Curso Basico Fluidos MI SWACO
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1
Escuela de Fluidos de
Completamiento y
Rehabilitacin
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Aos 1970 y 80 - Magcobar, pionero en fluidos de completamiento.
Desarroll muchas de las mezclas que se usan hoy.
Qumica de polmeros e inhibidores.
A principios de los aos 80 - decisin comercial de centrar la atencin sobre los fluidos de perforacin
en la Regin de la Costa del Golfo.
Mantuvo la presencia en el negocio de fluidos de completamiento en Alaska y a nivel Internacional.
Fusin entre Magcobar e Imco Services, 64% Dresser, 36% Halliburton.
HISTORIA
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HISTORIA CONT. A principios de los aos 90 - Gestin Total de
Calidad, Formacin de Equipos y Alianzas.
1992 - Cambio de propiedad y de filosofa, 64% Smith y 36% Halliburton.
1993 - Estudio de mercado a peticin de los socios en las alianzas.
Proveedor de gestin total de fluidos (fluidos de perforacin, fluidos de perforacin para la
formacin productiva y fluidos de
completamiento).
Compras integradas
Fuente nica de facturacin
Responsabilidad nica
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HISTORIA CONT.
1995 - La gerencia se compromete a desarrollar la lnea de productos de Fluidos de
Perforacin/Filtracin.
1996 - Gerencia regional (Costa del Golfo) establecida e inicio de la construccin de la planta.
1996 - MI adquiere Anchor Drilling Fluids.
1998 - Smith adquiere el 100% de MI de Halliburton.
1999 - JV Schlumberger 40% de MI.
Hasta la fecha, ejecucin de ms de 200 proyectos con fluidos de completamiento/rehabilitacin de
alta densidad.
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Sede del Hemosferio Occidental ubicada en Houston, Texas.
Tiene 6 Plantas Ultramodernas de Fluidos de Completamiento en la Costa del Golfo.
En Venezuela, 48 Tanques Mviles de Almacenamiento, 7 Sistemas Independientes
de Mezcla.
Unidades DE a travs de los E.U.A. y Sudamrica.
RECURSOS GLOBALES DE M-I
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Sede del Hemisferio Oriental ubicada en Aberdeen, Escocia.
Centro Tcnico en Stavanger, Noruega.
Instalaciones de Mezcla en Kristiansund, Mongstad, Noruega.
Planta de 12.000 bbls. para el Reino Unido (Peterhead) 12/98.
Operaciones en Nigeria, Angola, Cabinda.
Unidades de filtracin en Rusia.
RECURSOS GLOBALES DE M-I
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Por qu MI se dedica al NEGOCIO
DE FLUIDOS DE COMPLETAMIENTO?
Motivada por los Clientes
Motivada por los Beneficios
Sinergia de la Perforacin con la Completamiento
Infraestructura Existente
Previsiones para el Futuro
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Por qu los Fluidos de Completamiento?
Capacidades Integradas de Ingeniera de Fluidos
Personal Experimentado
Las Mejores Instalaciones de la Clase
Equipo de Filtracin Ultramoderno
Precios Competitivos
Apoyo Tcnico Superior
Apoyo de Laboratorio Local y Corporativo
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APOYO TCNICO
Anlisis de la Formacin Prueba de retorno de
permeabilidad
Estudios de compatibilidad Prueba de rendimiento y
compatibilidad de los productos
en HDBs Capacitacin y ms
Capacitacin
Estudios de Filtracin Disponible en Noruega /
Houston
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Mejora Continua
PLANIFICACIN
VALOR
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FLUIDOS DE
COMPLETAMIENTO
Y REHABILITACIN
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Tambin Conocidos como
Salmueras Claras
Salmueras con Slidos
Salmueras de Alta Densidad
Agua Densa
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De Dnde Provienen?
Familia de Elementos Halgenos Halgeno derivado de la palabra griega que significa formador de
sal.
Cloro - Palabra griega que significa verde claro a la temperatura y presin ambiente, existira como gas en su estado libre. demasiado reactivo para existir en su estado libre en la naturaleza, pero se
encuentra combinado con varios metales tales como el cloruro.
Bromo Como el cloro, no se encuentra en el estado libre...solamente en la forma de
bromuros metlicos.
Se forma en pozos de salmuera en Michigan y Arkansas, y en Israel, en Mar Muerto. El 60% de la produccin mundial proviene de la acufera de 7000-
8000 ubicada en el Sur de Arkansas, llamada Formacin Smackover.
Venenoso en su estado libre
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Proceso de Fabricacin
El Cloro es ms reactivo que el Bromo, por lo tanto se extrae el Bromo de la solucin
de salmuera mediante cloracin. 2Br - +Cl2 Br2 + 2Cl
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Los cidos clorhdricos y bromhdricos son preparados a partir de la reaccin del gas
libre con el hidrgeno. Cl2 + H2 2HCl
Br2 + H2 2HBr
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Se usa Hidrxido de Calcio o Carbonato de Calcio para obtener Cloruro de
Calcio y Sal de Bromuro. Ca(OH)2 + HBr CaBr2 + H2O
Ca(OH)2 + HCl CaCl2 + H2O
Proceso de Fabricacin
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Bromuro de Cinc El cinc est presente en la naturaleza en forma de
sulfuro de cinc, xido de cinc o carbonato de cinc.
El uso ms importante es la galvanizacin del acero y del hierro para protegerlos contra la corrosin.
(Galvanizacin)
Pigmento de Pintura Blanca
Reaccin del cinc con HBr para formar ZnBr2.
Zn(OH)2 + HBr ZnBr2 + H2O
Proceso de Fabricacin
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Historia Breve
Antes de los aos 1960: completo en el lodo
Aos 1960: salmueras claras para perforacin / terminaciones
Aos 1970: necesidad de mayor densidad
introduccin de sales de bromuro
Aos 1980: reduccin del costo de aplicacin
investigacin y desarrollo
Aos 1990: nuevas aplicaciones
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Ventajas del fluido de completamiento con
salmuera clara
sin slidos => reduccin de los daos causados a la formacin
soluciones de sal compatibles con la formacin inicialmente de baja densidad => sales de cloruro
solubles KCl, NaCl, CaCl2 : densidad hasta 11,8 ppg (1,4 SG)
aplicacin de rutina fluidos de rehabilitacin, fluidos de consolidacin,
fluidos para matar el pozo
estimul el uso generalizado de Filtros de grava
Aos 1960...
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Introduccin de las Sales de Bromuro
Aumento de la densidad utilizable hasta 21 ppg (2,5 SG)
NaBr (12,7 ppg), CaBr2 (15,3 ppg), ZnBr2 (21 ppg)
Mezclas de sal (Cl + Br) - reduccin de los
costos
NaCl/NaBr (12,5 ppg; 1,500 SG)
NaCl/CaCl2 (11 ppg; 1,321 SG)
CaCl2/CaBr2 (15,1 ppg; 1,813 SG)
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 (19,2 ppg; 2,305 SG)
Aos 1970...
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Optimizacin de la Mezcla ($)
Control de Prdida de Fluido (perjudicial en grado mnimo)
polmeros solubles (HEC, XC) slidos dimensionados
NaCl - soluble en agua
CaCO3 - soluble en cido
Tcnicas de recuperacin - reciclaje de los
fluidos ($)
Tcnicas de filtracin filtros de soquete, filtros de cartucho, tierra
diatomcea
Avances durante los aos 1970
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Polmeros para Filtros de grava, tcnicas
Viscosificacin XC del bromuro de cinc
Control de Prdida de Fluido
otros polmeros / agentes tensioactivos
Mejoras de la compatibilidad con la formacin
soluciones estabilizadoras de pH para CaCl2 / CaBr2
agentes tensioactivos para inhibicin de incrustaciones
Avances durante los aos 1980
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Compatibilidad con la formacin (matriz) no emulsionadores para salmuera HD y petrleo crudo
efecto de la composicin qumica de la salmuera sobre el reflujo del fluido
Mejores tcnicas de desplazamiento y
productos qumicos
reduccin de la contaminacin de slidos
eficaz para SOBM
Control de Prdida de Fluido
FLC mecnico - despus del filtro de grava
Nueva generacin de salmueras (Formiatos) y DIFs
Avances durante los aos 1990
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Dnde y Por Qu se Usan Salmueras Sin Slidos Terminaciones / Rehabilitaciones uso desde los aos 1960
Fluido sin slidos de perforacin de la zona
productiva
Filtro de grava en fluido sin slidos
Fluido de consolidacin
Control de Pozo - estabilizar el agujero, evaluacin
de la formacin
Estabilidad de Presin / Temperatura
Transporte de slidos con eliminacin fcil en la
superficie
Fluido de perforacin de la zona productiva
Aplicacin de Salmuera Clara
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Visin General de las Operaciones de
Completamiento
Definicin del Fluido de Completamiento / Rehabilitacin cualquier fluido en contacto con la formacin
despus de perforar la zona productiva.
Tipos de Fluidos de Completamiento a base de agua / a base de petrleo
sin slidos / cargado de slidos
Para este curso, enfocaremos los fluidos de salmuera pura sin slidos
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25
Definicin - Fluido de Completamiento
Un Fluido de Completamiento puede ser definido como
cualquier fluido usado durante la
operacin de
completamiento...despus de
perforar el pozo y antes de
producir cualquier cantidad de
petrleo y/o gas a partir de la
formacin.
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Un Fluido de Rehabilitacin puede ser
definido como un fluido usado durante
operaciones de reparacin o rehabilitacin,
despus de que un pozo
haya producido petrleo
y/o gas.
Puede tratarse del mismo
fluido que el fluido de
completamiento.
Definicin - Fluido de Rehabilitacin
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27
Propsito
Proporcionar un ambiente sin slidos no perjudicial
para las operaciones de completamiento y
rehabilitacin de los pozos. Las aplicaciones
incluyen:
Filtro de grava Transporte de Slidos Fluidos de Control de Pozo Fluidos de Pesca Fluidos de Consolidacin Perforacin Control de Pozo
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Por Qu Usar Salmueras
MOTIVO NO. 1:
MINIMIZAR LOS
DAOS CAUSADOS
A LA FORMACIN!
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Daos de la Formacin
LA SALMUERA MINIMIZA EL HINCHAMIENTO DE LA ARCILLA
INHIBICIN (ESPECIALMENTE LOS FLUIDOS A BASE DE CALCIO)
LAS SALMUERAS NO CONTIENEN
SLIDOS
NINGN TAPONAMIENTO DE LA FORMACIN
CAUSADO POR LOS SLIDOS
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Criterios de Rendimiento
control de las presiones de la formacin
circulacin y transporte de los slidos
proteccin de la zona productiva
estable en la superficie y en el fondo del pozo
manejo seguro
seguro para el medio ambiente
fcil de obtener
rentable
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Operaciones de Completamiento
Una vez que se ha perforado el pozo, las operaciones de completamiento
comienzan, i.e., el fluido de perforacin o fluido de
perforacin de la zona productiva es el fluido
inicial de completamiento
la zona productiva est expuesta al agujero control del caudal de fluidos producidos minimiza los daos = maximiza la
productividad
requiere fluidos de completamiento no perjudiciales
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Formaciones consolidadas, estables
sin tubera de revestimiento
Terminaciones de Pozos Abiertos
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Terminaciones
Perforadas de
Pozo
Entubado
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Formaciones inestables
tubera de revestimiento cementada
requiere el registro y una buena cementacin
Formacin Productiva
Tubera de
revestimiento
Cemento
Perforaciones
Pistolas de
perforacin
Terminaciones de Pozo
Entubado
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Terminaciones Perforadas
encaminadas por la tubera de produccin / cable de alambre
sobrebalanceada / subbalanceada
idealmente => perforar ms all de los daos
Operaciones de Completamiento
Tubera de produccin
Perforaciones (ms all de los daos?)
Zona Daada
Revestidor de
produccin
-
Carga de Perforacin
Antes de la Detonacin
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Gases de Chorro Inicial que
Penetra en el Acero
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Secuencia de Perforacin
Completa
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Control de Arena
Las formaciones no consolidadas requieren la cementacin de la tubera de
revestimiento encima de la zona productiva
Un tubo revestidor auxiliar ranurado o perforado est suspendido de la tubera de
revestimiento y a travs de la zona, o
Se perfora la tubera de revestimiento y se introduce un dispositivo de control de arena
dentro de la tubera de revestimiento
perforada
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40
Se coloca un obturador de empaque con filtro de grava encima de la zona
Se circula grava dimensionada entre la tubera de produccin perforada (tubo
revestidor auxiliar / filtro) y la tubera de
revestimiento
Los tamaos de la grava estn diseados para parar la arena de la formacin y los
orificios del filtro estn diseados para
parar la grava
Control de Arena
-
Dispositivo
filtrador
obturador con filtro
de grava
herramienta
intermediaria
tubo de lavado Punto Clave: El
fluido que acarrea
la grava DEBE
filtrarse dentro de
la formacin
Terminaciones con
Filtro de grava
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Concepto de Filtro de grava
CONCEPTO IDEALIZADO DEL RESULTADO
DEL FILTRO DE grava
TUBERA DE
REVESTIMIENTO CEMENTO
FILTRO PARA
RETENER la grava
ARENA FINA NO
CONSOLIDADA
grava (ARENA
GRADUADA DE GRAN
TAMAO)
PEQUEAS RANURAS
PARA PERMITIR LA
PRODUCCIN DE
FLUIDOS PERO RETENER
la grava
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Ventajas (en comparacin con la consolidacin qumica de la arena)
Control ms eficaz de la arena en los intervalos largos
No depende de tantas reacciones qumicas para ser eficaz y se deteriora menos con el tiempo
Ms apropiado para controlar la arena en los pozos que ya han producido arena antes del tratamiento
Menos afectado por las variaciones de las permeabilidades de la arena de la formacin
Generalmente menos costoso
Terminaciones con Filtro de grava
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Desventajas Dimetro del agujero reducido debido a la
presencia del filtro dentro del agujero
Las operaciones correctivas generalmente requieren el retiro del filtro, del obturador de
empaque y de la grava
Los filtros pueden sufrir erosin y corrosin por las altas velocidades de los fluidos y la produccin
de fluidos corrosivos
Ms difcil de aislar la produccin de agua o gas no deseado
Terminaciones con Filtro de grava
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Requisitos para un Filtro de grava Eficaz
El espacio poral entre los granos de grava debe ser lo suficientemente pequeo para detener la arena
de la formacin
Se debe empaquetar de manera compacta a travs de todo el intervalo de completamiento, con el
mayor radio de empaque posible
Debe ser mantenido en su sitio por un filtro o un tubo revestidor auxiliar
Debe resistir a cualquier movimiento de los granos causado por los fluidos producidos
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46
Tubo Revestidor Auxiliar Ranurado
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47
Usado inicialmente para controlar la arena de la formacin en los pozos de agua
Usado principalmente en pozos de baja tasa de produccin con largos intervalos de
completamiento
Reemplazado por filtros de alambre ms costosos en muchas operaciones de
petrleo y gas
Tubo Revestidor Auxiliar Ranurado
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48
Filtro de Alambre
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Filtro de Trinquete Stratacoil
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Filtro de Alambre
Pueden ser fabricados con orificios ms pequeos...segn lo afirmado, estos filtros tendran
capacidades de flujo mucho ms grandes que los
tubos revestidores auxiliares ranurados
En realidad, los primeros diseos tenan menos espacio abierto que los tubos revestidores
auxiliares ranurados
Los diseos subsiguientes aadieron un espacio anular interior entre la envoltura de alambre y la
base del tubo...aumentando las reas y las
capacidades de flujo
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Filtro Preempacado Mejorado
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Filtros Preempacados Un filtro que incorpora arena o grava dentro de
su diseo
Los diseos actuales incluyen filtros del alambre concntricos con grava revestido de plstico
entre los filtros
Las variaciones incluyen el reemplazo del filtro envuelto exterior con un tubo perforado
Los filtros Preempacados de cuerpo fino llenan el espacio anular interior de todos los filtros
soldados con grava entre el tubo de base y la
envoltura de alambre
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Ms fcilmente obturados por el lodo o los fluidos sucios
Se daan fcilmente al ser introducidos en el agujero
Actualmente, se usan ms en agujeros largos, horizontales y de gran ngulo donde es difcil
rellenar satisfactoriamente todo el intervalo con
grava
No deberan ser usados sin rodearlos con gravas Usar siempre fluidos de completamiento sin
slidos
Filtros Preempacados
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Filtro Preempacado con Tubo Perforado
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Relleno de Lechada Utiliza agua gelificada o aceite viscoso para
acarrear una alta concentracin de arena o grava dentro del agujero
Rellena de manera ms compacta alrededor del filtro que la tcnica convencional de filtro de grava
Ms eficaz y aumenta el xito del filtro de grava Se rellena con grava solamente donde el fluido
viscoso puede infiltrarse en la formacin o en el filtro
Otros mtodos, la gravedad y la velocidad del fluido determinan donde se coloca el filtro de grava
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Relleno de Fracturacin
Intenta estimular los pozos, inyectando grava a altas velocidades y presiones para
formar fracturas hidrulicas abiertas por la
grava
Reducir la velocidad hacia el final de la operacin para que la grava empaque de
manera compacta dentro del agujero
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57
Operaciones en Tierra
con Fluidos de
Completamiento y
Rehabilitacin
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INSTALACIONES DE FLUIDOS DE
COMPLETAMIENTO
CARACTERSTICAS TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE
FIBRAS DE VIDRIO PARA
SALMUERAS DE ALTA
DENSIDAD
LNEAS DE ASPIRACIN SEPARADAS
REDUNDANCIA DE LAS BOMBAS
FILTRACIN POR CARTUCHO OPERACIONES DE MEZCLA
RPIDAS Y SEGURAS
SISTEMA DE PURGA DE AIRE AFORAMIENTOS
CERTIFICADOS DE LOS
TANQUES
VENTAJAS IMPIDE LA CONTAMINACIN
DE LOS FLUIDOS POR EL
HIERRO/CONTROL DE
CALIDAD
AYUDA A ASEGURAR LA INTEGRIDAD/CONTROL DE
CALIDAD DEL FLUIDO
NINGN TIEMPO DE INACTIVIDAD
CONTROL DE CALIDAD REDUCCIN DEL TIEMPO DE
ESPERA PARA LOS BUQUES
ENTREGA DEL VOLUMEN TOTAL
EXACTITUD/CONTROL DE CALIDAD DE LA MEZCLA
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59
Personal
Cada Planta de Fluidos de
Completamiento tiene un Operador
en servicio las 24 horas del da, 7
das de la semana.
Algunas plantas tienen un Supervisor
y un Operador en servicio las
veinticuatro horas del da.
El Personal de Fluidos de
Completamiento es asistido por el
Personal de Fluidos de Perforacin.
El Periodo de Servicio es de 7 das de
trabajo y 7 das de descanso.
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60
Tareas del Personal
Personal de la Planta de Fluidos de
Completamiento: Recibir las materias primas de los proveedores transportadas
por barcaza y camin.
Mezclar los Fluidos de Completamiento y Perforacin segn las especificaciones proporcionadas por el cliente.
Realizar las verificaciones de QA/QC (Garanta de Calidad/Control de Calidad) de las materias primas y los
fluidos mezclados.
Completar estudios de recuperacin inicial/bsica sobre los fluidos usados que son devueltos para crdito.
-
61
Supervisar y ayudar al Personal de Filtracin de M-I con el proceso de
recuperacin.
Tomar posesin de todos los fluidos y productos que pasan a travs de la planta.
Mantener niveles apropiados de inventario.
Ayudar al Personal de Fluidos de Perforacin de la manera requerida.
Tareas del Personal
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62
Procedimiento de Trabajo
Siempre tome el pedido!
Deje que otros lo
rechacen!
-
63
Informacin Requerida Antes de Iniciar un
Trabajo: Nombre del Operador (Compaa)
Bloque Costafuera, Concesin Estatal, Parroquia
Nombre del Pozo, Nmero del Pozo, Nmero OCS-G
Nombre y Nmero del Equipo/Plataforma
Nmeros de AFE y PO (orden de compra)
Densidad y TCT del Fluido
Volumen (Barriles)
Procedimiento de Trabajo
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64
Cubertada (Productos de Limpieza del Pozo, Agentes de Control de Prdida de Fluido,
Viscosificadores, Inhibidores, Agentes de Control
de Densidad en Estado Seco, y Fluidos Spike).
Nombre del Buque Marino que toma el pedido y hora prevista de llegada.
Nombre y nmero de telfono de la persona que coloca el pedido. Nmero de telfono en el
Equipo.
Solicitar los Servicios de Filtracin, si no son pedidos.
Procedimiento de Trabajo
-
65
Preparacin Antes del Trabajo
Comunicar el pedido al Supervisor de las
Operaciones de Fluidos
de Completamiento que
est de turno. Hablar de
la naturaleza de la
mezcla, etc.
-
Aforar los tanques de los cuales se tomar el
fluido...antes de extraerles
cualquier fluido.
Tomar muestras de cada fluido que ser mezclado y
comprobar la densidad antes
de mezclarlos con otros fluidos.
Preparacin Antes del Trabajo
-
67
Inspeccin de la Planta
Inspeccione sus tanques y lneas de
mezcla para determinar
si estn limpios y
detectar la presencia
de cualquier fluido
extrao antes de
introducirles cualquier
fluido.
-
68
Hora de Mezclar!
Una vez que usted haya realizado
todos los preparativos de seguridad
apropiados, aforado los tanques de
almacenamiento y pesado cada
fluido que ser utilizado, usted est
listo para comenzar a mezclar el
pedido.
Comience aadiendo los fluidos
apropiados. Comience antes con los
fluidos ms pesados si la mezcla se
compone totalmente de fluidos
nuevos.
-
Punto de Entrega
Usted ha terminado la
mezcla y el buque o la
barcaza est en camino.
Ejecute las verificaciones
necesarias antes de la
llegada del cliente.
Cuando llegue el buque de
transporte, inspeccione
todos los tanques, lneas,
vlvulas y mltiples en el
buque antes de comenzar la
transferencia de los fluidos.
-
70
Antes de transferir el fluido al buque receptor:
Obtenga del encargado del buque de transporte la aceptacin de la cantidad de fluido que usted
tiene en sus tanques para transferir...Tambin
obtenga de l la aceptacin la densidad del fluido
a transferir.
Asegrese que los tanques receptores, las lneas y los mltiples estn limpios y secos antes de
transferir el fluido. Procure que el encargado
acepte que el buque receptor est bien
preparado para recibir el fluido. Se recomienda
realizar inspecciones conjuntas.
Punto de Entrega
-
71
La transferencia del fluido puede comenzar si:
Usted est satisfecho de que el buque receptor est bien preparado para recibir el fluido,
Si usted ha inspeccionado sus lneas y mangueras de descarga y determinado que estn
limpias y secas,
Las propiedades y el volumen del fluido estn conformes con el pedido del cliente...y el
representante del cliente acepta su declaracin.
Transferencia del Fluido
-
72
Una vez comenzada la transferencia del fluido:
Despus de bombear +/- 50 - 100 bbls de fluido, tome una muestra de fluido de los tanques del
buque receptor para verificar la densidad. Si es la
densidad correcta, siga bombeando y
monitoreando las lneas y mangueras de
transferencia. Observe los indicadores de volumen
en los tanques del buque receptor y comprelos
con los indicadores de sus tanques de mezcla.
Una vez terminada la transferencia, asegrese que las lneas estn secas y que todas las vlvulas en ambos
extremos estn cerradas de manera segura.
Transferencia del Fluido
-
73
Asegrese que las escotillas estn cerradas de manera segura.
Llene la Declaracin de Embarque y Recepcin y obtenga la firma del
representante del cliente.
Llene la Nota de Entrega y hgala firmar por el representante del cliente.
Verifique que se haya cargado la Cubertada y que sea la correcta.
Transferencia del Fluido
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74
Recuperacin
Antes de que se otorgue
el crdito, el fluido debe
ser recuperado o limpiado
de conformidad con las
Especificaciones para Fluido Nuevo.
Despus de usar el fluido
en el Equipo, se suele
devolver una porcin para
obtener un crdito.
-
75
TIPOS DE FLUIDOS DE
COMPLETAMIENTO Y
REHABILITACIN
-
76
DENSIDADES COMUNES
SOLUCIONES DE SAL NICA CLORURO DE AMONIO 8,4 - 8,9 PPG
CLORURO DE POTASIO 8,4 - 9,7 PPG
CLORURO DE SODIO 8,4 - 10,0 PPG
CLORURO DE CALCIO 8,4 - 11,6 PPG
FORMIATO DE SODIO 8,4 - 11,1 PPG
BROMURO DE SODIO 8,4 - 12,5 PPG
FORMIATO DE POTASIO 8,4 - 13,1 PPG
BROMURO DE CALCIO 8,4 - 14,2 PPG
BROMURO DE CINC 19,3 - 21,0 PPG
-
77
SOLUCIONES DE MLTIPLES
SALES
NaCl/NaBr 10,1 - 12,4 PPG
NaHCO2/KHCO2 11,2 - 13,1 PPG
CaCl2/CaBr2 11,7 - 15,1 PPG
CaBr2/ZnBr2 11,7 - 19,2 PPG
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 15,2 - 19,1 PPG
DENSIDADES COMUNES
-
78
NaHCO2
KHCO2
CsHCO2
Estos fluidos son sales de los cido
orgnicos- Acido frmico (el ms pequeo de los cidos carboxlicos)
H-C=O + KOH H-C=O K+ + H2O
O H O _
cido frmico Formiato cido actico (vinagre)
Es el siguiente cido carboxlico ms grande
cido frmico es
Excretado por
hormigas (pica!)
Sales Formiato
-
79
Alkali Formiato
Las sales alcalo metlicas son altamente solubles en agua y
forman fluidos de alta densidad y baja temperatura de cristalizacin.
Formiato de cesio es la ms soluble de las tres siendo las otras formiato de
sodio y formiato de potasio.
H C O-
O
M+
Sodio / Potasio /
Formiato de cesio
-
80
Originalmente usadas como estabilizador
del biopolmero
Shell report hasta un aumento de 70 F (21C) en la Temperatura de transicin (Tm) del polmero
XC en soluciones con Formiato de sodio.
Grados C
Vis
cosi
dad
(cp
)
XC en NaHCO2
XC en NaCl
Porqu sales de Formiato?
-
81
Porqu sales de Formiato?
Factores ambientales produjeron un mayor inters en los Formiatos y su uso como base de Reservoir Drill-in Fluid (DIF).
La introduccin del formiato de potasio permiti una mxima densidad de 13.3 ppg (1.597 SG)
Formiato de cesio aumenta el rango de Densidad a ~ 19.1 ppg (>2.28 SG) ($,$$$/bbl)
-
82
Fluido
Solubilidad del
formiato
Densidad (S.G.) @ 20C
Viscosidad (cps) @ 20C
Buffered pH
Formiato de sodio
49 1.34 7.1 9.4
Formiato de potasio
76 1.6 10.9 10.6
Formiato de cesio
81 2.3 7.3 10.0
Propiedades de los fluidos saturados de
formiato
-
83
FLUIDOS SPIKE A BASE DE CALCIO
11,6 PPG CaCl2 14,2 PPG CaBr2
15,1 PPG CaBr2 19,2 PPG CaBr2/ZnBr2
ESTOS FLUIDOS SON MANTENIDOS EN LAS
EXISTENCIAS DE TODAS LAS PLANTAS DE
M-I EN LA COSTA DEL GOLFO
-
84
A BASE DE SODIO
10,0 PPG NaCl 12,5 PPG NaBr
ESTOS FLUIDOS TPICAMENTE NO
SON MANTENIDOS EN LAS
EXISTENCIAS DE LAS PLANTAS DE
M-I EN LA COSTA DEL GOLFO
FLUIDOS SPIKE
-
85
PROPIEDADES Y
PRUEBAS DE LOS
FLUIDOS DE
COMPLETAMIENTO Y
REHABILITACIN
-
86
Propiedades
* Densidad...determinada por un hidrmetro.
TCT...Temperatura Verdadera de
Cristalizacin..
pH...se puede usar un papel indicador de
pH...es mejor usar un medidor de pH.
Contenido de Slidos...determinado por
centrifugacin.
* Turbidez...determinada con medidor NTU.
Viscosidad...embudo Marsh.
-
87
Densidad
Para verificar la densidad de la
salmuera, utilizar:
Hidrmetro
Cilindro Graduado
Termmetro
Observacin: Si usted no conoce la densidad aproximada
del fluido que est pesando...use una balanza de lodo para
obtener una indicacin general.
-
88
Densidad
Puede ser ajustada aadiendo Agua
Fluidos Spike
Sales secas
OBSERVACIN: el ajuste de la densidad suele
ajustar la Temperatura Verdadera de Cristalizacin
(TCT) del fluido...a menos que las concentraciones
de sal sean compensadas como parte del ajuste de
la densidad.
-
89
Temperatura de Cristalizacin
La solubilidad de las sales en agua aumenta cuando la
temperatura aumenta y disminuye cuando la temperatura baja. Al
enfriarse lentamente, la salmuera alcanza su punto de saturacin
(FCTA) y la sal menos soluble comienza a cristalizarse. El Calor
de la Cristalizacin calienta la solucin hasta que la temperatura
alcance un punto de equilibrio. En este punto, el Calor de la
Cristalizacin es eliminado a una velocidad equivalente por el
bao de enfriamiento. Esta temperatura de equilibrio es la
Temperatura Verdadera de Cristalizacin o TCT. Luego, se deja
que la solucin se caliente hasta que toda la sal se disuelva de
nuevo (LCTD). En este punto, el Calor de Disolucin que fue
absorbido por los cristales disolventes se agota y la solucin se
calienta ms rpidamente.
-
90
A medida que se aade sal al agua dulce, se reduce el punto de
congelacin del agua. En las soluciones diluidas, la reduccin del punto
de congelacin es directamente proporcional a la cantidad de sal. Si se
aaden 10 libras de sal a un barril, la reduccin del punto de
congelacin del agua ser el doble de la reduccin producida al aadir
5 libras de sal.
A medida que la concentracin de la solucin aumenta, la relacin
directa deja de ser vlida. Cada sal tiene una solubilidad en agua
mxima antes de separarse de la solucin por precipitacin. Esta
solubilidad mxima depende de la temperatura del agua.
La temperatura de cristalizacin de la salmuera se define como la
temperatura a la cual un slido se forma y se separa de la solucin por
precipitacin. Otra definicin de la temperatura de cristalizacin es la
temperatura por debajo de la cual un componente de la salmuera
alcanza su mxima solubilidad.
Temperatura de Cristalizacin
-
91
Si se enfra una salmuera de completamiento tpica por debajo de su
temperatura de cristalizacin, el componente menos soluble en la
solucin se solidificar o cristalizar. El slido puede ser la sal o el hielo
formado a partir del agua congelada, segn los lmites de solubilidad de
la sal en el agua.
Las operaciones que utilizan fluidos de completamiento deben tener en
cuenta la temperatura de cristalizacin, reconociendo la temperatura
ms fra a la cual la mayor parte de la salmuera estar expuesta por un
tiempo considerable. Por ejemplo:
Un fluido de completamiento que est estacionario dentro del tubo de
subida de un pozo de agua profunda puede lograr un equilibrio trmico
con el agua en el lecho marino o en la lnea de lodo. Se debe tener en
cuenta esta situacin para evitar la presencia de fluido cristalizado
dentro del tubo de subida, aunque las condiciones en la superficie sean
de sol y de calor, y la temperatura de fondo (BHT) sea alta.
Temperatura de Cristalizacin
-
92
TCT
TCT es la Temperatura Verdadera de
Cristalizacin de un fluido.
Esta es la temperatura a la cual un fluido
se congela o se separa de las sales en la
naturaleza. La congelacin puede ser causada por la precipitacin de los
cristales de sal o la formacin de hielo a
partir de agua dulce.
-
93
TCT
Esta propiedad del fluido, junto con la
densidad, determina el valor y por lo tanto el
precio de venta del fluido. Si usted tiene dos
fluidos con densidades similares, el fluido que
tiene la TCT ms baja ser el ms costoso. Un
fluido con una baja densidad y una TCT baja
podra ser ms costoso que un fluido con una
densidad ms alta y una TCT ms alta.
-
94
FCTA (First Crystal to Appear) - Primer Cristal Que Aparece. Esta es la
temperatura a la cual los cristales
empiezan a formarse. Resulta
generalmente de un efecto de
sobreenfriamiento.
Sobreenfriamiento - enfriamiento del fluido por debajo de la temperatura
efectiva de cristalizacin.
TCT
-
95
TCT - la temperatura mxima alcanzada despus de la temperatura
mnima de sobreenfriamiento, o el
punto de inflexin en los casos donde
no ocurre el sobreenfriamiento.
Si el sobreenfriamiento no ocurre, la TCT ser igual a la temperatura de
FCTA.
TCT
-
96
LCTD (Last Crystal to Dissolve)
ltimo Cristal Que Se Disuelve. En el ciclo de calentamiento, la temperatura
a la cual se disuelve el ltimo cristal .
TCT
-
Temperatura de
Cristalizacin (TCT)
enfriar a 1-2 grados
por minuto
calentar a 1-2 grados
por minuto
Tiempo
FCTA
TCT
LCTD
FCTA = Primer Cristal Que Aparece
TCT = Temperatura Verdadera de Cristalizacin
LCTD = ltimo Cristal Que Se Disuelve
Calor de la Cristalizacin
-
98
Cristalizacin de Sal nica El Cloruro de Calcio alcanza una TCT mnima a ms o menos -60F, con
una concentracin de 30% por peso (10,8 ppg). Cuando se reduce la
temperatura de una salmuera de Cloruro de Calcio de densidad menor
de 10,8 ppg por debajo de la TCT, se forman cristales de hielo de agua
dulce. Esto resulta en una salmuera con una concentracin de sal ms
alta y una TCT ms baja.
En concentraciones mayores de 30%, se alcanzan los lmites de
solubilidad del Cloruro de Calcio en el agua. Cuando se reduce la
temperatura de una salmuera de Cloruro de Calcio de densidad mayor
de 10,8 ppg por debajo de la TCT, los cristales de Cloruro de Calcio se
forman hasta que la concentracin de sal logre un equilibrio con la
temperatura de cristalizacin.
En cualquiera de estos casos, mientras la temperatura de la solucin
permanece constante, no se formar ningn slido adicional.
-
Curva de Temperatura
0 5 10 15 20 25 30 35 40
-60
-40
0
-20
40
60
80
20
45
Hielo + Solucin
CaCl2 + Solucin
Cloruro de Calcio % peso
Tem
per
atu
ra o
F
-
CaCl2 + Agua
OF
Densidad (ppg)
-
101
Cristalizacin de CaCl2 y CaBr2 El siguiente grfico muestra las curvas de cristalizacin para el cloruro de Calcio y el bromuro de Calcio. Se puede observar que tienen formas y funciones muy similares. La principal diferencia entre las dos curvas es el hecho que la molcula de Bromuro de Calcio aumenta la densidad de manera ms marcada que el Cloruro de Calcio. Ambas salmueras muestran tendencias idnticas en lo que se refiere a la temperatura y concentracin. Por lo tanto, se puede anticipar que las soluciones de sal nica actuarn de una manera similar. Resulta interesante notar que al combinar las dos sales en la solucin, es posible formular, dentro del intervalo de superposicin de las densidades, una salmuera que tenga una densidad y cualquier TCT entre el valor mnimo (sal nica) y un valor mximo determinado (generalmente 60 70 F). Por ejemplo: Una salmuera de 13,3 ppg puede ser formulada con CaCl2 y CaBr2 a cualquier TCT comprendida entre 60 bajo cero y 60 sobre cero!
-
T de Cristalizacin para CaCl2 & CaBr2
-65
-45
-25
-5
15
35
55
8.33 8.7 9.1 9.5 9.9 10.3 10.7 11.1 11.5 11.9 12.3 12.7 13.1 13.5 13.9 14.3 14.7 15.1
TCT (CaCl2) TCT (CaBr2)
-
103
TCT Salmueras de Bromuro de Cinc
10O F
15 ppg 19,2 ppg
-62OF
15,9 ppg
Salmuera de Dos Sales
Salmuera de Tres Sales
-
104
Contenido de Slidos
Contenido de
Slidos
Determinado por
Centrifugacin
-
105
pH
Sal pH Tpico
Cloruro de Calcio de 11,6 ppg 6,5 a 7,5
Bromuro de Calcio de 14,2 ppg 6,5 a 7,5
CaCl2/CaBr2 de 15,0 ppg 6,0 a 7,0
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 de 16,0 ppg 4,5 a 5,0
-
106
pH
Sal pH Tpico
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 de 17,0 ppg 3,5 a 4,0
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 de 18,0 ppg 2,5 a 3,0
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 de 19,0 ppg 1,5 a 2,0
CaBr2/ZnBr2 de 19,2 ppg < 1,5
Mientras ms Bromuro de Cinc tenga un fluido, ms bajo
ser el pH.
-
107
Turbidez
La turbidez es una funcin de la limpieza del fluido. Si el
fluido contiene slidos de lodo de perforacin, sal no
disuelta, costras de tuberas, aire, etc., la turbidez ser
alta.
El valor de NTU disminuye cuando se limpia el fluido.
Esto se logra dejando que los slidos se depositen o
floten, filtrando el fluido a travs de cartuchos, de un
filtro prensa DE, o usando todos estos mtodos.
-
108
Unidades de Turbidez Nefelomtrica (NTUs)
La Nefelometra es la Tcnica que consiste en Proyectar un Haz Luminoso
sobre una Muestra y Medir la Cantidad de
Luz Dispersada a Cierto ngulo
90o
NTUs - Estndar
Uniforme
Estndar de la Industria =
-
109
Medidor de Turbidez
Mide la turbidez o
claridad del fluido.
La turbidez est
relacionada con el
contenido de
partculas.
Esto no constituye una
indicacin de los
slidos PPM.
LMPARA
FILTRO
LENTE
CLULA
MUESTRAL
DETECTOR DE LUZ
TRANSMITIDA
DISPERSIN
HACIA
DELANTE
DETECTOR 90
Figura 7 Esquema de Principio de un Turbidmetro de Relacin
-
Medidor de Turbidez
(Lecturas de NTU)
Botella de Muestra
Muestra de
Calibracin
Medidor
de NTU
-
111
Viscosidades de Embudo Marsh
Sal Segundos/Cuarto de Galn
NaCl de 10,0 ppg 28
NaBr de 12,5 ppg 27
CaCl2 de 11,6 ppg 34
CaCl2/CaBr2 de 13,7 ppg 39
CaCl2/CaBr2 de 14,2 ppg 43
CaBr2 de 14,2 ppg 31
-
112
Sal Segundos/Cuarto de Galn
CaCl2/CaBr2 de 15,1 ppg 52
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 de 16,0 ppg 45
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 de 17,0 ppg 43
CaCl2/CaBr2/ZnBr2 de 18,0 ppg 39
CaBr2 /ZnBr2 de 19,2 ppg 41
Viscosidades de Embudo Marsh
-
113
CONTROL DE
DENSIDAD DE LOS
FLUIDOS DE
COMPLETAMIENTO Y
REHABILITACIN
-
Componentes del Fluido de
Perforacin
Lodo de
Perforacin a
Base de Agua
Petrleo
Un Barril de
Fluido
de
Perforacin
= Agua + Barita Gel Productos
Qumicos + +
+ Barita Gel + Productos
Qumicos +
-
Componentes del Fluido de
Completamiento
Fluido de Sal nica CaCl2/Agua
Un Barril
de Fluido
de
Completamiento
= 11,6 ppg
CaCl2 Agua +
10,0 ppg
NaCl Agua +
Sal nica
NaCl/Agua
-
Fluido de Dos Sales
CaCl2/CaBr2
Un Barril
de Fluido
de
Completamiento
= 11,6 ppg
CaCl2
14,2 ppg
CaBr2 + +
10,0 ppg
NaCl 12,5 ppg
NaBr +
Fluido de Dos
Sales
NaCl/NaBr
Componentes del Fluido de
Completamiento
-
117
Un Barril
de Fluido
de
Completamiento
= 11,6 ppg
CaCl2
14,2 ppg
CaBr2
19,2 ppg
ZnBr2 + + +
Fluido de Tres Sales
CaCl2/CaBr2/ZnBr2
Componentes del Fluido de
Completamiento
-
AGENTES DE CONTROL DE
DENSIDAD Sales Secas:
KCl - Cloruro de Potasio NaCl - Cloruro de Sodio
NaBr - Bromuro de Sodio
CaCl2 - Cloruro de Calcio
CaBr2 - Bromuro de Calcio
Fluidos Spike: CaCl2 - 11,6 ppg CaCl2/CaBr2 - 15,1
ppg
CaBr2 - 14,2 ppg CaBr2/ZnBr2 - 19,2 ppg
-
119
Control de Densidad
AUMENTAR LA DENSIDAD DE UN FLUIDO DE SAL NICA Do = densidad del fluido original, ppg
Df = densidad del fluido final, ppg
Wo = agua del fluido original, bbl/bbl salmuera
Wf = agua del fluido final, bbl/bbl salmuera
So = sal del fluido original, lb
Sf = sal del fluido final, lb
Vo = volumen original de salmuera, bbl
Vf = volumen final de salmuera, bbl
Volumen Final (bbl) = VoWo
Wf
Sal Requerida (lbs) = Vo WoSf - So
Wf
-
120
1. Determinar el peso y volumen del sistema a densificar.
2. Usando los datos de la tabla A2, determinar lo siguiente
DENSIDAD BARRILES DE AGUA LIBRAS DE SAL
PPG POR BARRIL POR BARRIL
Do Wo So
Df Wf Sf
3. A partir de estos datos, se puede calcular las adiciones requeridas usando las siguientes ecuaciones:
Sal Requerida (lbs) = Vo WoSf - So
Wf
Control de Densidad
Volumen Final (bbls) = VoWo
Wf
-
121
Tablas de Mezcla
SELECCIONAR LAS FRACCIONES
APROPIADAS DE SAL Y AGUA A PARTIR
DE LAS TABLAS DE MEZCLA
-
122
Control de Densidad
Ejemplo 1: Aumentar la densidad de 400 bbls de
CaCl2 de 9,5 ppg a 10,5 ppg usando CaCl2 seco.
Densidad Barriles de Agua Libras de CaCl2 PPG Por Barril Por Barril
9,5 0,956 63,8
10,5 0,906 123,9
CaCl2 (lbs) = 400 (0,956)(123,9) - 63,8 = 26.775 lbs
(0,906)
Volumen Final (bbls) = (400)(0,956) = 422 bbls de 10,5 ppg
(0,906)
-
123
POR LO TANTO:
400 bbls de fluido de CaCl2 de 9,5 ppg mezclado
con 26.775 libras de Cloruro de Calcio producirn
422 bbls de fluido de 10,5 ppg
400 bbls
9,5 ppg
CaCl2
+ 26.775 lbs
de
CaCl2 Seco +/- 335 sx
= 422 bbls 10,5 ppg
CaCl2
Control de Densidad
-
124
AUMENTAR LA DENSIDAD DE UN FLUIDO DE DOS
SALES CON BROMURO de Calcio SECO.
Do = densidad original, ppg
Df = densidad final, ppg Wo = agua original, bbl/bbl salmuera
Wf = agua final, bbl/bbl salmuera
Co = cloruro de Calcio o de Sodio original, lb
Cf = cloruro de Calcio o de Sodio final, lb
Bo = bromuro de Calcio o de Sodio original, lb
Bf = bromuro de Calcio o de Sodio final, lb
Ba = bromuro de Calcio o de Sodio aadido, lb
Vo = volumen original, bbl
Vf = volumen final, bbl
Wa = agua aadida, bbl
Control de Densidad
-
125
1. Determinar la densidad y el volumen del sistema a
densificar.
2. Usando los datos de la tabla 2B, determinar lo siguiente:
LIBRAS DE LIBRAS DE
SAL DE SAL DE
DENSIDAD BARRILES DE AGUA CLORURO BROMURO
PPG POR BBL POR BBL
Do Wo Co Bo
Df Wf Cf Bf
Calcular la cantidad de bromuro y agua a aadir y el volumen resultante.
Se debe aadir agua para mantener la misma temperatura de
cristalizacin que el fluido original.
Control de Densidad
-
126
Wa = agua aadida = Vo CoWf - Wo Cf
Ba = sal de bromuro aadida = Vo CoBf - Bo
Cf
Vf = volumen final = VoCo
Cf
Control de Densidad
-
127
Tablas de Mezcla
SELECCIONAR LAS FRACCIONES
APROPIADAS DE SAL Y AGUA A
PARTIR DE LAS TABLAS DE MEZCLA
-
128
Ejemplo 1
Aumentar la densidad de 600 bbls de 14,5 ppg a 14,7 ppg.
DENSIDAD BARRILES LIBRAS DE LIBRAS DE
PPG DE AGUA CaCl2/BBL CaBr2/BBL
14,5 0,666 142,1 233,9
14,7 0,658 137,9 249,2
Control de Densidad
-
129
Wa = Vo[(CoWf / Cf) - Wo]
Wa = 600[(142,1)(0,658) - 0,666] = 7,22 bbls de Agua
137,9
Ba = Vo[(CoBf / Cf) - Bo]
Ba = 600[(142,1)(249,2) - 233,9] =13.733,9 lbs de CaBr2
137,9
Vf = VoCo
Cf
Vf = 600(142,1) = 618 bbls
137,9
Control de Densidad
-
POR LO TANTO:
600 bbls de fluido de 14,5 ppg, 7,22 bbls de agua y
13.733,9 lbs de CaBr2 producirn 618 bbls de fluido de
14,7 ppg.
600 bbls
14,5 ppg
CaCl2/CaBr2
+ 13.734 lbs de CaBr2 Seco
= 618 bbls 14,7 ppg
CaCl2/CaBr2
7,22 bbls
de Agua
+
Control de Densidad
-
131
AUMENTAR LA DENSIDAD DE UN FLUIDO DE DOS
SALES DESPUS DE LA DILUCIN CON agua dulce
Do = densidad original, ppg
Wo = agua original, bbl/bbl salmuera
Co = cloruro de Calcio o de Sodio original, lb
Bo = bromuro de Calcio o de Sodio original, lb
Dd = densidad de salmuera diluida, ppg
Vd = volumen de salmuera diluida, bbl
Vw = volumen de agua aadida (fluido de dilucin)
Vf = volumen final
Control de Densidad
-
132
1. Determinar la densidad (Dd) y el volumen (Vd) del fluido
diluido
2. Usando los datos de la tabla 2B, determinar lo siguiente:
BBL/AGUA LB SAL DE LB SAL DE DENSIDAD POR CLORURO POR BROMURO POR
PPG BBL/SOLUCIN BBL/SOLUCIN BBL/SSOLUCIN
Do Wo Co Bo
3. Calcular el volumen de agua dulce que se ha aadido.
Volumen de agua aadida (dilucin) = Vw = Vd(Do - Dd) (Do - 8,33)
Control de Densidad
-
133
4. Calcular la cantidad de sal de cloruro y sal de bromuro
requerida para aumentar este volumen de agua (Vw) hasta
la densidad original (Do) del fluido.
CaCl2 (lbs) = VwCo Vw = Volumen de agua aadida
Wo Wo = Agua del Fluido Original
Co = lbs de CaCl2 del Fluido Original
CaBr2 (lbs) = VwBo Bo = lbs de CaBr2 del Fluido Original
Wo
Control de Densidad
-
134
-
135
Tablas de Mezcla
SELECCIONAR LAS FRACCIONES
APROPIADAS DE SAL Y AGUA A PARTIR
DE LAS TABLAS DE MEZCLA
-
136
Usted tiene 400 bbls de CaCl2/CaBr2 que se ha diluido con
agua de 14,0 ppg a 13,5 ppg.
DENSIDAD BARRILES DE LIBRAS DE LIBRAS DE
PPG AGUA/BBL CaCl2/BBL CaBr2/BBL
14,0 0,691 152,5 193,6
Volumen de agua dulce
aadida (dilucin) = Vw = Vd (Do - Dd) (Do - 8,33)
Vw = 400(14,0 - 13,5) = 35,3 bbls (14,0 - 8,33)
Control de Densidad
-
137
CaCl2 (lbs) = Vw (Co)
Wo
CaCl2 (lbs) = 35,3 (152.5) = 7.790,5 lbs
0,691
CaBr2 (lbs) = Vw (Bo)
Wo
CaBr2 (lbs) = 35,3 (193,6) = 9.890 lbs 0,691
Control de Densidad
-
138
Volumen Final = (Vo - Vw) + Vw = Vf Wo
Vf (bbls) = (400 - 35,3) + (35,3 / 0,691) = 415,7 bbls
Control de Densidad
-
Por lo tanto:
365 bbls de fluido de CaCl2/CaBr2 de 14,0 ppg diluido a
13,5 ppg con 35 bbls de agua pueden ser densificados a
14,0 ppg aadiendo 7.790,5 lbs de CaCl2 y 9.890 lbs de
CaBr2, resultando en un volumen de 415,7 bbls.
365 bbls
14,0 ppg
CaCl2/CaBr2
+ 9.890 lbs
de CaBr2 Seco
= 415,7 bbls 14,0 ppg
CaCl2CaBr2
35 bbls
de Agua
+ 7.790 lbs
de CaCl2 Seco
+
Control de Densidad
-
140
Equilibrio de Masas
Se dice que los fluidos estn en Equilibrio de Masas cuando dos o ms fluidos son mezclados y los volmenes combinados y
las densidades combinadas constituyen el
nuevo volumen y la nueva densidad.
Las TCT no son una funcin del Equilibrio
de Masas.
-
141
Equilibrio de Masas - Origen
Dh = Densidad de Fluido Pesado, ppg
Dl = Densidad de Fluido Ligero, ppg
Df = Densidad de Fluido Final, ppg
Dh - Df = Fraccin de Dl
Dh - Dl
Df - Dl = Fraccin de Dh
Dh - Dl
-
142
EQUILIBRIO DE MASAS - La Manera Fcil
FLUIDO PESADO 15,1 2,1 0,5/2,6 = 0,192
FLUIDO DESEADO 13,0
FLUIDO LIGERO 12,5 0,5 2,1/2,6 = 0,808
2,6 2,6
EJEMPLO: AUMENTAR LA DENSIDAD DEL FLUIDO DE 12,5 PPG A 13,0 PPG,
USANDO FLUIDO SPIKE DE 15,1 PPG. TERMINAR CON UN VOLUMEN DE 600 BARRILES.
DIVIDIR LAS DIFERENCIAS POR LA DIFERENCIA TOTAL E INVERTIR LOS
VALORES. LA FRACCIN DE 15,1 PPG ES 0,192 BBLS Y LA FRACCIN DE 12,5
PPG ES 0,808 BBLS. MULTIPLICAR LA FRACCIN POR EL VOLUMEN DESEADO
PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE CADA FLUIDO
-
143
EL VOLUMEN DE FLUIDO DE 15,1 PPG ES DE 115 BBLS.
0,192 x 600
EL VOLUMEN DE FLUIDO DE 12,5 PPG ES DE 485 BBLS.
0,808 x 600
0,808 bbls
12,5 ppg
485 Total
Bbls
0,192 bbls
15,1 ppg
115 Total
Bbls
+ = 600 bbls
13,0 ppg
Equilibrio de Masas
-
Equilibrar las masas de 250 bbls de fluido
CaCl2 de 9,5 ppg con la cantidad apropiada de
Fluido Spike CaCl2 de 11,6 para obtener CaCl2 de 10,5 ppg.
11,6
10,5
9,5
1,1
1,0 2,1 Diferencia
1,0/2,1 = 0,47619
1,1/2,1 = 0,52381
La fraccin de CaCl2 de 11,6 ppg es 0,47619
La fraccin de CaCl2 de 9,5 ppg es 0,52381
Equilibrio de Masas
-
145
Usted tiene 250 bbls del fluido de 9,5 ppg. Cunto
Fluido Spike CaCl2 de 11,6 ppg se requiere para aumentar la densidad del fluido de 9,5 ppg a 10,5 ppg?
Usted sabe que 250 bbls representa 52,381% de lo que
usted necesita. Suponiendo X = lo que usted necesita.
La frmula para determinar X es: (X) (0,52381) = 250. Al
resolver para X, usted determina que el volumen total
ser de 477 bbls. La diferencia entre 477 bbls totales y
los 250 bbls de fluido de 9,5 ppg que usted tiene es la
cantidad de fluido de 11,6 ppg requerida.
Equilibrio de Masas
-
146
La fraccin de CaCl2 de 11,6 ppg es 0,47619 bbls = 227 bbls
La fraccin de CaCl2 de 9,5 es 0,52381 bbls = 250 bbls
0,52381 bbl
9,5 ppg
250 Total
Bbls
0,47619 bbl
11,6 ppg
227 Total
Bbls
+ = 477 bbls
10,5 ppg
Equilibrio de Masas
-
147
La mezcla resultante del equilibrio de masas
de 250 bbls de CaCl2 de 9,5 ppg con la
cantidad requerida de Fluido Spike CaCl2 de 11,6 ppg es:
227 bbls x 11,6 lb/gal x 42 gal/bbl = 110.594,4 lbs
250 bbls x 9,5 lb/gal x 42 gal/bbl = 99.750,0 lbs
477 bbls = 210.344,4 lbs
210.344,4 lbs / 477 bbls / 42 gal/bbl = 10,499 lb/gal
o 10,5 lb/gal
Equilibrio de Masas
-
Examinemos el equilibrio de masas de la mezcla
de dos sales que aadimos al CaBr2 seco para
aumentar la densidad de 14,5 ppg a 14,7 ppg.
Usar un Fluido Spike de 15,1 ppg.
La mezcla requerir 0,3333 bbls de fluido de
15,1 ppg y 0,6667 bbls de fluido de 14,5 ppg
para obtener un barril de fluido de 14,7 ppg.
0,3333 bbls de 15,1 ppg
0,6667 bbls de 14,5 ppg
15,1
14,7
14,5
0,4
0,2
0,6
0,2/0,6 =
0,4/0,6 =
Equilibrio de Masas
-
149
Tenemos 600 bbls de 14,5 ppg. Cunto Fluido
Spike de 15,1 ppg ser necesario para aumentar la densidad a 14,7 ppg? Queremos obtener 600
bbls de fluido de 14,7 ppg.
600 X 0,3333 = 200 bbls de Fluido Spike de 15,1 ppg 600 X 0,6667 = 400 bbls de fluido 14,5 ppg
Nos quedarn 200 bbls de fluido de 14,5 ppg
para utilizar ms tarde.
Equilibrio de Masas
-
150
Si queremos densificar los 600 bbls, cunto Fluido
Spike de 15,1 ppg sera necesario?
Sabemos que tenemos 600 bbls de 14,5 ppg que
constituye 66,67% de un volumen ms grande.
Llamemos el volumen ms grande X.
(0,6667)(X) = 600 bbls
X = 600/0,6667 = 900 bbls.
Si el volumen total es de 900 bbls y el fluido de 14,5
ppg es de 600 bbls, la cantidad de Fluido Spike de 15,1 ppg debe ser 300 bbls.
Equilibrio de Masas
-
151
El Valor de Agua
Sera mejor usar agua o un Fluido
Spike como Fluido Rebajador?
-
152
Rebajar con Agua
Rebajar la densidad de un fluido de 13,8 ppg a
13,0 usando agua como Fluido Rebajador.
La fraccin de 13,8 requerido es 0,8537 bbls.
La fraccin de agua requerida es 0,1463 bbls.
13,8
13,0
8,33
0,8
4,67
5,47 Diferencia
4,67/5,47 = 0,8537 bbls 13,8 ppg
0,8/5,47 = 0,1463 bbls de agua
-
153
Equilibrio de Masas
La fraccin de CaCl2/CaBr2 de 13,8 ppg es 0,8537
La fraccin de H2O es 0,1463
0,1463 bbl
H2O
0,8537 bbl
13,8 ppg
+ = 1 bbl
13,0 ppg
-
154
Equilibrio de Masas
La fraccin de CaCl2/CaBr2 de 13,8 ppg es 0,6364
La fraccin de CaCl2 de 11,6 ppg es 0,3636
0,6364 bbl
13,8 ppg
0,3636 bbl
11,6 ppg
+ = 1 Bbl
13,0 ppg
-
155
Siempre resulta ms econmico usar un Fluido Spike en vez de agua para rebajar las salmueras de alta densidad a densidades mayores de 11,6 ppg.
Esto se debe al hecho que se usa una cantidad
inferior de salmuera ms costosa para rebajar la
densidad porque se usa un fluido cuya densidad se
aproxima ms a la densidad del fluido que se est
rebajando.
El cliente tiene generalmente mayores cantidades del
fluido de alta densidad a su disposicin para la
readquisicin y la obtencin de un crdito.
Agua vs. Fluido Spike
-
156
CaCl2 de 11,8 ppg
Para obtener un barril de Fluido Spike CaCl2 de 11,8 ppg
Aadir 17 lbs/bbl de CaCl2 seco de 94-97% a 0,98 bbls
de CaCl2 de 11,6 ppg para obtener un barril de CaCl2 de
11,8 ppg.
Preparar 250 bbls de CaCl2 de 11,8 ppg:
17 lbs/bbl de CaCl2 seco x 250 bbls = 4.250 lbs a aadir.
0,98 bbls x 250 bbls de CaCl2 de 11,6 ppg = 245 bbls de
11,6 para comenzar.
-
157
CaCl2/CaBr2 de 15,1 ppg
Para obtener un barril de Fluido Spike CaCl2/CaBr2 de 15,1 ppg:
Aadir 127 lbs/bbl de CaCl2 seco de 94-97% a 0,851 bbls
de CaBr2 de 14,2 ppg.
Preparar 250 bbls de Fluido Spike CaBr2 de 15,1 ppg:
127 lbs/bbl de CaCl2 seco x 250 bbls = 31.750 lbs a
aadir.
0,851 bbls de CaBr2 de 14,2 ppg x 250 = 212,75 bbls de
14,2 ppg para comenzar.
-
158
Balance de Sal
El balance de sales toma en cuenta:
En general, slo hay una mezcla o frmula para
una densidad o TCT especificada para mezclas
de sal nica o de dos sales. Para las mezclas de
tres sales, puede que ms de una formulacin
est disponible. Debemos seleccionar la que
sea ms econmica.
La Densidad Deseada del Fluido La TCT Deseada del Fluido
-
159
Barril de Laboratorio
Un galn de laboratorio = 8,33 ml
Un barril de laboratorio (42 galones) = 350 ml
Una libra de laboratorio = un gramo
Si usted tiene una mezcla que requiere 0,7401 bbl
de CaBr2 de 14,2 ppg, 0,2147 bbl de CaCl2 de 11,6
ppg y 42,045 lbs de CaCl2 seco, multiplique la
fraccin de fluido por 350 ml para determinar los
mls de fluido a aadir.
La cantidad de producto seco es la misma que la
cantidad en libras...pero est indicada en gramos.
-
160
Un barril de laboratorio (42 galones) = 350 ml
Una libra = un gramo
0,7401 bbl de 14,2 ppg x 350 cc = 259,04 ml
0,2147 bbl de 11,6 ppg x 350 cc = 75,15 ml
42,045 lbs/bbl de CaCl2 seco = 42,045 gramos
Barril de Laboratorio
-
161
Fluidos de Terminacin de
M-I SAFE-SERIES
Aditivos y Productos
Qumicos Especiales
-
162
The SAFE SERIES
Qumicos de
Desplazamiento
S/OBM SAFE SOLV OM
SAFE SURF O
WBM SAFE SURF W
Limpiador de Tubera SAFE SOLV OM
Hemisferio Oriental SAFE SOLV OE
SAFE SUF OE
SAFE SURF E
Evitar Emulsin
SAFE BREAK CBF
SAFE BREAK Zinc
SAFE BREAK 611
ECF 619
Inhibidor de
Corrosin
SAFE COR
SAFE COR HT
SAFE COR 220X
SAFE COR Zplus
SAFE SCAV NA
SAFE SCAV CA
SAFE SCAV HS
-
163
Pildoras de Control de Perdidas
SAFE VIS (HEC)
SAFE VIS HT HEC Estabilizado Para Alta
temperaturas
SAFE LINK Hec Cadena Crusado
Optibridge Pildoras Postperforacin CaCO3
Formacin sellado
SEAL-N-PEEL Postcontrol de arenas
CaCO3
Sellado adentro las mallas
Qumicos Especiales SAFE FLOC I and II
Floculantes y ayudantes de filtracin
SAFE SCAVITE
Inhibidor de costra
SAFE BUFF 8
MgOx
SAFE BREAK L
Hipocloruro de Litio
SAFE BREAK S
Hipocloruro de Sodio
Wellzyme
Rompedor de almidn
Para FloPro / DiPro
The SAFE SERIES
-
164
Lodo a Base de Agua y Salmuera de
Alta Densidad
Mezcla = 80%
salmuera de 17 ppg
y 20% WBM de 17
ppg
El WBM de alta densidad y la Salmuera de Alta Densidad NO son Compatibles
-
165
Qumicos de Desplazamiento
Agua es el mejor solvente para lodo base
agua.
Los Surfactantes (tensoactivo) y la soda
caustica (pH) ayudan a:
Penetracin
Dispersion / Floculacin
Reducir la tensin superficial
-
166
Lodo Base Agua
Safe-Surf W
Surfactante (tensoactivo) para lodo base agua
Safe-Surf WN
Surfactante para lodo base agua en el Mar del Norte
Qumicos de Desplazamiento
-
167
Lodo de Emulsin Inversa
Safe-Solv OM Solvente para OBM/SBM
Safe-Solv OE Solvente para OBM/SBM
Safe-Surf O Surfactante para OBM/SBM
Safe-Surf E Surfactante para OBM/SBM
Qumicos de Desplazamiento
-
169
Limpieza del OBM - 3 Minutos
SAFE-SURF O
-
170
Limpieza del OBM - 6 Minutos
SAFE-SURF O
-
171
Qumicos de Desplazamiento
Solventes/Limpiadores De Tubera
Safe-Solv OM Bombear Puro
Safe-Solv OE Bombear Puro
-
172
Viscosificantes
Duo-Vis Goma Xantica (Xanthan Gum)
Flo-Vis Xanthan Gum Clarificada
Safe-Vis HEC Polmero Seco
Safe-Vis E HEC Polmero Lquido
Safe-Vis HDE HEC Polmero Estabilizado
-
173
HEC Lquido en Salmueras de alta
densidades
Portadores base aceite / SAFE VIS
HDE
-
174
Serie SAFE-COR
SAFE-COR / SAFE-COR C amina peliculizadora para todas las salmueras sin zinc
ECF 562 amina peliculizadora para todas las salmueras(1)
(1) salmueras de bromuro de zinc en baja densidad/baja temperatura
SAFE-COR E tipo de amina segura para el medio ambiente
aplicacin en el Mar del Norte en lugar del producto anterior
SAFE-COR HT inhibidor a base de azufre inorgnico para salmuera de zinc
eficaz en salmuera sin zinc
-
175
Serie SAFE-SCAV
SAFE-SCAV NA eliminador de oxgeno para salmuera no clcica
a base de sulfito (No OX NA)
SAFE-SCAV CA eliminador de oxgeno para salmueras clcicas
base orgnica natural (No OX CA)
SAFE-SCAV HS eliminador de H2S a base de amina soluble
produce un producto de reaccin soluble
SAFE-SCAVITE inhibidor de incrustaciones para salmuera
clcica
-
176
Ayudantes de filtracin
En campo y/o Reclamacin
SAFE-FLOC I =>contaminacin de Fe
SAFE-FLOC II =>contaminacin de lodo
SAFE-FLOC Series
-
177
SAFE
FLOC I
CaCl2
SAFE-FLOC I
Fe(OH)x
-
178
SAFE-
FLOC II
SAFE-FLOC II
Solidos
de Lodo
-
179
I II
0
500
1000
1500
2000
2500
0 5 10 15 20 25 30
Hours
To
tal
Bb
l
Ayudante de filtracin (simulacin)
Circulando fludo de completacin
Filtracin sin ayuda, necesitaba 3 horas mas
Limpiar el filtro prenza
1 Hour para limpieza y
regeneracin de pelicula
de filtracin
-
180
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Time (Hours)
NT
Us
Claridad del fludo de
completacin
Curva de limpieza del agujero
-
181
Serie de SAFE-BREAK
SAFE-BREAK CBF
cloruro de calcio/
bromuro
SAFE-BREAK ZINC
bromuro de zinc
-
182
Compatibilidad de aceite con diferentes
salmueras
ZnBr2 CaBr2 CaCl2 NaCl KCl NH4Cl KHCO2
Sin surfactante (non-emulsificante)
API petroleo de baja gravidad (24)
-
183
Compatibilidad de aceite con diferentes
salmueras
ZnBr2 CaBr2 CaCl2 NaCl KCl NH4Cl KHCO2 Surf
Sin surfactante (non-emulsificante)
SAFE-BREAK
-
184
ESPACIADORES
&
LIMPIADORES
-
185
Desplazamiento del
Lodo de Perforacin Objetivos
Diseo desplazamiento
Criterios de diseo
Procedimientos
Mtodos
Espaciadores
Lnea SAFE
-
186
Programa de Desplazamiento
Objetivos
Los desplazamientos efectivos son diseados para:
1. Desplazar fluido del pozo con el fluido de
terminacin.
2. Remover el lodo del pozo, los slidos
y otros contaminantes del pozo.
3. Mantener la pureza del lodo y la salmuera
4. Reducir costos de filtracin de la salmuera
por contaminacin.
5. Cambiar la humectabilidad de la formacin
-
187
Diseo del Desplazamiento
Factores que afectan el diseo
Parmetros del pozo
Geometra del pozo
Equipo superficie (tanques, bombas, circuito del fluido)
Tipo de lodo en el pozo
Claridad deseada en la salmuera
Productos qumicos
Experiencia
-
188
Criterios de diseo
Debe establecer un pozo acondicionado
Circule y acondicione el lodo
Use ayuda mecnica (movimiento de tubera,
raspadores, velocidad de flujo, etc).
Debe separar el lodo de perforacin del fluido de completacin.
Evite contaminacin en el pozo y en la
superficie.
Bombear en flujo turbulento
-
189
La Limpieza Eficaz Requiere
Mtodos Tanto Mecnicos
Como Qumicos
-
190
Mtodos Mecnicos
Rotacin de tubera
Viajes cortos
Raspadores y Cepillos del revestimiento.
Herramienta de lavado
Patrn de flujo (Turbulento)
-
191
Mtodos Qumicos
Acondicionamiento del lodo
Compatibilidad de los productos con el lodo
Viscosificadores
Solventes
Surfactantes
-
192
Espaciadores
La Composicin Qumica Depende del Tipo de Lodo
Base Agua (WBM) Alto pH y Tensioactivo
Base Oil (OBM) Solvente, Floculado, Tensioactivo
Base Sintetico (SBM) Solvente, Tensioactivo
Tamao - Basado en el Tiempo de Contacto y la cobertura anular
Velocidad - Flujo Turbulento
-
193
Espaciadores
ESPACIADOR SAFE VIS
Este espaciador debe cubrir un mnimo de 150 @ 450 mts del mayor dimetro
del revestimiento.
Debe ser compatible tanto con el lodo como en el fluido de completacin.
-
194
Espaciadores qumicos
LINEA SAFE
Este espaciador debe cubrir por lo menos un mnimo de 450 @ 600 mts del
dimetro ms largo de revestimiento.
Debe contener los qumicos lavados del pozo. Puede ser mezclado con agua,
fluido de completacin o puro.
-
195
Desplazamiento OBM
LODO BASE ACEITE
DIESEL
SAFE VIS E / VISCOSO
SAFE VIS E
COLCHON VISCOSO (HEC)
SALMUERA
SAFE SOLV OM + SAFE SURF O
-
196
Desplazamiento WBM
WBM
Espaciador de Agua con
Custico
Espaciador de Lavado Qumico
Safe Surf W
Espaciador Portador Viscosificado
Fluido de Terminacin
500
0
400
0
300
0
200
0
100
0
Longitud Anular
Relativa (pies)
-
197
LINEA SAFE
M-I Safe Solv - O M-I Safe Surf - O M-I Safe Surf - W M-I Safe Vis - E M-I Safe Solv - OM
-
198
SAFE SOLV - O
Es una combinacion de solventes y
surfactantes
No necesita mayor tiempo de contacto que
otros solventes
Quita los solidos y grasa del revestimiento
No contiene BETX
Compatible con Safe Surf W y Safe Surf O
-
199
SAFE SURF - O
Es una mezcla de surfactantes
Cambia la mojabilidad dispersando el pastel
No permite el pegamiento del solido en aceite
Compatible con Safe Solv- O y Solv- OM
-
200
SAFE SURF - W
Detergente concentrado con alto pH
Soluble en lodo base agua
Dispersa el solido del revestimiento
No deja que el solido se pegue en el
revestimiento
Se puede usar con espaciadores causticos
-
201
SAFE VIS - E
Es un HEC de alta calidad
No le afecta el Ca+, Mg+
No le afecta el cemento
De facil mezclado
Compatible con todas las
salmueras
-
202
SAFE SOLV - OM
Es una combinacion de hidrocarburos no
aromaticos y solventes naturales
No contiene BETX
Se utiliza para lodos OBM y SBM de alta
densidad
Se usa con agua industrial o saturada.
-
203
Software
Es un programa de M-I Completion Fluids
Simula las presiones de los desplazamientos
VCF
Virtual Completion Fluids
-
204
Software
Virtual Completion Fluids
-
205
Software
Virtual Completion Fluids
-
Problemas en registros de
CBL
ESTADO MECNICO PROGRAMADO COAPECHACA 577
Cima desarrollo
arenoso
E. Chicontepec Canal
P. Total
P. Chicontepec inferior.
K. Mendez
2095 md
1500.92 m
1142.01 m
E. Chapopote 101.2
Aflora
2004.70 m
m.d.b.m.r.
Palma Real Inf.
E. Guayabal 561.95 m
1994.64 m
KOP 100 m
2095 md // 1981 mv
TR,5 ,N-80,20,VFJL
Ang. Max. 31.38
Ang. Final 6
SV 492.62 m
Rumbo S 75.83 E
TR 7 5/8,J-55,26.4,BCN430 m
-
207
Canalizacin superficial
Tiempo de fraguado
Remocin de lodo anular
Flujo a travs de canales de lodo
Flujo a travs de cemento no fraguado
Tiempo de Transicin del cemento de fluido a slido
-
208
Cementacin Primaria
Mejorar el desplazamiento, del lodo del pozo, en el espacio anular, que se va a
cementar.
Conseguir buena adherencia del cemento sobre la cara de formacin y
de la tubera, sin canalizaciones en la
capa de cemento.
-
La emulsin forma una membrana interfacial
en la formacin y tubera.
Genera la falta de adherencia del cemento.
-
210
Falta de adherencia de cemento
Se puede apreciar un registro afectado en la respuesta del CBL.
Cambio de mojabilidad pleno en la zona arenosa, obsrvese que en la zona
arcillosa se define plenamente su
adherencia.
-
Perfil
APERTURA CBLAPERTURA CBL
VDL MUESTRA VDL MUESTRA
CEMENTOCEMENTO
ARENAARENA
APERTURA CBLAPERTURA CBL
VDL MUESTRA VDL MUESTRA
CEMENTOCEMENTO
ARENAARENA
-
212
LIMPIEZA QUIMICA
LIMPIEZA MECANICA
SOLUCIONES
-
213
M-I Safe Solv O Solvente M-I Safe Surf O Surfactante Aceite M-I Safe Surf W Surfactante Agua M-I Safe Vis E Viscosificante M-I Safe Solv OM Solvente
-
Programa de Desplazamiento
El desplazamiento recomendado y los volmenes
Segn geometra de la tubera y pozo:
1. Diesel.
2. Agua con salmuera segn densidad requerida con SAFE SOLV OM al 10%
3. Agua con salmuera segn densidad requerida con SAFE SURF O mas SAFE SURF W al 10%
4. Bache viscoso con agua segn densidad con SAFE VIS E a 8 gpb
-
Desplazamiento OBM
OBM
LODO BASE ACEITE
DIESEL
AGUA SALADA MAS SAFE SOLV OM
COLCHON VISCOSO CON SAFE VIS E
CEMENTO
AGUA SALADA MAS
SAFE SURF O & SURF W
-
216
-
217
HERRAMIENT
A
FECHA MEDIDAS HS
OPERACON
UBICACIN CLASIFICACION
SCRAPER 7" 2/27/2004 10ft/3.5IN 16.5 1869 M COPLE RETENCION S/DESGASTE
SCRAPER 9 5/8" 2/29/2004 10ft/4.5IN 16.5 1427 M TOPE BOCA LINER 7" S/DESGASTE
-
218
RESULTADOS OPTIMOS
Se toma dos pozos de referencia
En los que se utilizaron los colchones de
desplazamientos
-
Perfil de CBL
Pozo : Kosni
1
-
Perfil de CBL
Pozo : tajin
488
-
221
FILTRACIN DE
SALMUERAS
-
222
Resumen
Despus de la perforacin , se tiene la
terminacin del mismo, que consiste en
activar su productividad al mximo, en esta
etapa es importante e imprescindible la
Filtracin de los Fluidos de Terminacin,
para ser usados en los procesos de
acondicionamiento del pozo, evitando su
contaminacin, el dao a la formacin y
disminucin de su produccin
-
223
Fluidos de Terminacin
Son fluidos preferentemente filtrados que se usan para minimizar el dao a la
formacin de las zonas productoras
Estos deben ser limpios, no dainos a la formacin, y deben ser diseados y
adecuados racionalmente.
-
224
Factores que afectan la seleccin de un
Fluido de Terminacin
Factores Mecnicos
- Velocidad anular - Espacio Anular - Facilidad de Mezcla - Naturaleza y cantidad de los Fluidos en el hueco - Estabilidad de la mezcla - Corrosin - Componentes de los Fluidos.
Factores de Formacin
- Presin de la Formacin - Consolidacin de la Formacin - Permeabilidad - Formaciones Vugulares - Temperatura - Contenido de arcillas -Sensibilidad
Factores Adicionales
- Contaminantes - Bactericidas - Economa - Riesgos - Usos futuros
-
225
Filtracin
Consiste en separar los slidos finamente divididos que se encuentran en suspensin , haciendo pasar dicho fluido a travs de un medio poroso, los slidos quedan detenidos en la superficie del medio filtrante en forma de torta y se obtiene un fluido filtrado libre de sustancias slidas en suspencin
Medio Filtrante
Es una membrana porosa a travs del cual es forzado a pasar el fluido produciendose la separacin de las partculas slidas atrapadas dentro sus poros y formando una capa de torta sobre la superficie de la misma
Torta de filtracin
Es la capa formada por las partculas slidas que son retenidas sobre la superficie del medio filtrante, forma una masa voluminosa de partculas de forma irregular y posee conductos capilares por los cuales circula el fluido filtrado en forma laminar.
-
226
Filtracin Ayuda-Filtro
Es un material poroso, qumicamente inerte al liquido que se filtra, no sensible a la presin, finamente dividido que se
agrega a los fluidos a filtrarse para reforzar la proporcin de
flujo y remocin de slidos.
Liquido Sucio - Liquido Filtrado
Liquido sucio: Es el liquido a filtrar, contiene partculas slidas en suspencin.
Liquido Filtrado: Es el liquido exento de partculas slidas y
que resulta del proceso de filtracin.
-
227
Unidad Mixta
-
228
Unidad de Placas
-
229
Filtracin
Filtro Prensa
Esta formado por un lote de placas en cuya superficie tiene pequeos canales de recoleccin de fluido filtrado,
unidas anverso y reverso a telas sintticas filtrantes, este
lote cuelga de un bastidor, y se unen hermticamente por
medio de un mecanismo hidrulico.
El filtro prensa permite: La entrada de los slidos en suspencin en el lquido turbio hacia el medio filtrante, el
mismo es forzado contra la torta y la superficie del medio
filtrante, para que salga el liquido filtrado por su propio
conducto, mientras son retenidos los slidos en
suspencin iniciales
-
230
-
231
-
232
-
233
Tanques gemelos mezclador de tierra
-
234
Filtracin
Tierra de Diatomeas Es una ayuda de filtracin en el proceso de separacin de slidos y lquidos
Esta compuesta por esqueletos fsiles de plantas acuticas microscpicas
Las Diatomeas tienden a empaquetarse bien y a formar una torta filtrante altamente permeable, estable e incompresible, ya que su composicin es casi toda de Slice, son virtualmente insolubles, salvo en cido fluorhdrico
Se tienen depsitos de agua dulce y salada, poseen formas planas, globulares y con espinas
-
235
Tierra de Diatomeas
-
236
Unidad de Cartuchos
-
237
Filtracin
Tanques Gemelos de filtros Cartucho
Son dos tanques cilndricos con tapa ajustable con pernos y el la parte baja se encuentra un plato con
treinta huecos por donde se inserta los filtros cartucho
de 2 y 10 micrones segn requerimiento, las llaves de
conexin permiten circular al fluido en serie, paralelo,
ingresar a un tanque indistintamente o a ninguno
-
238
Filtracin
Filtros cartucho
Son cilindros formados por filtro de cartn plisado (celulosa),que presenta una mxima rea de superficie
extendida, con soporte y proteccin de malla plstica,
en la parte inferior presenta una conexin con dos
anillos o para ser colocados en los huecos de los plato de los gemelos
Los filtros cartucho proporcionan una eficiente remocin de slidos del sistema liquido. El tasado absoluto,
indica que la eficiencia de la remocin est por encima
del 99% (CORTE ABSOLUTO)
-
239
Unidad de Cartuchos
-
240
Unidad de Cartuchos
-
241
Filtros Cartucho
-
Corrosin y Salmueras
de Terminacin
-
243
Corrosin? La corrosin es un proceso electroqumico
segn el cual el metal es oxidado por una
especie qumica. El metal libera electrones
que son aceptados por la especie qumica a
travs de un medio conductivo.
La corrosin supone un flujo de electrones (corriente) desde el metal hacia algn otro
producto qumico. El ejemplo ms comn de
corrosin es la oxidacin de los metales de
hierro.
-
Descripcin Qumica
La Corrosin es un Proceso Electroqumico
Electroqumica = Flujo de Electrones + Reaccin
Qumica
Flujo de Electrones = Corriente elctrica (densidad de
corriente)
Reaccin Qumica
Fe (metal)----> Fe++ + 2 e-
oxidacin (nodo)
especie qumica + e- ----> especie qumica (e-)
reduccin (ctodo)
-
245
Control de Corrosin
Velocidad de oxidacin = Grado de reduccin
Al reducir la velocidad de cualquiera de estas reacciones, se reduce la velocidad de corrosin
Los mtodos de control de corrosin actan sobre la reaccin andica (revestimiento de tuberas) o sobre la reaccin catdica (eliminadores qumicos)
-
Metalurgia
Se procesa (refina) el mineral de hierro para producir hierro puro
Se hace reaccionar el hierro con carbono y cromo, nquel, fsforo, etc., para
producir aleaciones de acero
-
Los metales y las aleaciones tienen estructuras granulares
A medida que un metal fundido se enfra, cristales se forman y se expanden hasta
entrar en contacto con cristales
adyacentes, formando un lmite
Esto forma una fuerte microestructura de granos y lmites de granos que tienen
diferentes composiciones qumicas
Metalurgia
-
Las propiedades mecnicas y qumicas
dependen de:
Metal de base
Tipo y concentracin de aditivos de aleacin
Temperatura velocidad y mtodo de enfriamiento
Tratamiento trmico subsiguiente trabajo en fro
Metalurgia
-
Se producen aleaciones que tengan propiedades mecnicas y qumicas deseables
La corrosin puede causar la falla o reducir la vida de servicio de los equipos de perforacin
Las aleaciones son seleccionadas para maximizar la vida de servicio optimizando las propiedades
mecnicas y la resistencia a la corrosin
El acero de gran resistencia a la traccin es mecnicamente ms duro pero qumicamente ms
propenso a la fragilidad por absorcin de hidrgeno, a
la fisuracin causada por la tensocorrosin, y a la
fisuracin por accin del sulfuro , que las aleaciones
ms suaves
Metalurgia
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Hierro (Fe)
El metal ms barato y ms comn 5% de la corteza terrestre se compone de
hierro
40% de la tierra (centro de hierro lquido) Hematita (Fe2O3) mineral de hierro comn - rojo (generalmente se encuentra al estado
puro)
Magnetita (Fe3O4) mineral de hierro comn - negro
- contiene silicatos como impurezas (Si)
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Conversin de Mineral de Hierro a
Metales de Hierro
Mineral de hierro = Fe2O3-Fe3O4(HxSiyMz)
Metal de hierro = Fe
separar el hierro (Fe) de las impurezas
encontradas en el mineral (silicatos) y
liberar el oxgeno del xido de hierro.
Fe3O4-Fe2O3(HxSiyMz) + energa (calor) ==>
Fe (metal) + gases + impurezas (escorias)
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Termodinmica
mineral de hierro + energa => hierro (metal)
Fe3O4 - Fe2O3(HxSiyMz) + calor => Fe + gases + impurezas
(escorias)
mineral de hierro + energa + elementos de aleacin
=> acero
Fe3O4 - Fe2O3 + calor + [Cu,Mn,Ni,Cr,Mo,etc.] => acero
La corrosin es la inversin termodinmica (natural)
del proceso de fundicin
Hierro (acero) => Hierro + Energa
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Estado Energtico del Hierro
Mineral de hierro = baja energa
Acero = alta energa
fab
rica
ci
n co
rrosi
n
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Corrosin del Hierro
Termodinmica (Estados Energticos) de la fabricacin de Acero y Corrosin
Mineral de hierro + energa = aleacin de hierro (acero) Acero + corrosin = Mineral de hierro + energa
La corrosin es el proceso por el cual el alto estado energtico del acero regresa a su bajo estado energtico. ste es el orden natural de las cosas (termodinmica)! Toda materia procura alcanzar su ms bajo estado energtico
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Tendencia a la Corrosin
El hierro y el carburo de hierro en la
aleacin prefieren disolverse en el agua y
regresar a la forma original de xido
(como la herrumbre)
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Componentes de la Pila
nodo
Ctodo
Electrolito
Trayectoria conductiva
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Oxidacin
La oxidacin ocurre en el nodo a medida que electrones (-) son liberados durante la
ionizacin del metal
Los iones de hierro (solubles) van dentro de la solucin, dejando pequeas
picaduras o agujeros en la tubera
Feo - 2e = Fe2+ (soluble - agua herrumbrosa)
Esta accin ocurre en el nodo a medida que los iones metlicos se disuelven
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Reduccin
La reduccin ocurre en el ctodo a medida que los electrones (-) son
combinados con otros iones
A veces se forma gas de hidrgeno
Estas acciones deben ser aisladas para minimizar la corrosin
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Reduccin
Reduccin de H2 en Soluciones cidas
2H+ + 2e H2
Reduccin de O2 en Soluciones cidas
O2 + 4H+ + 4e 2H2O
Reduccin de O2 en Soluciones Neutras y
Alcalinas
O2 + 2H2O + 4e 4OH-
Reaccin Catdica
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Efecto Superficial
Puesto que se elimina el metal en el nodo, es preferible tener un nodo
grande y un ctodo pequeo
Si el nodo es pequeo y el ctodo grande, una corrosin grave y rpida se
producir en el nodo
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Formas de Corrosin General
Crateriforme
Grietas / Hendiduras
Esfuerzo / Tensocorrocin
Fisuracin por Accin del Sulfuro
Galvnica
Pila de Concentracin
Corrosin por Erosin
Corrosin Intergranular
Fatiga por Corrosin
Desaleacin
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Corrosin General
La superficie del metal se corroe de una manera uniforme
Generalmente se trata de la forma de corrosin menos perjudicial
Velocidad de corrosin medida con cupones de la sarta de perforacin
Velocidad de corrosin expresada en lb/pie/ao
Mantener menos de 2 lb/pie/ao SIN picadura
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Corrosin Crateriforme Corrosin localizada que forma picaduras o
cavidades
Forma de corrosin indeseable
Ocurre cuando el nodo y el ctodo no cambian de posicin
La corrosin se concentra en puntos especficos (pequea porcin de la sup. total)
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Corrosin en las Hendiduras
Corrosin localizada causada por una pila de concentracin que se est
formando en una hendidura
Ocurre generalmente en el punto de contacto de los metales y no metales o
dos superficies metlicas
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Fisuracin por Tensocorrosin
Fisuracin debida a la combinacin de altos esfuerzos y corrosin localizada
Es posible que le metal no tenga un aspecto corrodo, pero fallar (o se
romper) al ser sometido a un esfuerzo
La SCC comienza frecuentemente en la base de un foso
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Fisuracin por Accin del Sulfuro
Fisuracin frgil causada por la combinacin de altos esfuerzos en la
presencia de cido hidrosulfrico (H2S
en agua)
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Corrosin Galvnica
Ocurre entre metales distintos en un ambiente conductivo
Puede existir una diferencia de potencial entre distintos metales, causando el
movimiento de los electrones (corrosin)
El metal andico se corroe ms rpidamente mientras que el metal catdico se corroe muy
poco
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Pila de Concentracin
Causada por diferentes concentraciones inicas dentro de una pila cerrada
Tambin se llama corrosin de cubierta protectora y corrosin por debajo del depsito
Puede ocurrir por debajo del lodo seco, escorias de tuberas o protectores de tuberas de perforacin
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Corrosin por Erosin
Causada por altas velocidades de fluidos corrosivos que actan sobre las
superficies metlicas
Cualquier pelcula protectora puede ser erosionada, exponiendo un metal
desnudo propenso a la corrosin
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Corrosin Intergranular
Corrosin localizada de preferencia a lo largo del plano de exfoliacin
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Fatiga por Corrosin
Rotura por fatiga mediante la fisuracin de un metal sometido a una combinacin de
esfuerzos cclicos y a un ambiente
corrosivo
El lmite de resistencia a la fatiga es el nivel mximo de esfuerzo al cual no
ocurre ninguna rotura,
independientemente del nmero de ciclos
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Desaleacin
Corrosin localizada donde se elimina selectivamente a uno de los aditivos de
aleacin
En algunos casos, esto se llama separacin
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La Composicin de la Salm
