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RESUMEN. Uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la Ingeniería de Perforación de pozos son las pérdidas de circulación. Estas pueden presentarse cuando se está perforando, al estar efectuando viajes, o al bajar la tubería de revestimiento y durante las cementaciones. Después de tener una pérdida de circulación, el nivel del fluido en el espacio anular puede bajar y estabilizarse hasta cierto nivel dependiendo de la presión de la formación o llegar a perderse el fluido totalmente, esto se traducen en tiempo, costos y en casos extremos, en la apertura de ventanas y hasta la pérdida total del pozo. Derivado de la necesidad que existe de controlar las perdidas de circulación durante la perforación de pozos exploratorios y de desarrollo de la División Marina en formaciones someras poco consolidadas, depresionadas y arenosas, se desarrollaron las alternativas de solución, mediante la evaluación de las perdidas del fluido de perforación y la aplicación del procedimiento operativo de control de perdidas de circulación propuesto por dicha División. Además se presentan los resultados de las pruebas realizadas a los diferentes obturantes utilizados en la División evaluados en un Modelo Físico que simula las zonas de perdidas de circulación en arenas no consolidadas, desarrollado por el área de perforación y operación de pozos del Instituto Mexicano del Petróleo-Sede. INTRODUCCIÓN. Los problemas generados durante la perforación en zonas con pérdidas de circulación, origina que el nivel del fluido en el espacio anular y en las presas de lodo baje. La magnitud de la pérdida puede variar desde un leve descenso del nivel de las presas, hasta la ausencia total de flujo en la línea de flote, siendo ésta última situación la más problemática. Esto se traducen en tiempo, costos y en casos extremos puede incluso llegar a ser la causa por la cual se abandone el pozo. Debido a lo anterior, en cuanto se presente este

evento, se requiere atacar de inmediato y la mejor solución dependerá de la efectividad de aplicación del procedimiento, de los materiales empleados para su control y de la información con la que se cuente. Por lo anterior y con el objetivo de resolver los problemas generados por las pérdidas de circulación en pozos costa afuera, la Subgerencia de Ingeniería, personal operativo de División Marina, especialistas de las compañías de fluidos y de las cementadoras y el Instituto Mexicano del Petróleo implementó un taller, en donde se realizaron estudios de las condiciones de perdidas de circulación con el fin de comprender y dar solución de la problemática. De los resultados de este taller, se elaboró un procedimiento operativo para el control de pérdidas superficiales homologado y avalado por los especialistas y una metodología tendiente a evaluar los materiales obturantes utilizados para el control de la perdida del fluido previo a su utilización en el pozo. Se estima que el 50% de las pérdidas de circulación en la perforación de pozos, podrían controlarse utilizando buenas prácticas de operación y con el buen uso de los fluidos de control. (Lummus, J.L (1966)). ANTECEDENTES. Se han observado que existen diferentes formas de atacar las pérdidas de circulación en las formaciones someras y no se tiene un procedimiento unificado para resolverlas. Durante el desarrollo del taller se elaboró el procedimiento operativo enfocado al control efectivo de este tipo de pérdidas, utilizando las mejores prácticas operativas avaladas por especialistas calificados. La tabla 1.0. presenta el resumen de los materiales y volúmenes utilizados en los intentos de control en

EVALUACIÓN DE LA EFECTIVIDAD DE LOS OBTURANTES EMPLEADOS PARA EL CONTROL DE PÉRDIDAS DE

CIRCULACIÓN EN ZONAS ARENOSAS DE LA DIVISIÓN MARINA.

Gustavo Espinosa Castañeda**, José Manuel Pavón Preve*, David Velásquez Cruz**, Israel Islas Zacarías**, Zaira González Monroy*, Diego Bautista Pastrana,

**Gustavo A. Santa Torrelas PEMEX-E&P, PMP, División Marina**, jpavon@pep.pemex.com, Instituto Mexicano del Petróleo-DEEP*, Perforación y Operación de pozos –SEDE.

Copyright 2005, CIPM. Este artículo fue preparado para su presentación en el cuarto E-Exitep 2005, del 20 al 23 de febrero de 2005 en Veracruz, Ver., México. El material presentado no refleja necesariamente la opinión del CIPM, su mesa directiva o sus colegiados. El artículo fue seleccionado por un comité técnico con base en un resumen. El contenido total no ha sido revisado por el comité editorial del CIPM.

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siete pozos seleccionados para este estudio, mostrando los días perdidos, los volúmenes utilizados, los obturantes, los Tapones Diesel Bentonita (TDB) y los Tapones por Circulación (TxC).

La tabla 1.0. Resumen de los materiales y volúmenes utilizados. Las profundidades en las que se presentaron las perdidas de circulación están comprendidas entre 800 y 1500 metros de profundidad, como se ve en la grafica 1.0. y los volúmenes (m3) perdidos de lodo de perforación presentados en la grafica 2.0. originan que sea necesario minimizar las perdidas de circulación y que se actué de inmediato, a través de la elaboración de dicho procedimiento, el desarrollo del modelo físico y la metodología de evaluación de los materiales obturantes utilizados para sellar la formación antes de bombearlos al pozo.

Grafica 1.0. Profundidades más recurrentes de pérdidas de circulación

Grafica 2.0. Profundidades más recurrentes de pérdidas de circulación DESARROLLO En este trabajo se definió que se deben realizar las siguientes consideraciones para la planeación y diseño de pozos: I. Consideraciones para el diseño de pozos donde se esperan pérdidas de circulación en formaciones someras. I. Propiedades de la Formación. 1. Gradiente de Fractura. 2. Gradiente de Temperatura. 3. Presión de Poro. 4. Profundidad de las etapas. 5. Sección Sísmica Estructural conteniendo fallas, plegamientos, discordancias o eventos geológicos esperados, ubicando las posibles formaciones arenosas. 6. Porosidad y Permeabilidad. 7. Fluidos contenidos en la roca (gas, agua, aceite) II. Evaluar el sistema de lodo que se utilizará (Bentonítico, DrillPlex, Afrones, E.I., Polimérico Programar la densidad del lodo, 100 psi. arriba de la presión de poro considerando Densidad Equivalente de Circulación (DEC). Determinación de los paramentos reológicos.

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♦ Viscosidad Plástica, Viscosidad aparente, Punto de Cedencia, Gel a 10 minutos, Gel a 30 minutos. ♦ Los equipos de medición de las propiedades físicas y reológicas del fluido deben estar correctamente calibrados. III. Condiciones de Operación ♦ Velocidad de Penetración controladas para garantizar el control de la Densidad Equivalente. ♦ Cuando se circule el tiempo de atraso, no se debe mantener la sarta en una sola posición, para evitar erosión en las paredes. ♦ Contar con suficientes refacciones para los Equipos de Control de Sólidos (mallas, centrífugas, desarenadores, etc.). ♦ Considerar el ensamble de perforación para el manejo de obturantes y tipo de fluido; Motor de fondo y Herramientas de medición, MWD, LWD. ♦ Antes de iniciar la circulación se deberá romper el gel del lodo rotando la sarta, posteriormente meter la bomba paulatinamente, evitar romperla con las bombas. ♦ La velocidad de introducción de barrena en agujero descubierto debe ser controlada. IV. Condiciones para lograr buen enjarre. ♦ El espesor óptimo de enjarre debe ser entre 0.5 a 1.5 mm. ♦ La fórmula ideal es utilizar bentonita de calidad y polímero en la concentración necesaria. ♦ Uso de asfaltos. ♦ Buen uso y mantenimiento del equipo de control de sólidos. V. Información Adicional ♦ Pozos de Correlación. ♦ Programa direccional (se deberá desviar en formaciones arcillosas limpias y no en intercalaciones de arena.) ♦ Todos los programas deben considerar las Pruebas de Goteo 30 m abajo de la zapata. PROCEDIMIENTO OPERATIVO PARA CONTROL DE PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN EN ARENAS SUPERFICIALES.

A continuación se presenta el diagrama de flujo que es la base del procedimiento.

Se presenta Pérdida de Circulación

Parar la perforación

Revisar conexiones superficiales

Cuantificar la pérdida

Aceptable 5-10%

Moderada30-60%

Parcial10-30%

PérdidaTotal

Severa60-90%

SIPozo Fluye?

NO

Controlar la perdida y el pozo

A

Revisar reología del fluido

Se presenta Pérdida de Circulación

Parar la perforación

Revisar conexiones superficiales

Cuantificar la pérdida

Aceptable 5-10%

Moderada30-60%

Parcial10-30%

PérdidaTotal

Severa60-90%

SIPozo Fluye?

NO

Controlar la perdida y el pozo

A

Revisar reología del fluido

Diagrama 1.0. Base del Procedimiento Operativo Una vez que se ha detectado o que se tenga la sospecha de una pérdida de fluido de perforación se tendrá que seguir el siguiente procedimiento: 1. Parar la perforación y evaluar. Observar el recorte de formación y definir las características físicas de la arena, (tipos de formación, material cementante, tamaño, color, consistencia, forma, etc.). Analizar los pozos de correlación. 2. Revisar las conexiones superficiales para desechar posibles fugas o mal manejo de equipo. 3. Revisar las condiciones reológicas del fluido, debido a que éstas afectan directamente las caídas de presión, incrementando la DEC. 4. Evaluar la pérdida: a. Si la pérdida es aceptable 5 - 10 % del lodo bombeado. i. Bajar el gasto para reducir la densidad

equivalente de circulación (DEC). ii. Parar la bomba y verificar el nivel del lodo: • Físicamente, bajar un dispositivo para verificar el espejo. • Volumétricamente, llenar el pozo con un fluido de menor densidad (agua o diesel), calcular la densidad equivalente:

HDHDHDE 2211 +

=

4

DE = densidad del lodo que soporta la formación sin pérdida. H1 = altura calculada que llenó el lodo/agua con densidad D1 bombeado por el E.A. H2 = H- H1 = altura ocupada por el lodo original de densidad D2 H = Profundidad total vertical del pozo. i. Acondicionar lodo y ajustar la densidad. Importante evaluar el contenido de sólidos y reología. ii. Se recomienda utilizar baches de barrido de 10 m3 observando cada hora la efectividad (en función al diámetro del agujero) con concentración de 28 a 30 kg/m3 de obturante: Fibra celulósica (Barofibre, Mix), Steel Seal - Baroid. En viaje a superficie considerar dejar un bache en la zapata. iii. Bajar la velocidad de penetración (ROP) con el fin de no incrementar la densidad equivalente en el espacio anular por acumulación de recortes (no se deben pasar las 100 psi de densidad equivalente, pérdidas por fricción + incremento de densidad por recortes).

�EA = Densidad en E.A. gr/cm3 ROP = Velocidad de penetración, min/m Q = Gasto del lodo, gpm ��P = densidad del lodo, gr/cm3 D = Diámetro del agujero, in iv. Recalcular la hidráulica con toberas más grandes, con el fin de no inducir fracturas por impacto hidráulico y mejorar la limpieza del agujero. v. Si continúa la pérdida luego de reiniciar la perforación evaluar si se debe continuar perforando ó se continúa obturando, o en algunos casos pueden ser ambas. b. Cuando existe perdida parcial entre 10 - 30 % i. Parar la perforación y levantar la barrena a la zapata.

ii. Se realizan los pasos de a-i …a-iii iv. Se recomienda utilizar baches de barrido en la zona de pérdida de 10 m3 observando cada hora la efectividad, con concentración de 82 a 120 kg/m3 de obturantes que contengan fibras, hojuelas y gránulos, Steel Seal, Mix, Barofiber, UltraSeal. En viaje a superficie considerar dejar un bache en la zapata. v. Considerar los Sistemas: FracAttack, FlexPlug, HydroPlug, NSqueeze, NPlex., Form A Set. Magna Plus, Flow Guard, MPC01-IMP. vi. Si no da resultado considerar TDB, los volúmenes serán en base a la geometría interior para el diseño de densidad y concentración. vii. Posteriormente se sugiere una combinación Tapón Diesel Bentonita Cemento (TDBC) viii. Por último considerar la colocación TxC de alta resistencia compresiva, con lechada de densidad similar a la del lodo para no romper la formación. Para el diseño del cemento considerar que la temperatura de la formación disminuye debido a la perdida de circulación. ix. Evaluar si se continúa perforando o si se busca un punto de asentamiento de TR. c. Cuando existe pérdida moderada entre 30- 60% i. Parar la perforación y levantar la barrena a la zapata para evitar atrapamiento por empacamiento de recortes. ii. Se realizan los pasos de ai …aiii iv. Se recomienda utilizar baches de barrido en el fondo de 10 m3 observando cada hora la efectividad, con concentraciones de 140 - 150 Kg/m3 de obturantes que contengan fibras, hojuelas y gránulos además Mica y CaCO3: Barofibre, Baracarb, MicaTex, Steel Seal, CruSeal, Mix. En viaje a superficie considerar meter un bache en la zapata. v. Posteriormente se consideran los Sistemas: FracAttack, FlexPlug, HydroPlug, NSqueeze, NPlex., Form A Set. Magna Plus, Flow Guard, MPC01-IMP, MudSave vi. Si no da resultado considerar TDB, los volúmenes serán en base a la geometría interior para el diseño de densidad y concentración. vii. Posteriormente se sugiere una combinación Tapón Diesel Bentonita Cemento (TDBC).

2

2

13.0)(33.0)(DQROPDQROP TP

EA ++

=ρρ

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viii. Por último considerar colocar TxC de alta resistencia compresiva, con lechada de densidad similar a la del lodo para no romper la formación. Para el diseño del cemento considerar que la temperatura de la formación disminuye debido a la perdida de circulación. ix. Evaluar si se continúa perforando o si se busca un punto de asentamiento de TR. d. Perdida severa entre 60 y 90% i. Para la perforación y levantar la barrena a la zapata para evitar atrapamiento por empacamiento de recortes. ii. Se realizan los pasos de ai …aiii iii. Se recomienda utilizar baches de barrido de 10 m3 con tubería franca, observando cada hora la efectividad con concentraciones de 200 Kg/m3 de obturantes: Baracarb (CaCO3), SteelSeal y Mix. En viaje a superficie considerar meter un bache en la zapata. iv. Considerar los sistemas: FlexPlug W, FracAttack, FlexPlug, HydroPlug, NSqueeze, NPlex, Form A Set, Magna Plus, Flow Guard, MPC01- IMP, MudSave. v. Si no da resultado utilizar TDB, los volúmenes serán en base a la geometría interior para el diseño de densidad y concentración. vi. Posteriormente se sugiere una combinación Tapón Diesel Bentonita Cemento (TDBC). vii. Por último considerar colocar TxC de alta resistencia compresiva, con lechada de densidad similar a la del lodo para no romper la formación. Antes de su colocación utilizar un bache viscoso de soporte (300 o mas seg. marsh). Para el diseño del cemento considerar que la temperatura de la formación disminuye debido a la perdida de circulación. viii. Evaluar si se continúa perforando o si se busca un punto de asentamiento de TR. e. Pérdida Total i. Parar la perforación y levantar la barrena a la zapata para evitar atrapamiento por empacamiento de recortes. ii. Se realizan los pasos de ai …aiii iv. Se recomienda utilizar baches de barrido de 10 m3 con tubería franca, observando cada hora la

efectividad con concentraciones de 200 -300 Kg/m3 de obturante mientras se espera el sistema especial a utilizar. Además se recomienda usar Bentonita y Cal (para crear un sello), Baracarb (CaCO3), SteelSeal y Mix. En viaje a superficie considerar meter un bache en la zapata. v. Luego utilizar sistemas conforme a los procedimientos recomendados por la Compañía de Servicios para pérdida total: FlexPlug W, FracAttack, FlexPlug, HydroPlug, NSqueeze, NPlex, Form A Set, Magna Plus, Flow Guard, MPC01 - IMP, MudSave. vi. Si no da resultado utilizar TDB, considerar geometría interior para el diseño de densidad y concentración. vii. Posteriormente se sugiere una combinación Tapón Diesel Bentonita Cemento (TDBC). viii. Por último considerar colocar TxC de alta resistencia compresiva, con lechada de densidad ligeramente mas alta a la del lodo para no romper la formación (sistema Flow-Check, cemento Howco, Tixofill BJ. Antes de su colocación utilizar un bache viscoso de soporte (300 o mas seg Marsh) o MPC01-IMP. Para el diseño del cemento considerar que la temperatura de la formación disminuye debido a la perdida de circulación. ix. Evaluar si se continúa perforando o si se busca un punto de asentamiento de TR. MODELO PARA EVALUAR EL MATERIAL OBTURANTE. La metodología para determinar la capacidad de obturamiento de los materiales y verificar si son apropiados para las condiciones presentes en el pozo antes de introducirlos al mismo, inició con la evaluación de parámetros como: propiedades de la formación, el fluido de perforación, geopresiones y la presión diferencial. La determinación de estos parámetros permitió extrapolar a nivel laboratorio las condiciones presentes en el pozo y de esta manera evaluar los materiales para perdidas de circulación. La metodología establece lo siguiente: 1. Caracterización y correlación de las zonas de pérdidas. 2. Determinación de la Porosidad 3. Determinación de la granulometría

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4. Determinación de la garganta poral 5. Determinar la presión diferencial para definir la ventana operacional del fluido de perforación. 6. Análisis de las geopresiones para definir el origen de las pérdidas 7. Modelación física del proceso de inyección 8. Evaluación de cada uno de los materiales obturantes 9. Evaluación y optimización de las mezclas de los materiales obturantes

NÚCLEO # 1 @ 1320 m.

NÚCLEO # 2 @ 1500 m.

GR

1250

1300

1350

1400

1450

1500

1550

0 20 40 60 80 100

______ GR (API)

GR

CALIPER

1250

1300

1350

1400

1450

1500

1550

10 20 30

CALIPER

PERDIDA TOTAL

PERDIDA SEVERA

PERDIDA PARCIAL

NÚCLEO # 1 @ 1320 m.

NÚCLEO # 1 @ 1320 m.

NÚCLEO # 2 @ 1500 m.

NÚCLEO # 2 @ 1500 m.

GR

1250

1300

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1550

0 20 40 60 80 100

______ GR (API)

GR

CALIPER

1250

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1350

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1500

1550

10 20 30

CALIPER

GR

1250

1300

1350

1400

1450

1500

1550

0 20 40 60 80 100

______ GR (API)

GR

CALIPER

1250

1300

1350

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1500

1550

10 20 30

CALIPER

PERDIDA TOTAL

PERDIDA SEVERA

PERDIDA PARCIAL

PERDIDA TOTAL

PERDIDA SEVERA

PERDIDA PARCIAL

Figura 1.0 Correlación de zonas de pérdidas con muestras de núcleos y registros La caracterización y correlación de las zonas de pérdida tiene como objetivo recopilar la información más relevante de las condiciones a las que ocurrieron perdidas de circulación en pozos de correlación (figura 1.0) e identificar en profundidad los puntos de muestreo para determinar porosidad, granulometría y altura de garganta poral y así poder seleccionar el tamaño de grano de obturante capaz de puentear los poros del modelo. El material de estudio fue recopilado de los pozos exploratorios Malah 1, Ajal 1, Chukua 1 y Pixan 1. Porosidad

Se obtuvo una porosidad en forma cualitativa del orden del 25% al 32% de muestras de los pozos Ikim 1 y Malah 1 con el fin de obtener un modelo físico con las mismas características de granos de arena que asemejen la porosidad obtenida.

Fig. 2.0. Determinación de Porosidad

Granulometría De las pruebas realizadas, se determino que la mayor cantidad de grano, varía de 0.253 mm y 0.841 mm, en promedio de muestras de los pozos Ikim 1 y Malah 1 con el fin de obtener un modelo físico con las mismas características de granos de arena que asemejen la granulometría obtenida. Determinación de la garganta poral A través del Microscopio Electrónico de Barrido, se obtuvo la garganta poral de muestras de los núcleos 1 y 2 @ 1320m y 1500m del pozo Ikim 1, se observa una garganta poral que varía de 1 a 40 micras y de 1 a 5 micras respectivamente Para el pozo Malah 1, se obtuvo de las muestras de los núcleos 1 y 2 medido en los intervalos [618-627 m] y [950-959 m] una garganta poral de 1 a 150 micras y de 1 a 100 micras respectivamente (figura 3.0). con el fin de obtener un modelo físico con las mismas características de granos de arena que asemejen la garganta poral obtenida y así poder seleccionar el tamaño de grano de obturante capaz de puentear la garganta poral del modelo.

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Fig. 3.0 Imágenes del microscopio de barrido electrónico del núcleo 1(A) del Pozo Malah 1. Análisis de las Reopresiones Con el objeto de definir el origen de las de pérdidas si son naturales o fueron inducidas debidas a la densidad del fluido de perforación utilizado, se efectúo el análisis de las geopresiones de los pozos AJAL-1, CHUKUA-1, IKIM-1, MALAH-1 y PAKAL-1(figura 4.0).

Fig. 4.0 Presiones de poro, de fractura y densidad de lodo de los Pozos Ajal-1, Chukua-1, Ikim-1, Malah-1 y Pakal-1. El análisis se realizo con los registros eléctricos en agujero abierto, utilizando tanto los registros de resistividad como las de tiempo de transito para efectos de obtener las presiones de poro y fractura. La densidad del fluido fue obtenida utilizando los reportes diarios de perforación y graficados estos conforme a la profundidad. Se considero la DEC. En las gráficas se puede observar que la presión en términos de densidad del fluido de perforación no sobrepasa la presión de fractura de la formación, por lo que se descarta que las perdidas del fluido sean inducidas. Simulador Físico SP-1RA. El Simulador Poroso SP- 1RA (figura 5B), es un Modelo Físico que simula un espacio anular tubería-formación de 2” y la formación misma, la cual esta constituida por arenas de granulometría semejante a la de las formaciones de zonas de perdidas, obtenida. La porosidad del modelo es del orden del

35 a 42% y el grano de arena varia de 0.28 a 3.0 mm. Este modelo va instalado en el sistema obturometro (figura 5A) el cual simula el sistema de circulación del fluido y la tubería de perforación y al circular el bache con material obturante a través de la tubería por el espacio anular, se crea el sello o puenteo y los poros formados con la arena son obturados. El Modelo esta diseñado para soportar altas presiones de prueba con el objeto de realizar pruebas considerando presiones diferenciales y para determinar la capacidad de resistencia de los materiales obturantes.

Bomba Represionamientos

Modelo SP-1RA

Obtumetro

Presa RecolecciónPresa Succión

(A)

Fig. 5. A. Sistema obturometro simulador del medio

poroso SP-1RA,

(B)

Fig. 5. B. Modelo SP-1RA,

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( C ) Fig. 5. C. Instrumentos del modelo SP- 1RA. RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE LOS MATERIALES OBTURANTES. En la tabla 1.0. del anexo (a) se observan los resultados obtenidos de las pruebas realizadas a los materiales obturantes evaluados, de donde se obtiene que para los obturante Mix II fine y Steel Seal, en concentraciones del orden de 50 a 140Kg/m3, No tiene capacidad de resistencia ni controla las perdidas del fluido, el material Mix II medio se logra reducir la pérdida del fluido en un 6.49%, que no es significativo con respecto al volumen bombeado, el obturante Barofibre con concentraciones mayores a 110 Kg. /m3, reduce hasta un 40% el volumen de perdida si se mantiene la presión a 200 psi, siendo este obturante el que arrojo mejores resultados de las pruebas. Las pruebas con el material obturante N-Squeeze se realizaron sólo con una concentración del 10 Kg. /m3, debido a su alta viscosidad es difícil bombearlo y con dicha concentración no se logro obturar. Con lo que respecta a las mezclas de los materiales obturantes, como se observa en la taba 2.0 del anexo (a) se obtiene que la mezcla que consta de los materiales BARO-FIBRE, MIX II MEDIO Y FINO son de bajo desempeño con concentraciones de 60 a 100 Kg/m3, no logra obturar satisfactoriamente como se ve en las figuras (a) y (b) del anexo (b) y la

de mejor desempeño se obtuvo con concentraciones de 140 a 200 Kg/m3 alcanzando una presión hasta de 600 psi sin obtener volumen perdido desde que se inicia el represionamiento figuras (C) y (D) del anexo (b). CONCLUSIONES ♦ El no contar con una metodología para control de perdidas de circulación genera perdidas de dinero. ♦ Se debe analizar la información disponible para prever perdidas de circulación con buenas prácticas operativas. ♦ De la obtención de las geopresiones, se puede observar que la presión en términos de densidad del fluido de perforación no sobrepasa el gradiente de fractura de la formación pero en pruebas de disolución que se realizo a la muestra del núcleo medido en el intervalo 617-628 m, se observa que es demasiado soluble al grado de disolverse en menos de un minuto sin agitación y al tacto es demasiado deleznable. ♦ De los resultados obtenidos de la granulometría, se desarrollo y adapto el nuevo Modelo simulador del Medio Poroso SP-IRA. ♦ Los materiales fueron evaluados en forma individual, y se observa que no se logra obturar y desde el inicio del represionamiento se vence la resistencia del medio obturado soportando presiones hasta 274 psi. ♦ El mejor material evaluado hasta el momento ha sido BAROFIBRE, debido que desde concentraciones de 90kg/m3 obtiene una eficiencia de obturamiento cercana al 100%, la concentración de 110kg/m3 logro mantener una presión estable de 100 psi. ♦ La menor eficiencia de obturamiento la presenta el material N-SQUEEZE, ya que su eficiencia de obturamiento apenas rebasa el 60%, para la concentración probada. ♦ En cuanto a las mezclas se refiere, la de mejor desempeño es aquella que consta de los materiales BARO-FIBRE, MIX II MEDIO Y FINO, alcanzando una presión hasta de 600 psi sin obtener volumen perdido desde que se inicia el represionamiento.

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RECOMENDACIONES. ♦ Los materiales nuevos deben evaluarse antes de meterlos al pozo con el objeto de determinar su eficiencia antes de y reducir costos. ♦ Se recomienda bombear Baches de material obturante manteniendo la ventana operacional resultante del cálculo de la presión diferencial para continuar la perforación. ♦ Se recomienda utilizar los obturantes BARO-FIBRE, MIX II MEDIO y FINO en las concentraciones optimizadas ♦ Buscar materiales sustitutos dado que el material MIX II y STEEL SEAL, por su alto contenido de sílice puede ocasionar cáncer.

REFERENCIAS

1. D. Velazquez-Cruz et al “Evaluación y optimización de materiales utilizados actualmente en el control de perdidas de circulación”, Proyecto F.30271, Instituto Mexicano del Petróleo, Diciembre del 2003.

2. Mitchell, John, “Trouble-Free Drilling”, Drilbert Engineering Inc., 2001.

3. Chilingarian, G.V. and Vorabutr, P. “Drilling and Drilling Fluids”, Elsevier Scientific Publishing Company, 1981.

4. Stephen A. Nelson, “Clay Minerals”, Tulane University, www.tulane.edu/~snelson

5. Welton J.E., SEM Petrology Atlas AAPG methods in exploration series, U.S. Chevron Co, 1984.

6. http://www.uned.es/cristamine/, CristaMine, Universidad Politécnica de Madrid, 2000.

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ANEXOS Anexo a

Tabla 1.0. Resultados de la evaluación y optimización realizada a los obturantes

Tabla 2.0. Resultados de la evaluación y optimización realizada a las mezclas de los obturantes

1 MIX II MEDIO MI FIBROSO 50 1.04 6.61 0.00 0.00% 100.00%2 MIX II MEDIO MI FIBROSO 70 1.04 7.33 8.00 1.44% 98.56%3 MIX II MEDIO MI FIBROSO 100 1.04 10.83 35.50 6.49% 93.51%4 MIX II FINE MI FIBROSO 50 1.04 13.01 0.00 0.00% 100.00%5 MIX II FINE MI FIBROSO 70 1.04 13.16 0.00 0.00% 100.00%6 MIX II FINE MI FIBROSO 90 1.04 13.26 0.00 0.00% 100.00%7 MIX II FINE MI FIBROSO 120 1.04 13.34 0.00 0.00% 100.00%8 BAROFIBRE BAROID GRANULAR 50 1.04 13.21 0.00 0.00% 100.00%9 BAROFIBRE BAROID GRANULAR 90 1.04 13.21 10.00 1.96% 98.04%

10 BAROFIBRE BAROID GRANULAR 110 1.04 12.29 190.00 36.77% 63.23%11 BAROFIBRE BAROID GRANULAR 130 1.04 13.21 200.00 39.87% 60.13%12 N-SQUEEZE BAROID FIBROSO 10 1.04 3.96 0.00 0.00% 100.00%13 STEEL-SEAL BAROID LAMINAR 50 1.04 15.89 0.00 0.00% 100.00%14 STEEL-SEAL BAROID LAMINAR 70 1.04 8.92 0.00 0.00% 100.00%15 STEEL-SEAL BAROID LAMINAR 100 1.04 10.69 0.00 0.00% 100.00%16 STEEL-SEAL BAROID LAMINAR 140 1.04 10.46 0.00 0.00% 100.00%

MODELO SP 1RA: ARENA : 0.28 - 3.00mm y POROSIDAD= 42%

No. REDUCCION CON PERDIDAS (%) PERDIDAS (%)NOMBRE COMPAÑÍA TIPO CONC. OBT.

(Kg/m3)

DENSIDAD DE LODO

(gr/cc)

GASTO (GAL/MIN)

PRESION MAXIMA

(PSI)

MIX II MEDIO MI FIBROSO 20MIX II FINO MI FIBROSO 20BAROFIBRE BAROID G. MEDIO 20

MIX II MEDIO MI FIBROSO 20MIX II FINO MI FIBROSO 20BAROFIBRE BAROID G. MEDIO 40

MIX II MEDIO MI FIBROSO 20MIX II FINO MI FIBROSO 20BAROFIBRE BAROID G. MEDIO 60

MIX II MEDIO MI FIBROSO 20MIX II FINO MI FIBROSO 20BAROFIBRE BAROID G. MEDIO 100

MIX II MEDIO MI FIBROSO 20MIX II FINO MI FIBROSO 20BAROFIBRE BAROID G. MEDIO 140

MIX II MEDIO MI FIBROSO 20MIX II FINO MI FIBROSO 20BAROFIBRE BAROID G. MEDIO 160MAXISEAL BAROID FIBROSO 25GRANULAR SESA G. GRUESO 25MAXISEAL HB FIBROSO 50GRANULAR SESA G. GRUESO 50GRANULAR SESA G. GRUESO 25BAROFIBRE BAROID G. MEDIO 50

MIX II MEDIO MI F. MEDIO 2594.70 5.30%100 1.04 9.27 500.00

0.00 100.00%

100 1.04 6.32 0.00 0.00 100.00%

50 1.04 11.34 0.00

100.00% 0.00%

200 1.04 0.41 500.00 100.00% 0.00%

180 1.04 0.80 500.00

80.00% 20.00%

140 1.04 2.76 450.00 90.00% 10.00%

100 1.04 6.47 400.00

7

8

9

MODELO SP 1RA: ARENA : 0.28 - 3.00mm y POROSIDAD= 42%

100.00%

80 1.04 7.97 250.00 48.98%

PERDIDAS (%)

1

2

3

60 1.04 8.40 0.00 0.00%

51.02%

CONC. OBT.

(Kg/m3)

CONC. TOTAL (Kg/m3)

DENSIDAD DE LODO

(gr/cc)

GASTO (GAL/MIN)

P. MAXIMA (PSI)

REDUCCION CON

PERDIDAS

4

5

6

No. NOMBRE COMPAÑÍA TIPO

11

Anexo b Modelo físico después de evaluar los materiales obturantes

(A) Inyección de bache con pérdida total

de circulación (no obturado)

(B) Interior del modelo después de la Inyección de bache con pérdida total de circulación (no obturado)

(C) Inyección de bache con control de pérdida

total de circulación (obturado)

(D) Interior del modelo después de lograr obturar la zona de pérdida total de circulación (obturado)