TIPOS DE FLUIDOS DE PERFORACION
Básicamente existen tres tipos de fluidos de perforación: 1) Base Base aire aire o gas gas 2) Base ase agu agua a 3) Base Base ace aceit ite e En el primer primer caso caso aunq aunque ue el estado estado físi físico co no es líqui líquido do,, el aire aire o gas gas cumple cumplen n las funcion funciones es de enfria enfriar, r, lubric lubricar ar y limpiar limpiar la barrena. barrena. Tambié También n pueden pueden incluirse incluirse en esta esta clasifi clasificació cación n lodos lodos sólo con con aire y aire mezclado mezclado con agua o surfactante (agente estabilizador superficial). El segundo incluye lodos formados por agentes espumantes, cuya combinación puede ser sólo espuma, espuma con surfactante y espuma con polímero o bentonita. En el tercer tipo tipo el fluido principal principal es agua, que por sí misma misma constituye un fluido de perforación al cual se adicionan aditivos, polímeros o simplemente bentonita para mejorar sus propiedades. La mezcla más difundida es agua con bentonita, esta mezcla forma un lodo con características específicas de viscosidad Es indispensable considerar que el agua utilizada en cualquier etapa de la perforación será de la mejor calidad, es decir, deberá evitarse el uso de aguas tratadas o residuales que constituyen una fuente de contaminación. FLUIDOS GAS-AIRE Usando como fluido de perforación aire, gas natural, gases inertes o mezclas con agua, se han obtenido grandes gr andes ventajas económicas en secciones de rocas consolidadas donde difícilmente se encontrarían grandes cantidades de agua, pues un aporte adicional de líquido contribuiría a formar lodo, embotando la sarta, especialmente especialmente la broca el aire o gas seco proveen la mayor penetración LODOS ESPUMOSOS Fabricados mediante la inyección de agua y agentes espumantes dentro de una corriente de aire o gas creando un espuma estable y viscosa o mediante la inyección de una base gel conteniendo un agente espumante tienen el propósito de reducir la cabeza hidrostática y prevenir pérdidas de circulación en zonas de baja presión, además de incrementar la penetración. LODOS BASE AGUA La bentonita es usada para tratar lodos de agua fresca para satisfacer las necesidades reológicas del lodo así como para controlar las pérdidas de fluido sin embargo, no reducen la pérdida de fluido y no son estables a temperaturas superiores a los 150°F.
LODOS NO DISPERSOS Utilizados para perforar pozos poco profundos o los primeros metros de pozos profundos (lodos primarios), en la mayoría de casos compuesto de agua dulce, bentonita y cal apagada (hidróxido de calcio). LODOS DISPERSOS Muy útiles cuando se perfora a grandes profundidades o en formaciones altamente problemáticas, pues presentan como característica principal la dispersión de arcillas constitutivas, adelgazando el lodo. LODOS BAJOS EN SOLIDOS Son aquellos lodos en los cuales la cantidad y tipos de sólidos son estrictamente controlados. Estos no deben presentar porcentajes en volumen de sólidos totales por encima de 10% y la relación de sólidos perforados a bentonita, debe ser menor que 2:1. LODOS SATURADOS CON SAL Los sistemas saturados con sal tienen una concentración de cloruros cercana a 190,000 mg/l (saturada) y se usan para perforar formaciones de sal. Los sistemas de brackish o sistemas de agua de mar se refieren normalmente a sistemas de bajos niveles de sal. Los fluidos de agua salada normalmente se preparan con brackish ( agua de mar o fuentes de agua producida). Los fluidos se preparan con salmuera y cloruro de sodio seco (u otras sales como cloruro de potasio, el ión cloruro se usa para la inhibición de la lutita), cuando se adiciona sal se alcanza la salinidad deseada. Se usan varios productos especiales, como la atapulguita, almidón y algunos otros para incrementar la viscosidad del fluido, para mejorar las propiedades de limpieza del pozo y para reducir las pérdidas de fluido por filtración. LODOS CON MATERIALES POLIMERICOS Son aquellos base agua dulce o salada, que tienen incorporados compuestos químicos de cadena larga y peso molecular alto, que pueden contribuir al control de pérdidas de filtrado y de propiedades reológicas, estabilidad térmica, resistencia ante contaminantes, mantener la estabilidad de las formaciones atravesadas, etc. Entre los materiales poliméricos más usados están el almidón, la gomas de “Guar”, el lignito, la celulosa polianiónica, los poliacrilatos, los ácidos poliaminados y la metilglucosa, entre otros. La desventaja de los lodos con materiales poliméricos parece ser su alto costo LODOS DE CALCIO Altamente tratados con compuestos de calcio, catión divalente que inhibe el hinchamiento de las arcillas de las formaciones perforadas, muy utilizados para controlar arcillas fácilmente desmoronables. También resisten la contaminación con sal y anhidrita pero son susceptibles a la gelatinización y solidificación a altas temperaturas. Los ingredientes principales de los sistemas cálcicos, son la cal hidratada (hidróxido de calcio), yeso (sulfato de
calcio) y cloruro de calcio. FLUIDOS BASE ACEITE Los sistemas base aceite se usan en una gran variedad de aplicaciones donde se necesita estabilidad del fluido e inhibición en pozos con alta temperatura del fondo del pozo. Pozos profundos donde las pegaduras y estabilidad del pozo son un problema, estos fluidos consisten de dos tipos de sistemas: Los fluidos de emulsión inversa son emulsiones de agua en aceite con salmuera de cloruro de calcio como la base emulsificada y el aceite como la fase continua. Pueden contener hasta el 50% volumen de salmuera en la fase liquida. Los fluidos de emulsiones “relajadas” son aquellos fluidos que tienen bajas estabilidad eléctrica y altos valores de perdida de filtrado. La concentración de aditivos y el contenido de salinidad se varían para controlar las propiedades reológicas, las propiedades de filtración y la estabilidad de la emulsión Los fluidos base aceite son formulados con puro aceite como la fase líquida y son más utilizados como fluidos para cortar núcleos. Algunas veces estos sistemas utilizan agua de la formación en su preparación, sin adicionar agua o salmuera adicional. Los sistemas de puro aceite requieren gran cantidad de agentes para producir viscosidad (comúnmente ácidos grasos y derivados de aminas) FLUIDOS SINTÉTICOS Estos fluidos están diseñados como los fluidos base aceite respecto a su rendimiento, sin los peligros ambientales. Los tipos primarios de fluidos sintéticos son los ésteres, éteres, Poli alfaolefinas y alfa olefinas isomerizadas. Estos materiales son ambientalmente amigables, y pueden descargarse costa afuera y son biodegradables. Aire seco para perforar, el cual involucra la inyección de aire seco dentro de las paredes del pozo a velocidades capaces de proporcionar velocidades anulares que pueden remover los recortes La niebla de perforación involucra inyección de un agente espumante dentro de la corriente de aire, el cual se mezcla con el agua producida y cubre los recortes para que estos sean removidos Fluidos aireados, son los fluidos a los que se les inyecta aire (el cual reduce la cabeza hidrostática) para remover los sólidos FLUIDOS DE TERMINACION Un fluido de terminación o para reacondicionamiento de un pozo, es cualquier fluido que tenga contacto con la formación productora después de concluir su etapa de perforación.
FLUIDOS BASE AGUA • El agua dulce. • Las soluciones son compuestos de productos químicos que no se separan del agua aunque ésta quedara estática por un tiempo prolongado. Entre ellas se encuentran las salmueras que pueden ser de cloruro de sodio, cloruro de calcio, cloruro de potasio y otras. Sin embargo estos se pueden constituir un riesgo para el entorno ecológico. • Las emulsiones son fluidos cuya fase continua es el agua y la discontinua o emulsificante es el aceite. • Los lodos son formados por una suspensión de sólidos como son las arcillas, la barita y los ripios de la formación en cualquiera de los líquidos anteriores. En ocasiones se les agrega ciertas sustancias químicas según se requiera para mejorar o modificar las propiedades generales. FLUIDOS BASE ACEITE • El aceite en su componente principal debe contener menos de un 10% de agua emulsionada en una composición general. Este fluido podrá ser aceite mineral o diesel. El uso no provoca daños a los intervalos abiertos pero está limitado su empleo para pozos de baja presión. Deberán tenerse los equipos adecuados para extinguir fuegos y en lugares de fácil acceso. • La Emulsión Inversa en estos fluidos el aceite es la fase continua y el agua dulce o salada es la fase discontinua. En su composición el contenido de agua es mayor al 10% y su estabilidad dependerá de estos componentes los agentes de suspensión, agentes humectantes y emulsificantes, agentes de control de filtración, reductores de viscosidad, cantidad y tipo de material sólidos para aumentar su densidad. • La Emulsión directa en este caso el agua constituye la fase dispersa (continua) y el aceite forma la fase discontinua. Al agregarle determinados agentes de suspensión permiten elevadas viscosidades y poder de suspensión, para lo cual deberán atendérseles constantemente en su tratamiento, evitando durante su preparación que no se excedan materiales sólidos que provoque taponamiento en la formación. FLUIDOS SINTETICOS CON POLIMEROS Estos lodos incorporan químicos generalmente de cadena larga de alto peso molecular, son efectivas en el incrementando viscosidad, reduciendo pérdidas de filtrado y estabilizando la formación. Varios tipos de polímeros están disponibles para este propósito, incluyendo bentonitas extendidas las cuales tienen una alta solubilidad al ácido que las bentonitas y por lo tanto reducen la cantidad de arcilla necesaria para mantener viscosidad. Biopolímeros y polímeros de enlace cruzado son normalmente usados. Son fluidos preparados con polímeros orgánicos de fase continua como los esteres, los éteres, las poliaolefinas, los glicoles. Estos fluidos se diseñaron
como una alternativa para mejorar los lodos de aceites con la finalidad de superar el impacto negativo en el entorno ecológico. En su preparación contienen los mismos componentes que los de base aceite, adicionándoles otros productos químicos para mantener sus características y propiedades requeridas. GASES Los Gases secos lo componen el aire, el gas natural, los gases de escape, los gases de combustión (dióxido de carbono (CO2), metanol (CH4), nitrógeno (N2). • Las nieblas se forman de pequeñas gotas de agua o lodo arrastradas en una corriente de aire. • Las espumas son una composición de burbuja de aire arrastradas y rodeadas por una película de agua que contiene un agente estabilizador superficial (surfactante) para la espuma. • Las espumas estables en su mayoría son espumas formadas por materiales que fortalecen la película, como son los polímeros orgánicos y la bentonita. • Sin duda el gas natural obtenido de las mismas zonas producidas puede utilizarse para perforar áreas depresionadas o expuestas a pérdida de circulación. En este caso el pozo queda controlado solo por la contra presión de superficie. Sin embargo su manejo es extremadamente peligroso e inflamable, además de requerirse unidades de alto volumen y alta presión. No es recomendable su aplicación si no se tiene las condiciones de seguridad que establecen los reglamentos. • Para las etapas de terminación del pozo, durante la estimulación y prueba de los intervalos perforados, el uso del gas nitrógeno es el que se utiliza. Siendo un gas inerte, posee varias cualidades que lo hacen confiable. Químicamente no dañará la formación, además permitirá hacer un barrido en el tramo perforado al someterlo a prueba de producción.
MATERIA: TÍTULO: UNIVERSITARIOS: CARRERAS:
NATURAL
PGP - 211 FLUIDOS DE PERFORACION POMA MAMANI JOSE LUIS ING. PETROLEO Y GAS
FECHA:
8 DE MARZO
Sucre – Bolivia
