Tipos de Fluidos de perforación

Fluidos de perforación base agua

• Son los fluidos más usados a nivel mundial en perforación. En este sistema por lo general el agua dulce es la base del fluido, a la cual se le adicionan arcillas, polímeros, densificantes y algunos otros aditivos para el control de algunas variables

Sistemas Base Agua-Arcilla No Densificados

• Este sistema básico se compone esencialmente de M-I GEL® (bentonita de Wyoming) y agua. Normalmente se usa este sistema para iniciar la perforación de un pozo.

• Las ventajas de este sistema son un costo bajo y una Velocidad de Penetración (ROP) alta.

• Como este sistema no está densificado, el efecto de flotabilidad que tiene sobre los recortes es bajo

Sistemas base agua-arcilla densificados y desfloculados

• El diluyente principal contenido en el sistema es el lignosulfonato SPERSENE (o SPERSENE CF).

• Los lignosulfonatos son ácidos orgánicos que le proporcionan aniones (iones negativos) que reducen el punto cedente y los esfuerzos de gel al neutralizar los cationes en las partículas de arcilla, desfloculando con ello la lechada de arcilla y haciendo que las partículas de arcilla se repelen.

• Los sistemas de SPERSENE son generalmente convertidos a partir de suspensiones de agua-arcilla no densificadas o “lodos de perforación inicial”.

• Un tratamiento típico para convertir a un sistema de SPERSENE tratado ligeramente sería aproximadamente 4 lb/bbl de M-I GEL, 2 lb/bbl de SPERSENE, 1 lb/bbl de TANNATHIN o XP-20K, y 1 lb/bbl de soda cáustica

• TANNATHIN o XP-20K son lignitos, el lignito es un ácido orgánico que proporciona aniones al fluido, lo cual hace que las partículas se repelen

• El límite de temperatura de este sistema es aproximadamente 320ºF (160ºC), ya que la degradación térmica del lignosulfonato es más rápida por encima de esta temperatura

Lodos tratados con calcio• Se obtienen por adición de cal apagada Ca(OH)2 y yeso en altas

concentraciones. De esta forma la arcilla bentonítica sódica se transforma en arcilla cálcica (lodos calados).

• Controla perforaciones de gas.• Proporciona la inhibición del pozo al minimizar la hidratación de los

sólidos perforados y las lutitas expuestas mediante el intercambio de bases en las arcillas a base de calcio.

• Hace que un fluido de perforación sea compatible con las formaciones que tienen altas concentraciones de calcio, como la anhidrita. Precipita los iones carbonato (CO3 2–) que resultan de la contaminación de dióxido de carbono (CO2).

Lodos salados(sistemas de agua salada)

• Son aquellos cuya fase continua es agua salada .Con una concentración mínima de 10000 ppm de NaCl (1%enpeso).

• Utiliza como fase dispersa la arcilla attapulguita.• Se usan para perforar formaciones salinas o formaciones

afectadas por la presencia de agua dulce.• Se clasifican en:Salobres: con una[]entre 10000 y 35000 ppm.Salados: con una[]entre 35000 y 350000 ppm.Saturados con sal: con una[] 350000 ppm

• Los sistemas de agua salada y agua salobre son usados en las operaciones de perforación costafuera y costaneras debido a las provisiones inagotables de ese tipo de agua en el sitio de perforación.

• Otras ventajas derivadas del uso de agua salada o salobre en los fluidos de perforación incluyen el hecho que las arcillas perforadas se hidratan menos que cuando se usa agua dulce.

• Los sistemas saturados de agua salada impiden el ensanchamiento del pozo durante la perforación de las secciones de sal. Este resulta de que la sal contenida en el pozo se disuelve en la fase acuosa “no saturada de sal” del fluido de perforación. La saturación se logra mediante la adición de sal (cloruro de sodio) hasta alcanzar el punto de saturación, el cual es cerca de 190.000 mg/l de cloruros, según la temperatura

Sistemas inhibidos a base de potasio

• contienen el ion potasio (K+) disuelto en la fase acuosa. son el sistema de lodo a base de agua más aceptado para la perforación de lutitas sensibles al agua, en especial las lutitas duras y quebradizas.

• Los iones K+ se adhieren a las superficies de la arcilla y dan estabilidad a la lutita expuesta a los fluidos de perforación por la barrena. Los iones también ayudan a mantener juntos los recortes de perforación, minimizando la dispersión en partículas más finas.

• El cloruro de potasio, KCl, es la fuente de potasio másutilizada. Otras fuentes son el acetato de potasio, el carbonato de potasio, el lignito de potasio, el hidróxido de potasio y la sal de potasio de PHPA. El uso de arcilla de bentonita está restringido debido a su fuerte afinidad por el K+. En su lugar se utilizan diversos polímeros. El polímero XC y la PHPA se utilizan para mejorar la reología

LODOS BASE ACEITE

Fluidos cuya fase continua es un aceite como diesel o aceite mineral o una proporción de agua que se encuentra emulsionada. Se utiliza cuando se requiere una alta estabilidad del fluido e inhibición, en pozos de alta temperatura y huecos profundos

Sistemas de emulsión fuerte

• Emulsión inversa, de agua en aceite, en la que el agua dulce o salada es la fase dispersa y el aceite diesel, crudo u otro aceite es la fase continua, el agua aumenta la viscosidad y el aceite la reduce

• Estabilidad a altas temperaturas y tolerancia a contaminantes• Poseen altas concentraciones de emulsificantes y agentes

controladores de perdida de fluido para mayor estabilidad de la emulsión y reducir la perdida de filtrado

Sistemas de filtrado relajado

• No tienen nada o muy bajas concentraciones de emulsificante y agente controlador de filtrado

• El aumento de filtrado provee velocidades de perforacion mas rapidas que en emulsion firme

• Sistema estable a temperaturas hasta de 365°F (163°C)

Lodos base 100% aceite

son aquellos que solo el aceite forma la fase continua. su fase dispersa no existe o es el mismo aceite,se diferencian de los lodos de emulsión inversa porque este ultimo contiene agua en su fase dispersa y el primero no, y sobre todo por una notable diferencia en sus propiedades físicas, y por ende en el tratamiento para el control de las mismas.

• tienen la habilidad de estabilizar lutitas problemáticas. se previene que las lutitas se mojen con agua y se dispersen en el lodo o se derrumben dentro del hueco,.

• El aceite no hincha las arcillas de la formación, y por lo tanto no reduce la permeabilidad

• El lodo base aceite tiene una resistencia natural a la gelificación a alta temperatura

• Siendo la fase continua aceite, un sistema de lodo base de aceite no es afectado cuando se perforan formaciones solubles en agua, tales como sal, potasio y yeso

APLICACIONES:

Perforación de arenas productoras sensibles al agua. Alivian el pegado de tubería por presión diferencial. Perforación de formaciones solubles en agua Extracción de núcleos. Perforación de formaciones de alta temperatura. Perforación en áreas en las cuales la acumulación de sólidos

perforados es un problema. Perforación en medios corrosivos. Perforación de formaciones de sal o anhidrita.

Fluidos de perforación aireados

• Incluyen aire, gas, espumas o lodos aireados que son utilizados en zonas cuyos gradientes depresión de fractura son muy bajos

Formaciones muy porosas.Formaciones cavernosas.

El aire que más comúnmente se usa es gas comprimido para limpiar el pozo, también se usa gas natural.Se presentan problemas:•Regulación de la presión delgas.•Influjo de los fluidos de formación.•Erosión del pozo.•El aspecto más importante consiste en mantener la velocidad del gas(3000ft/min).

Espuma de perforación

• Es una combinación agua o polímetro/bentonita mezclada con un agente espumante y aire de un compresor para formar las burbujas.

• La espuma actúa como agente transportador y removedor de los cortes generados.

• Requiere menos volúmenes que el aire para la perforación.

• Permite mejorar la estabilidad del pozo debido a una delgada costra formada en la pared del hueco.

• Presentan flujo continuo y regular en las líneas.