques activos y de reserva, junto a los tanques de almacenamiento de fluido deben ser bien lavados, para así remover cualquier tasa de gasoil o agua. esta también se aplica para líneas por donde va a circular el lodo. * Las válvulas con sello deben ser chequeadas y reemplazadas si es necesario para prevenir,
perdida de fluido o contaminación del lodo. * Destapar las escopetas sumergibles, de los tanques de lodo, verificando su operatividad, de ser necesario deben ser reparadas o sustituidas. * Hacer todas las modificaciones necesarias y establecer procedimientos de trabajo para minimizar las perdidas de fluido en superficie. 12.- ¿Qué efecto tiene la cal dentro de la formulación de estos sistemas? Principalmente es una fuente de alcalinidad la cual mantienen un pH óptimo para el eficaz desempeño de las propiedades de los componentes del sistema, además, la cal viva se utiliza en pequeñas concentraciones y reacciona con el emulsificante del sistema formando un detergente cuando se produce una invasión de agua proveniente de la formación, permite entonces evidenciar dicha invasión y proporciona estabilidad mientras se toman las previsiones, lo cual es muy importante en este tipo de lodos ya que son poco tolerantes a la contaminación con agua. 13.- ¿Si el filtrado HT – HP recogiese agua qué estará pasando? No se espera recoger agua ya que dentro de su composición no se encuentra este elemento, debido a que es un sistema 100% aceite cuya característica principal es no contener agua. De haber filtrado con agua estaríamos en presencia de un lodo contaminado. Los sistemas de base aceite 100% se desestabilizan si hay un exceso de agua en la formulación, debido a que el agua actuara para este caso como un sólido indeseable que provocara la degradación del lodo, este tipo de lodo no es preparado a base de agua pero admite hasta un 5 % si proviene de la formación. En el caso de obtenerse agua en el filtrado HT-HP nos referiremos al campo donde suceden los hechos reales y para tal hecho solo cabe decir que el lodo ha sido contaminado con el agua y la solución a este problema será añadir una cantidad adicional de emulsificante con el fin de crear una emulsión entre el agua y aceite, una vez que ocurra esto el lodo dejar de ser 100% aceite y pasara a ser un lodo base aceite emulsificado o agregar el suficiente aceite hasta que la concentración de agua sea menor al 5%. 14.- ¿Por qué estos sistemas son denotados como sistemas no ecológicos? Porque estos sistemas usan aceite mineral el cual no tiene compuestos aromáticos por lo tanto, no hacen daño al medio ambiente Este sistema elimina el impacto ambiental, es decir, presentan baja o nula toxicidad, ya que es biodegradable tanto en ambientes aeróbicos como en anaeróbicos, y es debido a que no contienen aromáticos, todo esto genera seguridad en el trabajo y aceptación por el medio ambiente.
Estos sistemas cumplen con estrictas regulaciones ambientales sin sacrificar el rendimiento de la perforación. Están basados en aceites sintéticos no tóxicos que actúan como fase continua de manera similar a los lodos de base aceite, en lugar de contener hidrocarburos aromáticos; y por lo tanto no eleva el nivel de hidrocarburos tóxicos en el lecho marino y terrestre. 15.- ¿A que se debe la ausencia de la Bentonita y cual elemento y porqué se reemplaza? A que la bentonita no se disuelve en aceite, es por esto que se reemplaza por el Bentone 910 que es una arcilla organofílica que cumple con la misma función 16.- ¿Por qué la presencia de Carbonato de Calcio y Barita juntos? En estos sistemas se utiliza Barita y Carbonato de Calcio debido a que cada uno de ellos cumple una función diferente en este sistema, es decir, que a pesar de que los dos son agentes que proporcionan peso en este caso el Carbonato de Calcio por ser agregado en pequeñas cantidades es utilizado para ayudar al control de filtrado gracias a su efecto ponteante que disminuye los riesgos de daño a la formación. En este caso se agregan grandes cantidades de barita porque es necesario alcanzar grandes densidades para contrarrestar las presiones de formación. 17.- Explique para que se mide la estabilidad ecléctica a un sistema 100% aceite y ¿Cuáles son los valores esperados? No se mide, esta prueba se hace en emulsiones agua en aceite, inversas, en este lodo no existen gotas de agua por lo tanto no va a haber pase de corriente entre el lodo, así que ni que le apliquen 10 000 mil voltios va a existir una estabilidad eléctrica en est
