El Libro Negro de Fluido

8/10/2019 El Libro Negro de Fluido

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I


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I

la adaptacin es importante paratodo ingeniero en fluidos, as comoel ro que con su flexibilidad yrapidez se adapta a lo intricado delcamino recordando que no hay que

ser como la roca, quien es rgidapesada y lenta, la cual a su rodar porel camino quiere e intenta que elcamino se adapte a ella sin lograrms que atascarse en el caminoentorpeciendo el paso por el mismo.


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II

ndice PAG

Calculo de la rata de evaporacin ..1Desplazamiento de tubera .1

Capacidad del hoyo 1Capacidad anular y de la tubera 2Viscosidad embudo y Porcentaje de slidos en lodos pesados .. 2Incremento del volumen y de viscosidad 2Ajustes de salinidad y Capacidad de suspensin 3Calculo de barriles de una dilucin .3Reglas del dedo gordo..3

Calculo de la pldora pesada 4Calculo de cuanta lluvia cae por mt2 ..4Clculos para matar un pozo ....4

Volmenes.4 Stk del ciclo o fondo arriba Tiempo de fondo arriba 5Capacidad de la bomba .....5

Volmenes de los tanques circulares, rectangulares y Verticales .5Volmenes de los tanques Clculos simples de volmenes...5Factor de flotacin..5Altura de llenado de la tubera ..5Peso de la tubera en el hoyo..5Velocidad anular.6

Capacidad de levantamiento...6Velocidad a travs de la sarta de Perforacin 6Velocidad de flujo .6Velocidad critica 7Numero de reynolds ..7Presin7Gradiente normal de presin .7Gradiente de temperatura...7Gradiente del agua 7Presin hidrosttica8

Gradiente de presin..8Presin de formacin..8-9Presin de sobre carga 8-9Teora de presiones anormales.10Causas generadoras de sobre presiones ...10Presin de formacin ...11Fractura 12Mechas .14Bombas y ECD . 15-16EMW ...17D exponente normal o exponente d .18Anlisis de slidos 19-20Correlacin de prdidas por filtrado 20Clculos de slidos de baja y de alta .21-25Balance de materiales 26Pf y Mf . 27


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III

Contaminantes comunes de los fluidos a base agua..27Y sus tratamientos normales . 28-29Tratamiento de los fluidos a base agua contaminados . 3033Preparado de un barril de laboratorio . 33Clculos para determinar el punto libre de tubera pegada ..35Tensin mxima .. 35Pldoras para viajar tubera ..36Presin de prueba de fractura ...37Qumica de arcillas . 38-41El anlisis de los recortes de perforacin ...42-45Parmetros de control y visualizacin de una posible arremetida 45Parmetro de control y visualizacin de una prdida de circulacin.45Parmetro de control y visualizacin para un posible

hoyo o hueco en la tubera. . 45Cavings o derrumbes 46-47Notas .4855Tablas 56Tabla de conversiones ... 57-58Tabla de dimetros de hoyo. 59Capacity & displacement of casing ...60Capacity & displacement of drill pipe. 61Capacity & displacement of heavy-weight drill pipe . 62Capacity & displacement of drill collars 63Pruebas de lodo base agua . 64Pruebas de lodo base aceite .....................65Paginas para anotaciones... 66-94


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III


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QUIMICA:Caso4- AnihidritaCa(oh)2- CalNacl Cloruro de sodioNa(oh) -Hidroxido de sodioNaHco3-Bicarbonato de sodio.H2so4-Acido sulfurico.H2O- agua frezcaH2S - sulfuro de hidrogeno.Co2 Dioxido de carbono.Baso4- BaritaNa2co3 carbonato de sodio.Caso4 : H2o yeso

ValenciasNa ++Mg++O=

Co3=Ca ++Cl Oh H +K ++Br Hco3

Rango De Ph:Ph Compuesto4.3-6.3 Dixido de carbono como gas en solucin.

6.3-10.3 bicarbonato como ion en solucin.+10.3 carbonato como ion en solucin

Clculo del promedio del filtrado:Vf2 = vf1(t2/t1)Vf2 = Vol de filtrado a un tiempo xVf1= vol de filtrado obtenido en la prueba a un tiempo x1.T1=tiempo que duro la prueba (x1),T2= tiempo al cual se quiere hallar vf2.

Para la reologa:600 = VP+PC300 =2VP+PCPC = Punto cedente VP= viscosidad plstica.


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Calculo de la rata de evaporacin de un fluido deperforacin:

Para un fluido base agua:Evp = (%RW / 0.18) x 0.006 x Exp(0.0344 x Temp de salida)Para un fluido base aceite:Evp = 0.006 x Exp(0.0344 x Temperatura de salida)

PILDORA EQUIVALENTECON UN VOL ESPECIFICO:

1) long de la pldora = (vol*1029.4)/id22) long del lodo = TVD-long de la pldora

de la pildora =ECD *TVD-lodo* long del lodoDesplazamiento de Tubera (Bbl/Pie):

A. 0.0003638*(lbs./pie)

B. [(OD)2

- (ID)2

] / 1029

Nota: Considere el peso ajustado de la tubera. Para ello,multiplique por 1.03 el peso unitario de la tuberacuando se trate de los grados Dy E, y por 1.06cuandolos grados sean X, Gy S.

Capacidad del Hoyo (Bbl/Pie):

(D2

*h)/1029


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2

Capacidad Anular (Bbl/Pie):

[(Dh)2

- (Dt)2

] / 1029

Capacidad de la Tubera (Bbl/Pie):

(ID)2

/1029

Viscosidad Embudo (sec/qto.gal):

Cuatro veces el peso del lodo (lb/gal)La mitad del peso dellodo (lb/pc)

Porcentaje de Slidos en Lodos Pesados (15-16 Lb/Gal):

Dos (2) por el peso del lodo (Lbs./Gal).

Incremento del Volumen:

Quince (15) sacos de baritina incrementan el volumen en un (1) barril.Con un (1) saco de bentonita de alto rendimiento (100 bbls./ton.) sepreparan 5 barriles de lodo.

Con un (1) saco de atapulguita se preparan cuatro (4) barriles (lodosalino).Cuatro (4) sacos de cemento incrementan el volumen en 1 bbl..

Incremento de Viscosidad:

Diez (10) sacos de bentonita de alto rendimiento (100bbls./ton.) incrementan la viscosidad del embudo en 8seg/qto.gal.

Peso Estimado del Aceite:

Cuando no se conoce la gravedad API del aceite, se asume unpeso den 7.0 lbs./gal..

Sacos de Bicarbonato de Sodio para Tratar Contaminaciones deCemento:

Un (1) saco / barril de cemento


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Ajustes de Salinidad:

Una Lb./Bbl. De KCl NaCl incrementar el contenido de Cl en 2850ppm.El 1 % de KCl NaCl, equivale a 3.5 Lb./Bbl (6500 ppm Cl) eincrementar el contenido de sal en 10.000 ppm.

Capacidad de Suspensin en Pozos con Angulo de Inclinacin mayor a

30o

(Desviados y/o horizontales:

La lectura a 3 y/o a 6 RPM debe ser aproximadamente igual aldimetro del hoyo.

Reglas del dedo gordo:

Calculo de barriles de una dilucin [bls/h]:

Bls /h = 21.4/seg

1BBL de lab 350 cc galon

Cuando los productos te dicen prepararlos en % ejemplo 3%350 100%X 3% x = 10.5 lpb

Numero de sacos (sxs):Sxs= bbl * (lb/bbl)/lbs producto

Peso de una pipa o tambor de producto:Ppipa= Ge* 8,33 (8,345) * 551bbl 42 galones1 pipa 55 galones 1,3 bblLbs/bbl= GE*8,33*42Sacos en un barril = GE*8,33*42/lbs de productos.

Dimetro de la garganta de poro:

D= k [md]K = permeabilidad en md, dimetro de poro es el D50.


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4Calculo de la pldora pesada

p.p = ((lodo * pulg vacias * ( ID2/1029.4)) /vol pildora)+ lodo

Calculo de cuanta lluvia cae por mt2:

1cm 10 mm 1 mt3 1000 lts1 mt 100 cm 1mm 0,001 mt31cm 10 mm1 mt31000 ltsn 1mm 0,001 mt3

Clculos para matar un pozo:Para determinar la surgencia:

Sge = lodo- (SICP-SIDPP)/longitud de la ganancia*0,052Longitud de la ganancia = (vol ganado * 1029.4)/ID2portamechadonde : 2 es gas de 2-8,5 es una mezcla nap y h2o de 8,5 a 10 es agua salada.

Densidad de control:ct= SIDPP/0,052/TVD/ lodo

Presin inicial y final de circulacin:PI=SIDPP + KRPPPF= KRPP*CT/LODO

Volmenesvi = (d^2/1029,4)*longitud

va= (od^2-id^2/1029,4)*longitud

vt= vi+va

Capacidad Anular:CA= (DH^2-DT^2)/1029,4

DH= dimetro del hoyoDT= dimetro de la tubera

Capacidad De La Tubera:

CPT= ID^2/1029,4

Desplazamiento De La Tubera (Bls/Ft):

DPS= (ID^2-DT^2)/1029,4

DSP= WEIGHT THE TUB * 0,03638


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Stk Del Ciclo O Fondo Arriba:

STK= VOL/SPM

Tiempo De Fondo Arriba:

T= VA / TASA EN (BLS/MIN) = VOL/ (STKS/MIN)

T= PROF EN (FT) / VELOCIDAD ANULAR

Capacidad D La Bomba (Bl/Min) :

CB= 0,000234 *D^2*LONG PISTON*(EF%/100)

D= dimetro del pistn

Volmenes De Los Tanques CircularesVertical:

VTC=(D^2*H)/1,273

Volmenes De Los Tanques Rectangulares:

VTR=( LONG*ANCHO*ALTO) / 5,615

Tanques rectangulares con paredes inclinadas:

615.5

2

21

+

=

WWL

bbl

Tanques cilindricos elicticos

615.5

1416.34

32 dDD

bbl

=

Clculos Simples De Volmenes:

ALTURA * BL/FT = VOL TOTALBLS/FT * PULG VACIAS = VOL VACIOVOL TOTAL / ALTURA = BLS/FTVOL TOTAL - VOL VACIO = VOL REAL

Factor De Flotacin:

FF=( 65,44-PESO DEL LODO )/ 65,44 [LB/FT]


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6FF=1-0,015* PESO DEL LODO

Altura De Llenado De La Tubera:

ALT= (TKS * EF) / (ID^2/1029,4)

Peso De La Tubera En El Hoyo:

PTH= (PESO TUB *FF* LONG TUB) / 1000

Velocidad Anular:

VEA = 1029.4 / (DIHOYO^2-ODTUB^2)

VEA Q

Formaciones duras vea bajaFormaciones blandas vea altaTasas q altas vea rapida y mayor.

-remocion de ripios-pozos mas limpios-menores costos de mantenimientoy control de las propiedades delpozo.

VEA= TASA DE BOMBEO/ CAPACIDAD ANULAR

VEA= (25.5 *Q) / ( DH^2-DT^2) [ FT/MIN]

Q= TASA DE BOMBEO EN GAL/MIN

Q= V BPM * 42= GPM

VEA= ((24,51*SPM) /(DI^2/1029,4))*PROF

D HOYO VELOCIDADANULAR

12 1/2 9010 5/8 110

8 1207 7/8 130

6 140


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Capacidad De Levantamiento:

VS= 175* d *(21-D)0,667/(D0,333 * U0,333)

D= WEIGHT MUDD= DIAMETRO PROMEDIO DE LOS RIPIOSU= VISCOSIDAD DEL FLUIDO

Velocidad A Travs De La Sarta DePerforacin Velocidad De Flujo (Ft/Min)V= (24.5*Q) / ID^2

V=((24,51*SPM)/(ID^2/1029,4))*PROFV= 24,51* SPM*LONG/ (ID^2/1029,4)

Velocidad Critica

VC=1.078*VP+1.078 *RAIZ CUADRADA D (VP^2+9,256*(D1-D2)^2*PC*W/(W(DQ-D2))

VP = VISCOSIDAD PLASTICAPC = PUNTO CEDENTEW = PESO DEL LODO(D1-D2) = DIAMETRO ANULAR

Numero De Reynolds :

N= 15,47 * v lodo *( ID - OD)*weight mud

ID = ID DEL HOYOOD =OD DE LA TUBERIAV= VELOCIDAD

FLUJO LAMINAR N < 2000

Flujo turbulento N > 2000

Densidad

La densidad de una sustancia se define como su masa por unidad de

volumen.

( )( )GALONESVOLUMEN

LIBRASPESOMASA

GALN

LIBRA

V

PP ===


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8En la industria petrolera el trmino densidad es usado como peso delfluido.

Ejemplo:

Un tanque que tiene una capacidad de 3000 galones fue llenado con unfluido que pesa 30.000 libras.

Cul es la densidad de este fluido en libras/galn?

R : D = Libras = 30.000 Libras = 10 Lb.Galn 3.000 Galones Gal.

Profundidad Vertical VerdaderaEs la perpendicular trazada desde la superficie hasta la profundidad

donde se perfor el pozo.

Presin:Se define como la fuerza por unidad de rea.

[ ]LppcPULGADAS

LIBRAS

A

FP ;

2==

Gradiente Normal De Presin

0.465 Psi /Pie

Gradiente Del Agua

0.433 Psi /Pie

Gradiente de temperatura:

1f por cada 100 ft

1,823 c por cada 100 mt

Pero la normal es:

1,3f por cada 100 ft

2,6c por cada 100 mt

Presin Hidrosttica:

Es la presin ejercida por una columna de fluido, debido a su propiopeso.

1. D: Densidad de fluido (Libras/Galn)2. Prof: Profundidad ( Pies)3. 0.052: Factor de Conversin (Gal/Pie x Pulg)

PH= 0,052*WEIGHT MUD *PROF


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Gradiente De Presin:

G= 0,052* WEIGHT

G= 0,433 * GE

GE: gravedad especifica del lodo

Presin De Formacin:Se define como la presin de fluido en elespacio poroso de la formacin.

PF = PROF * GP

GP= gradiente de presin.

Prof= profundidad.

Presin De Sobrecarga:

PSC=(1-)*H*s + * h*

WEIGHT mud = WEIGHT sediment = s

Presin de sobre carga:

La suma de ambas presiones es la presin de sobrecarga(Overburden); de un modo resumido se puede definir como lapresin ejercida por una unidad rocosa, considerando a stacomo un conjunto de granos y poros rellenos de fluido.

De este modo: S = PP + PG, donde: S= Gradiente deSobrecargaPP=Presin de poro

PG=Presin de grano

La presin del fluido de formacin (en condiciones normales) sepuede calcular con la siguiente frmula:

PP(psi)= 0.052*Densidad(lpg)*Profundidad(pies)

Dependiendo de la mayor o menor salinidad del agua deformacin y de la densidad, se pueden establecer como valoresnormales de presin de poro (expresado en gradiente): 0.465 psi/ft 9 ppg (Golfo de Mxico)


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100.433 psi/ft 8.33 ppg (Agua dulce)0.452 psi/ft 8.70 ppg (Mar del Norte)

Cuando nos encontramos con valores de presin mayores a losindicados, podemos considerar que nos encontramos ante una zona desobre presiones; para estos casos, se establece a nivel mundial comovalor de gradiente de sobrecarga 1 psi/ft 19.2 ppg

Efecto de Sobrecarga (Subcompactacin).

Cuando los sedimentos se compactan normalmente la porosidaddisminuye a medida que el fluido es expulsado. El incremento de lasobrecarga es la causa principal de la expulsin del fluido, si la rata desedimentacin es lenta, ocurre una compactacin normal, debe haber

un equilibrio entre el incremento, de la sobrecarga si la habilidad deexpulsar los fluidos es mantenida.

Terzaghi y Peck (1948) simularon en un laboratorio el drenaje en lacompactacin de las arcillas, esto permiti establecer la siguienterelacin.

S = P +

Donde: S: Presin de Sobrecarga (o total strees).

P: Presin del Fluido de Formacin.

: Presin Soportada por la Matriz (efective strees).

Los resultados del experimento de Terzaghi y Peck representa:

A: S = P = Peso Adicional lo soporta el fluido.

B: S = + P = Peso Adicional lo soporta la Matriz y el fluido.

C: S = = El peso Adicional lo soporta enteramente la Matriz.

Este modelo es simple, no toma en cuenta reduccin de la porosidady/o permeabilidad durante el soterramiento. La rata de expulsin de los

fluidos es el factor que gobierna la magnitud y presencia de presin defluidos en una roca argilacea.

Cuando el fluido intersticial soporta parte de la sobrecarga, sedenomina Subcompactacin existe un efecto simultneo de retardo enla reduccin de la porosidad o incremento en la densidad. Una

reduccin de la porosidad en las arcillas es acompaada por unincremento de la densidad. En la medicin de la porosidad y densidadesta basado el estudio de compactacin.En resumen la compactacin normal de las arcillas es el resultado.

1. Permeabilidad de las Arcillas.2. Sedimentacin y Velocidad de Soterramiento.3. Eficiente Drenaje.

La Permeabilidad de las Arcillas es muy baja, lo que no permite que elagua salga expulsada inmediatamente, por eso requiere de una rata desedimentacin muy lenta, esta mnima permeabilidad (k.min) permite


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que el equilibrio en la compactacin se mantenga. Si la permeabilidades menor que (k.min) el proceso de expulsin del agua es ms lento, yse crea una presin anormal hasta que la expulsin sea completa.Igualmente si la deposicin es muy alta un gran volumen de fluidonecesita ser expulsado requiriendo de un alto valor de (k.min) paramantener el equilibrio, en consecuencia parte del fluido quedaentrampado incrementndose la presin de fluido.

La Intensidad o Magnitud de la Presin de Poro depende de la Rata deSedimentacin.

En conclusin el Efecto de Sobrecarga es definido como el resultadode la accin de subsistencia en la presin del fluido intersticio de unaformacin, si los fluidos tienen dificultad para ser expulsados estarnsoportando parte del peso sobre los sedimentos.

TEORIA DE PRESIONES ANORMALES:

Si por cualquiera de las razones que se describirn acontinuacin, la estructura de la roca se viera modificada, puedesuceder que los granos no soporten la presin que lecorresponde por el peso de las capas superiores, entonces lapresin es compartida con el fluido. De esta manera el fluidotendr la presin propia debido a la profundidad y densidad,adems de la presin adicional transmitida por el materialslido. En este caso, cuando la presin del fluido es mayor quela del gradiente hidrosttico normal de la zona, se dice que elfluido est sobre presionado o nos encontramos en una zona desobre presin.

CAUSAS GENERADORAS DE SOBREPRESIONES:

Sedimentos Infra compactados: -Es la causa ms frecuentedebido a una intensa sedimentacin, la subsidencia es rpida,la compactacin de los sedimentos no puede realizarsenormalmente y una parte de la carga litosttica descansa sobrelos fluidos. Es muy tpica de los sedimentos costeros terciarios.Evidentemente esta sobre presin subsistir en la medida quelas aguas intersticiales no puedan escapar al estar cubiertas porcapas impermeables.Depsitos de sal.-En el curso de una sedimentacin normal, eldepsito de una capa importante de sal, por suimpermeabilidad, tambin va a impedir la migracin de aguasintersticiales, generando bajo ellas una zona de Infracompactacin.

Act iv idad tect ni ca.- Unos sedimentos normalmentecompactados pueden resultar por la accin de elementostectnicos elevados a la superficie. La presin de sus fluidos,aunque es normal a la profundidad donde se encontraba antes


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12la roca, ahora es excesivamente alta, debido a su nueva

profundidad, y esto da origen a una zona de sobre presin.Almacn de hidrocarb uros.-Una estructura que contengahidrocarburos entrampados, aunque tenga una presinhidrosttica normal, solo por el hecho de contener hidrocarburostiene una densidad menor que la del agua, y esto genera unazona de sobre presin.Diagnesis:La evolucin de ciertos sedimentos despus de lasedimentacin puede generar sobre presiones.Por ejemplo: la transformacin de Montmorillonita en hilita es

un proceso liberador de agua. De igual manera lo es laconversin de anhidrita en yeso, que produce un aumento en elvolumen hasta de un 40%. En estosprocesos el aumento de lacantidad de fluido contenido en la roca sin posibilidad de

escapar, genera una zona de sobre presin.Otros procesos:Algunos otros procesos menos frecuentestambin pueden generar sobre presiones. Estos pueden ser: laexpansin trmica en zonas de gradiente trmico elevado, larotura trmica de eslabones.

METODO DE DETECCIN: Los parmetros que nos permitendetectar las sobre presiones durante la perforacin: Incrementoen las proporciones de gas, Variacin normal del gradiente detemperatura. Variacin en la concentracin de cloruros, Cambiode la forma y tamao de los ripios, Variacin anormal en laevolucin de la densidad de lutitas, variacin en la rata depenetracin de la mecha (ROP)

DENSIDAD DE LUTITAS: La densidad normal de una arcilla esfuncin de su porosidad y consecuentemente de su grado decompactacin. Midiendo en el transcurso de la perforacin ladensidad de los ripios encontrados y estableciendo un grficode las densidades medidas en funcin de la profundidad, esposible determinar la pendiente normal de compactacin, unindicio negativo en relacin a la pendiente normal de lasdensidades, indicar una presin anormal en dichas arcillas, ypor consecuencia un aumento en la presin de formacin.

TEMPERATURA DE SALIDA DEL LODO: El agua y en generallos fluidos que contiene la roca en sus poros, son menosconductores trmicos que el material slido, por lo tanto en unazona muy porosa la conductividad trmica ser baja conrespecto a la normal, este es el caso de las lutitas sub-compactadas, que al tener espesores importantes pueden influirde manera notable sobre el gradiente trmico. Aunque latemperatura del fondo no es la del lodo a su salida, unavariacin importante de aquella influye sobre sta.


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EVOLUCION DEL CONTENIDO EN CLORUROS: Medida porla resistividad del lodo, su evolucin permite descifrar incrementos decontaminacin del lodo por fluidos contenidos en las rocas perforadas,es decir, un incremento de la porosidad.

PRESION DE FORMACIN:

PF= S (S-H)*(DCS/DCN)Donde:PF= Presin de Formacin

S= Gradiente de Sobrecarga

H= Gradiente Hidrosttico

DCS= Exponente D Calculado

DCN= Exponente D Previsto

S= A*(Ln Depth)2 + B*Ln Depth + C

S viene dimensionado por psi/ft

Formacin Blanda:

S= 0.01304*(Ln Depth)2 + 0.17314*Ln Depth + 1.4335

Formacin Dura:

S= 0.01447*(Ln Depth)2 + 0.18350*Ln Depth + 1.4846 Presinde Sobrecarga Total.

Es el peso total de los materiales suprayacentes a unaformacin en particular, dividido entre el rea seccional recta.

PRESION DE SOBRECARGA= (PESO DE LOS SEDIMENTOS+ PESO DE LOS FUIDOS) /AREA

Peso de los sedimentos = (1 - &)*H*A*Ps Peso de los fluidos=&*H*A*PfDonde:&= Porosidad de los sedimentosH= Espesor en pies

A= Area seccional recta (Pie2)Ps= Densidad de los sedimentos (Pie3)Pf= Densidad de los fluidos (Lbs./ Pie3)

PO= [(1 - &)*H*Ps + &*H*Ps] / 144


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14Donde:PO= Presin de sobrecarga total en Lbs./Pulg2Y 144: es el factor de conversin de Lbs./Pie2 a Lbs./Pulg2Utilizando gravedad especfica en vez de densidad:Po= 0.433*(1 - &)*H*Ss + 0.433*&*H*Sf

Donde:Ss= Gravedad especfica de los sedimentos suprayacentes(Agua= 1.00)

Sf= Gravedad especfica de los fluidos suprayacentes (Agua=1.00)Queda:

Gs= Po/H = 0.433*(1 -&)*Ss + 0.433*&*Sf

Ejemplo: Calcular el gradiente de presin de sobrecarga en unrea en donde la porosidad promedio es de 0.10, la gravedadespecfica promedio de los sedimentos es de 2.6 y la gravedadespecfica de los fluidos de la formacin es de 1.06

Solucin:

Gs= Po/H= 0.433*(1 0.10)*2.6 + 0.433*0.10*1.06

Gs= Po/H= 1.013 + 0.046= 1.059 Lbs./Pulg2/Pie

Nota: Dentro de un amplio margen de valores de porosidad,gravedades especficas de sedimentos y gravedadesespecficas de fluidos, los valores calculados de gradientes depresin de sobrecarga sern aproximados a 1.00 Lbs./Pulg2/Pie

Ojo:Los minerales de arcilla y cuarzo, tienen ambasgravedades especficas alrededor de 2.7. Se puede asumir conmucha seguridad que la porosidad de las rocas estar llenaprincipalmente con agua salada, que tiene una gravedadespecfica de 1.06.

PRESIONES DE FORMACIN A DIVERSAS PROFUNDIDADES

Profundidaddel Agua

(Pie)

Agua Dulce0.433 lb/pg por pie

(Lppc)

Agua Salada0.465 lb/pg por

pie (Lppc)

10100

1.000

4.343.3433.0

4.646.5465.0


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PRESIN DE FRACTURACIN:

La presin de fracturacin es la presin necesaria para romperla matriz de la roca y sobrepasar la presin de formacin. Laprdida de lodo dentro de una formacin permeable puede serms o menos importante, pero en todo caso ocurre en pozosprofundos. La interpretacin de registros elctricos resulta muydifcil, a veces, hasta imposible. La estimacin de lapresin defracturacin es extremadamente importante en pozos donde seencuentran zonas sub-compactadas, es decir, con presionesanormales. El mtodo de Eaton, que desarrolla el clculo delgradiente de fracturacin a partir del gradiente de sobrecarga yla presin de formacin, es sin duda la mejor tcnica.

La relacin de Eaton se basa en los clculos de Hubbert yWillins. Ellos razonaron lo que a continuacin describiremos:

La condicin general de la consistencia del subsuelo estcaracterizada por tres fuerzas desiguales, y las presioneshidrulicas de inyeccin deben aproximarse a la menor de estasfuerzas. Agregaron tambin que en regiones geolgicas dondeexisten condiciones de presiones anormales, la fuerza mas altasera aproximadamente vertical e igual a la presin efectiva delgradiente de sobrecarga, mientras la menor de las tres serahorizontal y comprendida entre la mitad y el tercio del gradientede sobrecarga.

Existen seis (6) causas principales de perdida de circulacin:1. Cuando se perfora una roca cavernosa (caliza) o

muy alta permeabilidad.

2. Cuando se atraviesa fracturas abiertas o fallas quetienen comunicacin con zonas de menor presinpotencial.

3. Cuando la presin de circulacin ejercida por el lodoexcede la presin de fractura de la formacin.

4. Debido a la pobre limpieza en el anular que resultaen un empacamiento en el anular, ocasionandofracturamiento por debajo del empacamiento.

5. Cuando se perfora una zona de presin de porosubnormal, se incrementa la presin diferencial sise mantiene el peso de lodo constante.

Por el efecto de pistn que ocasiona cuando se baja la tuberamuy rpido.

GF= (PH + P.P) / (0,052*TVD)

Pf = (PM/0,0519*PROF)+ lodo


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Gradiente de sobrecarga:

S= PF + TV TV: Fuerza vertic al de la matr iz

Gradiente de fracturacin= PF + TH

TH: Fuerza horizontal de la matriz

Eaton, en 1.969, relacion la fuerza horizontal TH y la fuerzavertical TV con el coeficiente de Poisson UN, expresadocomo la Ley de Hooke:

K= (TH/TV) = UN*(1-UN)

FRAC= PF + (S PF)*NU/(1 NU)Coeficiente de Poisson: El coeficiente de Poisson depende de laprofundidad, y est representado por la siguiente ecuacin:

Ln K = A*Ln Depth + B

Los coeficientes A y B pueden ser deducidos a partir depruebas de integridad (L.O.T.). Existen dos sets decoeficientes standard para formaciones blandas duras.

Formacin blanda Ln K = 0.266*Ln Depth 2.667Formacin dura Ln K = 0.354*Ln Depth 3.607

Presin de poro (p.p):

p.p= 0,052 * (D normal /D corregido)p.p= 0,052 * lodo* prof

Presin de Fondo del Pozo

Es la suma de la presin hidrosttica del fluido contenido en el pozo,ms la presin impuesta en la superficie.

Cuando se cierra el pozo despus de una arremetida, se puede conocerla presin de fondo mediante la siguiente ecuacin.

P. Fondo = P. Hidrosttica + P. Impuesta

Donde:P. Hidrosttica = 0.052 x D x Prof.

P. Impuesta = Es la presin registrada en el manmetro de la tubera

de perforacin.

PRESION DE CIRCULACION A CUALQUIER PROF:

BHCP= PH + PRESURE LOUSEREN EL ANULAR


23/82

17

Mxima Presin Anular Permisible en la Superficie (MPAPS)

Es la mxima presin aplicada en el revestidor al momento del cierredel estrangulador, que provocara el inicio de fracturamiento de laformacin inmediatamente por debajo de la zapata del revestimiento.

Matemticamente se expresa con la frmula:

MPAPS = Pf - PhDonde:

1. Pf es el valor de presin de fractura obtenido de la pruebade integridad

2. Phes la presin hidrosttica ejercida por la columna defluido presente en el pozo a la profundidad de la zapata.

Evidentemente, si la arremetida ocurre con fluido de densidad igual ala presente al momento de efectuar la prueba de integridad, el valor deMPAPS coincide con el valor indicado por la bomba de pruebatomando como referencia para el clculo de Pf (o sea el lmite PIP).

Presin de Suaveo (SWAB)Cuando se saca la tubera del pozo la presin hidrosttica es reducidadebido a el efecto de chupn que este movimiento produce.

Se puede considerar que:

Pswab = P.L. - Total de las cadas de presin anular0.0519 * prof.

CAIDA DE PRESIN EN EL ANULAR:

0,00000014327*WEIGHT MUD* VEA^2PA= -------------------------------------------------

(DIHOYO^2-ODTUB^2)

PERDIDA DE PRESIN:

PP= DIHOYO* PC/(300*( DIHOYO^2-ODTUB^2))+(((DIHOYO^2*VP*VEA)/ 60000* (DIHOYO^2-ODTUB^2)

VP = VISCOSIDAD PLASTICAVEA= VELOCIDAD ANULAR.


24/82

18MECHAS:Cada de presin en la broca:

210858

2

TFA

LODOQpb

=

Caballaje hidrulico:

1714

PbQHP

=

Impacto hidrulico:

vhQIF = 00051,0

Velocidad de jet:

TFA

Qvh

=

177,3

AREA TOTAL DE FLUJO TFA:

)22(00076,0 nddTFA += , d = Dimetro de los jet

TFA = 3,1415*(DCH)^2/(32)^2*(NCH)/4DCH=Dimetro de los chorros de la mechaNCH= Numero de chorros de la mecha.

TFA= DCH *NCH* 0,000767

Hose power for Squire HSI:

2785,0 bD

HPHSI

=

Se usa para formaciones blandas (arcillas) y un alto HSI

ayuda a disminuir la posibilidad de embobamiento en base

agua > 2 3


25/82

19

Relacin entre la presin de circulacin y la velocidad de la bomba

Esta frmula permite evaluar la nueva presin de circulacin cuando secambia la velocidad de la bomba.Es tambin til para evaluar la presin reducida para circular la

arremetida, cuando existen dudas sobre la exactitud de la presinreducida reportada.P2=P1 x (SPM 2/SPM 1)1.86

P1= Presin de circulacin actual conocida.P2= Presin que se desea conocerSPM 1= Velocidad de Bombeo correspondiente a P1SPM 2= Nueva velocidad de bombeo perteneciente a P2

Ejemplo:Perforando con una presin de circulaciin de 3200 psi, y 75EPM. Se desea conocer la presin de circulacin con 25 EBM.P2= 3200 psi x (25/75)1.86= 414.67 Psi

EFICIENCIA DE LA BOMBA EN GALONAJE:

EF= EF*42Descarga de las bombas de lodo (Eficiencia de la bomba)

a) Bombas TriplexDimetro de la camisa2x recorrido del pistn x o.000243 x factor deeficiencia.b) Bombas Duplex(2 x Dimetro de la camisa dimetro de la barra2)x Recorrido des

pistn x 0.000162 x Factor de eficiencia

DENCIDAD EQUIVALENTE DE CIRCULACION ECD:

ECD= BHCP/(0.025*H)

[LB/GAL (LPG)]EDC= W+(P/0.052*H)

Densidad equivalente de circulacin (ECD)

Para lodos de baja densidad (entre 9 y 13 LPG)


26/82

20

Densidad del lodo + [0.1x Punto cedente/ Diametro hoyo xDiametro de tubera]

Ejemplo:Densidad = 11 LPGPunto cedente= 13Diametro del hoyo= 12 Diametro de la tubera= 5

11 + [13 x 0.1 12.25 5] = 11.18 LPG

Para lodos de alta densidad (>13 LPG)

Peso del lodo + (0.1 / (Diam hoyo Diam Tubera)) x

(Punto cedente +(Viscocidad plstica xVelocidad nular)/ 300x(diametro del hoyo Diametro tubera))

Ejemplo:Densidad del lodo: 15 LPGPunto cedente: 18Viscosidad Plstica: 30Dimetro de Hoyo: 12 Tubera: 5Velocidad anular: 90 pie/min

Densidad equivalente de circulacin= 15 + 0.1/ (12.25 5) x [18 +(30 x 90) ]

/ 3 00 x (12.25 5)= 15+0.1/7,25 x [18 +(2700)/ 3 00 x 7.25]= 15 + 0.138 x (18 + 1.2414)= 15 + 0.138 x (19.2414)= 15 + 0.2655= 15.2655 LPG

Densidad equivalente (EMW)

EMW =(Presin de cierre del Casing / Factor de conversin *profundidad (TVD)) + Densidad actual

Si densidad est en ppg, la presin en psi y prof en pies, el factor deconversin es 0.052

Si densidad est en kg/cm3, la presin en bar y prof en m, el factor deconversin es 0.0000981

Ejemplo:Cual es la EMW para una zona con una MD de 7320 (2231.14 m) yuna TVD de 6985 (2129.03 m) si las presiones registradas en el casigcompuesta por las presiones estimadas en el estrangulador y la prdida

de carga en el anular suman 730 psi (50.33 bar)?. La densidad delfluido actual es 13.8 ppg.


27/82

21

EMW = 730 psi + 13.8 ppg

0.052

=2.01 + 13.8 =15.9 ppg 0.052 * 6985pies

Parejas metiendo:

PM = PROF ZAP BHA /LONG PAREJA

Eficiencia de la bomba en galonaje:EF= EF*42

Parejas sacando hasta la zapata:PS ZAP= PROFTOTAL- PROFZAP/ LONG PROMEDIO

Prueba de integridad:

PI= P LEAKOTER/ (0,052*PROF)+ PESO DEL LODOD exponente normal o EXPONENTE D:

El exponente D puede ser considerado como un clculo de la tasa de

penetracin, corregida por los parmetros que la afectan tales como:

peso sobre la mecha, revoluciones por minutos, densidad del fluido de

perforacin, etc., es por tanto una medida de la perforablidad de la

formacin.

D= log (ROP/(60*RPM))/(log(12*wob)/(1000*d hoyo))

D exponencial corregido:

Dc= D ex normal *(p.p/lodo entrando)

p.p= presin de poro

DC={Log[(AP

*ROP)/(60*RPM)]/

log[(12*WOB)/(106

*BS)]}*(H/ECD)

Donde: AP

= Coeficiente de desgaste de la mecha

ROP= Tasa de Penetracin

RPM= Rotacin por Minuto

WOB= Peso sobre la Mecha

BS= Dimetro de la Mecha

H= Gradiente Hidrosttico

ECD= Densidad equivalente de lutita


28/82

22Anlisis De Slidos:

Factores que afectan el filtrado API:

1) Presin:el incremento de la presin causa compresin delrevoque = disminucin del filtrado.

2) Slidos en el lodo :a) Bentonita:laminas finas = filtrado bajob) Ata pulguita:partculas finas como agujas = alto filtrado.c) slidos gruesos: mal distribucin en el revoque = alto filtrado

3)Temperatura:

a) reduce la viscosidad del filtrado = mayor filtradob) afecta las fuerzas electroqumicas en las placas de arcillas = unmayor filtrado

c) la degradacin qumica comienza a 212 grados F = mayor filtrado.

4)Revoque:mientras ms bentonita es agregada para reducir elfiltrado aumenta el espesor del revoque esto es afectado por laagrupacin de los slidos en el mismo, la buena distribucin delas partculas y la calidad de los slidos, resulta en un revoquemas delgado.

MBT:Nos permite determinar los niveles de arcillas contenidas dentrodel lodo, tanto la comercial como la proveniente de laformacin.

Hay que recordar que el lodo esta compuesto por:

Una fase liquida:fluido base y aditivos lquidos.

Slidos: se dividen en:

Slidos de baja densidad (LGS) son todos aquellos cuyagravedad especfica es menor a 2,65 y se dividen encomerciales y de formacin.

Slidos de alta (HGS) son todos aquellos que su gravedadespecifica es un poco menor o un poco mayor a 4,2.

Los slidos comerciales estn divididos en los slidosreactivos (Bentonita), los inertes (carbonatos, sulfato debario, lignitos) los slidos de formacin, se dividen eninertes (arenas y calizas), y slidos activos (Hilitas,Caolitas, Montmorillonita).

Mientras menos bentonita tiene el lodo hay mas agua librey se incorporan mas slidos o arcillas al lodo las cualesafectan al fluido de perforacin por ello es recomendablemantener el contenido de bentonita en un rango optimo, y


29/82

23 mientras mas peso tenga el fluidomenor cantidad de

bentonita debe de ser agregada.

Nota:cuando hay materiales oscuros como lignitos o dispersantes losvalores de MF y PF se alejan y esto parece a un lodo contaminado

Correlacin paraDeterminar un estimadoDe perdida de filtrado haciala formacin :

Basado en la geometra del hoyo,

y en las horas de perforacin se

determin el calculo de filtracin

hacia la formacin:

FT = (0,0001188 x r x (H+r) x M1) x h [Bls/hora]

DONDE:

r= radio de la mecha (in).H = profundidad abierta de formacin o perforada. (Ft)M1= medida obtenida de la prueba de filtrado (cc).h = horas de perforacin o circulacin.


30/82

24Ecuaciones para el anlisis de los slidos contenidos en el lodo :

AGS= ( ) ( ) ( )3

/18

10338.1

2

/13

10375.8/6

10166.10.1

+

+= CllmgCllmgCllmgswSG

ppgSGppg swsw 345.8=

000,10

65.1/%

=

SWSG

CllmgSaltNaClWeightby ; [ ]

= 1

).%100(

100

2%%

NaClWtSWSGOHVSaltV


31/82

25

( )035.000,10

65.1/%

2%

+=

CllmgSaltVOHVppbSaltNaCl

( ) ( )

LGSHGS

SnyOILVSynOilSaltVOHVSWSynOilVSaltVOHVLGSMudHGSV

+=

/%/%2%/%%2

%100100%

( )42100

%=

ppgHGS

HGSVppbHGS ; Slidos de alta


32/82

26

OILVSALTVOHVHGSVLGSV %%2%%100% = ;

( )42100

%=

ppgLGS

LGSVppbLGS Slidos de baja.

( )FppbLGSFMBT

ppbBentonite

=

1

Note: 65 SolidsDrillMBTF=

1.9

%ppbBentonite

BENTONITEV = ; Calculo de los slidos

comerciales

BENTONITELGSDS VVV = ;ppbBentoniteppbLGSppbDSppbSolidDrill == )(

ppbBENTONITE

ppbDSOR

BentoniteVDSVRatioBentoniteDS

%

%/ =

( ) 2.36.%:%

= WtMudSolidsOpimumChloridesNoWithMudBaseWaterFreshWeightedSolidsOptimum

Hay otra forma ms sencilla de hallar los slidos de baja y dealta:CALCULO DE AGS, LGS Y HGS

OH

SVS

OH

OHVOH

OH

vll

22

22

2

+

=

SVAGSOHVLV += 21354.1

Despejando y sustituyendo: 08,317

834,135=

=AGS


33/82

27

HgsmLgsmsm +=

OH

HgSVHgS

OH

LgSVLgS

OH

vss

222

+

=

Donde se sustituye:

HgSVHgSLgSVLgSSVAGS += Donde: LgSVSVHgSV =

LgSVSVHgSLgSVLgSSVAGS ++= Sustituyendo ydespejando

( )( )

%25,122.465,2

172,44,52% =

=LgSV ;

lpbbbl

galLPGLgS 19.11342.221225.0 ==

%74.425.1217% === LgSVSVHgSV :

lpbbbl

galLPGHgS 80.69.4205.350474.0 ==


34/82

28Balance de masa para determinar los slidos en el fluido de perforacin

SynOilVSWVLGSVHGSVMudV /+++=

SynOilVSynOilSWVSWLGSVLGSHGSVHGSMudVMud // +++=

SaltVOHVSWV += 2


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29

BALANCE DE MASA :

W1 * V1 + W2 * V2 = WF * VF

DESPEJES DE LA ECUACION DE BAL ANCEDE MASA:

PARA HALLAR LA DENIDAD EQUIVALENTEDE LA MEZCLA DE DOS LODOS DE PESOS DISTINTOS.

(W1 * V1) + (W2 * V2 )WF = -----------------------

(V1 +V2)PARA BAJAR EL PESO DEL LODO MEDIANTEUNA DILUCION CON FLUIDO BASE.

(W1 * V1) - (WF * V1 )V2 = ------------------------------

WF - W2

PARA CALCULAR LOS COMPONENTS DE UNLODO (MUD) EN SU CREACION INICIAL.

( WF * VF ) - (W1 * VF )V2 = ----------------------------

W2 - W1THEN:

V1= VF - V2

SXS = V2 * (... )

BARITA= 14,72CARBONATO= 18,92

PARA AUMENTAR EL PESO DEL LODO

(WF x V1) - ( W1 x V1)V2 = -------------------------

(Wmd - WF)

Wmd =DENSIDAD DEL MATERIALDENSIFICANTE

Luego:SXS = V2 * (... )

BARITA= 14,72

CARBONATO= 18,92


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30

Reaccin de alcalinidad del filtrado del fluido de perforacin:

Pf ; PH=8,3

43423 HSOHCOSOHCO ++=

=++ 442 SOHOHSOHOH

MF; PH = 4,3

422423 HSOOHCOSOHHCO +++

Exceso de cal, lb/bbl =0.26 x [Pm x(Pf x Fw)]

Exceso de cal, kg/m3 =0.74 x [Pm x(Pf x Fw)]


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31Contaminantes Comunes De Los Fluidos A Base AguaY Sus Tratamientos Normales

CONTAMINANTE AGENTE TRATANTE LPB de agente tratante por ppmDe agente contaminanteYESO O ANHIDRITA ( Ca ++ ) SODA ASH ( Increase ph ) 0.000928 lpb

SAPP ( SAME ph ) 0.000971 lpbBICARBONATO DE SODIO ( reduce ph ) 0.000735 lpb

CAL O CEMENTO ( Ca ++ ) SAPP ( SAME ph ) 1.500000 lpbBICARBONATO DE SODIO (REDUCE ph 0.000735 lpb

AGUA DURA ( Mg++ ) SODA CAUSTICA 0.001160 lpb

SULFATO ( H2S ) Ph SOBRE 10


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32CARBONATO YESO ( SIN INCREMENTO DE ph ) 0.00100 lpb

CAL ( CON INCREMENTO DE ph ) 0.000432 lpb

BICARBONATO CAL 0.000424 lpb


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33

Tratamiento de los fluidos a base agua contaminados

Cada contaminante va a causar una serie de cambios en laspropiedades del lodo que son caractersticos. la importancia deanalizar el lodo de una manera constante es importante ya quela deteccin y tratamiento inmediato de un contaminante puedeser la diferencia entre perder un pozo u operar de una maneranormal. la primera defensa para la deteccin de unacontaminacin en potencia es un anlisis peridico de ladensidad y de la viscosidad de embudo de un fluido. en caso deobservar algn cambio de significacin se deber hacer un testcompleto para identificar al contaminante y tratar el sistema deuna manera inmediata.Entre las contaminaciones comunes tenemos:

Contaminacin por arcillas

Identificacin*. Incremento en el contenido de slidos.*. Incremento del mbt.*.- disminucin de la alcalinidad.Tratamiento*. Usar al mximo los equipos de control de slidos.*. Diluir y agregar barita si el peso disminuye.*. Usar dispersantes y soda custica.

Contaminacin por bicarbonato de sodio

Identificacin*. No aparece calcio en la titilacin.*. Bajo pf.*. Incremento brusco del mf.*. Altos geles progresivos.*. Gran incremento del filtrado.

Tratamiento *. Incrementar ph hasta 9.5*. Determinar los epm de carbonatos y tratar con cal a fin deeliminar ion contaminante.*. Agregar dispersantes para mejorar la reologa del lodo.*. Agregar agua si es necesario.

Contaminacin por carbonatos

Identificacin

*. Altos geles progresivos.*. Alto filtrado.*. Alto pf y mf.


40/82

34*. no aparece calcio en la titilacin.

Tratamiento*. Agregar cal.*. Agregar dispersantes.*. Agregar agua si es necesario.

Contaminacin por cloruro de sodio

Identificacin*. gran incremento de cloruros en el filtrado.*. Disminucin de pf,mf y ph.Tratamiento*. Diluir.

*. Ajustar ph.*. Utilizar dispersantes.*. Ajustar filtrado con polmetros.*. si la contaminacin es muy severa cambiar a lodo salino.

Contaminacin por cemento

Identificacin*. Gran incremento del ph.*. Gran incremento de pm.*. Alto contenido de calcio en el filtrado.*. Altos valores de geles.Tratamiento *. Agregar bicarbonato segn sea necesario 0.000735 lpb porppm de calcio.*. Utilizar dispersantes.*. Agregar agua si es necesario.*. si la contaminacin es severa se deber cambiar a un lodoCalino.

Contaminacin por anhidrita

Identificacin*. Reduccin del ph.*. Reduccin de pf y mf.*. Incremento de pm.*. Incremento de calcio en el filtrado.

Tratamiento*. Tratar con soda ash segn ppm de contaminante.*. Usar dispersantes.*. Agregar agua si es necesario.


41/82

35

Contaminacin por alta temperatura

Identificacin

*. Incremento del filtrado.*. Incremento del contenido de slidos.*. Disminucin del ph.*. Disminucin de la alcalinidad.

Tratamiento

*. Agregar un estabilizador para altas temperaturas ( pts 200, etc ).*. Incremento de la concentracin de dispersantes.*. Reducir al mnimo la adicin de bentonita.

Todas las contaminaciones normalmente incrementan lareologa en los lodos a base agua por lo que debe determinarse el ioncontaminante a fin de no realizar tratamientos innecesarios eimproductivos.

Tratamiento de lodo semi disperso

Tratamiento 1:

Soda custica o potasa

ENVIRO-THIN (poli fosfato, acido de sodio, cromo tetra

sodico, lignito, taminos, poli-acrilatos)

Cal

Bentonita

Tratamiento 2:

Dilucin de soda o potasa y cal 2 a 1 mas una dilucin de agua

referente al caudal de evaporacin del lodo.

Tratamiento 3:

Se alista un bache de:

Soda custica o potasa

ENVIRO-THIN (poli fosfato, acido de sodio, cromo tetra

sodico, lignito, taminos, poli-acrilatos)

Cal

Bentonita


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36

2 cuetes de THERMA-THIN

Dilucin de agua y se aplica el tratamiento 2

Tratamiento 3:

Dilucin de: soda 2, ENVIRO-THIN (dispersante), cal 1

esto en el tanque de dilucin.

Dilucin de agua segn la evaporacin calculada.

Bentonita

15 ENVIRO-THIN

4 cal

BXR-L 2 a 3

Preparacin de un lodo balance de materiales:Informe De Laboratorio Contaminacin De Lodo Base Agua :

Ejemplo:

Datos:Sistema De Lodo Formulado: CARBONOX/QUIK-THIN

FORMULACION:AQUAGEL 17.5 LpbQUIK-THIN 2.0 LpbSoda Custica 1.0 Lpb

CARBONOX 3.0 Lpb

BAROID 295 gramos

Determinacin del volumen de agua y de barita requeridos a travs debalance de materiales:

D1.v1 + d2.v2 = df.vfVf = 700 ml (35.05)x(v1)+(8,345)x(v2)=(11)x(700)df = 11 lpg (35.05)x(v1)+(8,345)x(vf-v1)=(7700)d2= 8.345 lpg (35.05)x8v1)+(5841,5-8,345x(v1))=(7700)d1= 35.05 lpg (35.05x(v1)-8,345x(v1)) = (7700-5841,5)v1 = ? 26.705x(v1) = 1858.5v2 = vf-v1 v1= 1858.5/26.705 = 70 ml de BASO4

donde: .2 bbl de BASO4x 35.05 lpg x 42 gal/bbl = 295 gr BASO4v2= volumen de agua fresca = vf v1 = 700 70 = 630 ml H2O


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37

Tabla N 1

Lodoinicial

Lodocontaminad

o

Lodo tratadopor

contaminacin

DENSIDAD

10.8Lpg

11.3 11.3

600 48 145 84300 31 98 52200 21 78 45100 13 56 306 3 22 103 2 21 8VP 17 47 32YP 14 51 20

Tau 0 1 20 6GEL 10 seg 2 14 9

GEL 10min

6 41 17

API 8.2 10 8.7SOLIDOS 15 17 16

MBT 15 22.5 22.5PH 11 10.6 11PM 1.2 0.6 1

PF /MF 0.9/1.1

0.1/0.5 0.8/1

CL- 0 500 -DUREZA

E CALCIO80 40 60

DUREZATOTAL 80 40 70


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38

Clculos para determinar el punto libre de tubera pegadaLa formula para determinar el punto libre, toma encuenta la elongacindel tubular atascado, medida desde la superficie de la mesa rotaria, y latensin aplicada para obtener la elongacin.Para obtener la constante de punto libre, cuando esta no aparece en latabla anexa, multiplique el rea de la seccin del tubular por 2500.

rea de la seccin = (OD2 ID2) x 3.1416 4Pies de tuberas libres = Elongacin (pulg) x Constante de puntoslibres/ Tensin aplicada (1000lbs)

Ejemplo:Pensionando la tubera de 5 (19.50) con 40000 lbs, la elongacinmedida fue de 34. Determinar la profundidad de tubera libre.Pies de tubera libre = (34 x 13187.5) 40 = 11209.38Calculo de diseo de sarta de perforacin.Frmula para estimar cuantos pies de tubera de un grado determinadose pueden utilizar, manteniendo un factor de tensin de 100000 lbs.Descripcin de los componentes de la ecuacin:

Tensin Mxima:

Se refiere a la tensin mxima de la tabla 3, pgina 14, capitulo 10.Para tubera Premium, segn grado seleccionado.FF: Factor de flotacin del lodo.MOP: Factor de tensin (100000 lbs)

Peso de sarta abajo: Se refiere al peso total dentro del lodo, de toda lasarta debajo del punto de inters.Peso Ajustado, indicado en la tabla 2, pgina 9 Capitulo 10, de latubera cuya longitud estamos calculando.

Formula:(Tensin Mxima x 0.9) x MOP x Peso de la sarta AbajoPeso ajustado x FF

Ejemplo:Profundidad deseada 15000Peso del Lodo: 16.5 LPG (FF= 0.74)Peso del BHA en lodo: 74.000 lbsFactor de tensin deseado: 100.000 lbs

Cuntos pies de tubera de grado G podemos utilizar? Tensin Mxtubo grado G=436.150.

[(436.150 lbs x 0.9) 100000 74000 lbs] / (21.92 x 0.74) = (392.535-174.000)/16.22= 13.473Si la BHA mide 1200, la longitud total de la sarta sera:

13.473 + 1200= 14.673Habra que agregar un mnimo de 327 de tubera grado S para llegar a

la profundidad de 15.000.


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39

Pldoras para viajar tubera

a.- Volumen de la pldora

Densidad (LPG) x Pies de tubera vacos deseados x Cap. De latubera/ Densidad de la pldora Densidad del lodo (LPG)

Ejemplo:Lodo = 10 LPGCapacidad de la tubera = 0.01776 Brl/piePies de tubera Vacos deseados = 200Peso de la pldora = 11.5 LPG

Volumen mnimo de la pldora =10 x 200 x 0.01776 / (11.5 10) = 23.7 brls

b.- Densidad de la Pldora

Peso del lodo+(Densidad del lodo x pies de tubera vacos deseados xCap. De tubera)/ Volumen de la Pldora

Ejemplo: Lodo=10LPGCap. Tubera=0.01776Pies de tuberas Vacos deseados= 200Volumen de la pldora= 25 Bls

10 LPG + (10 x 200 x 0.01776)/25 =11.42 LPG

Descarga de las bombas de lodo (Eficiencia de la bomba)

a) Bombas TriplexDimetro de la camisa2x recorrido del pistn x o.000243 x factor de

eficiencia.

b) Bombas Duplex(2 x Dimetro de la camisa dimetro de la barra2)x Recorrido

des pistn x 0.000162 x Factor de eficiencia

Ganancia en tanque debido a la pldoraGanancia = (Densidad de la pldora Densidad en el anular)


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40

* Volumen pldora/ Densidad en anular

a) Distancia de la cadaDistancia de la cada = Ganancia en tanques/Capacidad de tubera

Presin de prueba de fractura

Presin de prueba = (EMW Densidad actual) *Factor de conversin * Prof. De inters (TVD)Si la densidad est en ppg, la presin en psi y prof en pies, el factor deconversin es 0.052Si la densidad est en kg/cm3, la presin en bar y prof en m, el factor

de conversin es 0.000098


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41

Qumica de arcillas

Antes de hablar de la qumica de arcilla en primer lugar hay que conocersus estados, para saber como actuar en las diversas situaciones:

Los estados:

1) Agregacin.2) Hidratacin.3) Dispersin4) Floculacin.

5) Des-floculacin.

Agregado: En este estado la arcilla se acomoda capa a capa una sobre laotra, este es el estado natural de las arcillas en la formacin por accin dela deposicin de los granos de arcillas durante la formacin de los suelos,tambin es el estado en que se encuentra la arcilla comercial en los sacos.

Hidratacin:Cuando las partculas de arcillas se encuentran en presenciade agua, estn van absorber por absorcin osmtica medio gramo de aguaen los casos mas severos hasta 10 gramos de agua. A este proceso se leconoce como HinchamientoCristalino el cual es tambin conocidocomo hidratacin de superficie, resulta de la adsorcin de capasmononucleares de agua en la superficie basal de los cristales. El agua esatrada y retenida por el Ion hidrogeno y queda unido a los tomos deoxigeno. La fuerza de la atraccin disminuye a medida que se aleja de lasuperficie del mineral, el proceso de la absorcin osmtica se le conocecomo Hinchamiento Osmtico Este ocurre debido a que la concentracinde los cationes entre las lminas del mineral es ms elevada que la delagua, en consecuencia el agua es atrada entre las lminas, incrementandoal espaciamiento C o espaciamiento basal. A pesar de que no haypresencia de una membrana semipermeable el mecanismo de estefenmeno es osmtico, ya que se halla gobernado por una diferencia de laconcentracin de los electrolitos de dos medios. El fenmeno osmticoinvolucra un aumento de volumen es decir un hinchamiento mssignificativo que el cristalino. Este proceso se describe mas claramenteadelante.


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42Etapas secuenciales en la interaccin del agua en la arcilla:

Etapa 1: en el principio la arcilla se encuentra en un estadodeshidratado, son algunos iones de sodio (Na+), potasio (K+) otal vez calcio(Ca2+) adsorbidos en el espacio Inter laminar.

Etapa 2:desde el punto de vista electrosttico, las cargasnegativas en la arcilla se acumulan en las superficies planas delas laminillas, mientras que los bordes acumulan cargaspositivas. Luego los iones de sodio tienden a concentrarsesobre las caras planas.

Etapa 3: al ponerse en contacto con la arcilla, las molculas deagua son atradas fuertemente hacia las superficies planasdebido a la presencia de los iones sodio cargadospositivamente. Hay que recordar que, a la escala molecular, lasfuerzas electrostticas son las ms importantes.

Etapa 4:en este estado, las molculas de agua se hacen msbipolares, atrayendo a otras de su especie.

Etapa 5: la carga negativa en la superficie de las laminillas seincrementa conforme las molculas de agua se enlazan unascon otras al aumentar su polarizacin. Llega un momento enque la carga superficial es tal, que las lminas se repelen entres separndose unas de otras por lo que el espacio basal seexpande, originando el hinchamiento caracterstico de lasarcillas.


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Etapa 6:las molculas de agua continan llenando el espaciobasal, neutralizando parcialmente las superficies expuestas ymanteniendo las lminas apartadas unas de otras, hasta que elagua es eliminada mediante algn procedimiento de secado, locual origina una contraccin del volumen de la hojuela.

Etapa 7:el equilibrio de la hidratacin es alcanzado cuando termina lamezcla de la arcilla con el agua, dando como resultado una estructurainterna hidratada que hace coincidir los bordes cargados positivamentecon las caras planas cargadas negativamente, de modo que se formauna estructura decastillo de naipes, por lo que las molculas de aguaentran y salen libremente. Este castillo puede derrumbarse medianteuna agitacin vigorosa de la suspensin, pero tiende a formarse denuevo si la agitacin termina, esto es, si el medio queda libre deesfuerzos mecnicos. Este ltimo efecto se debe a que las hojasmantienen la fuerte carga electrosttica que las atrae.

Disperso:en este estado aumenta el nmero de partculas de arcillaaumentando su rea superficial sin afectar su volumen proporcionandouna mayor viscosidad plstica al fluido de perforacin.

Floculacin:esta ocurre cuando los bordes y caras rotas de las arcillasson atradas por las caras y bordes de las otras arcillas formndoseflculos en el fluido de perforacin, ya que la arcilla de formacincomienza a atraerse una a la otra.

De-Floculacin:estado en el cual se rompe el estado floculacin pormedio de un agente qumico (Dispersantes).

Cuando un fluido de perforacin se encuentra en un estado floculado oesta en proceso de floculacin hay que evaluar rpidamente que es loque esta pasando esto antes de tomar una accin precipitada y podertomar la decisin adecuada debido que el problema pueda ser unsimple problema


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44de deshidratacin o reduccin de la fase continua del fluido deperforacin, aunada a una incorporacin de slidos por una malla rota,digo esto puesto que si atacamos el fluido con dispersantes yencapsulantes de manera activa o fuerte sin una previa evaluacinafectaremos su propiedades y el costo del mismo, observando que elproblema persiste en los dos casos antes expuestos debido a que si nose proporciona la suficiente fase continua a medida que se estaevaporando y no se cambian las mallas rotas no se podr resolver elproblema.

Las arcillas tienen dos formas una octaedral y tetraedral, alcombinarse estas forman una estructura cristalina la cual se acomodaen capas parecidas a un juego de cartas para darle la forma a un tipo dearcilla definido. Entre capa y capa existe un espacio llamadoespaciamiento c espaciamiento basal el cual contiene tomos queoriginales de la arcilla y el tamao de este espacio es de 7 A.

Lo buscado al tratar al fluido de perforacin es que ocurra unintercambio catinico entre los compuestos originales como el (sodioque es un cation covalente de baja carga y, este solo se puede asociaren reas que tienen una deficiencia de carga, su potencialrelativamente alto para hidratarse favorece a la hidratacin y a laseparacin de las lminas de arcilla), por uno nuevo como el calcioque es un cation divalente que no puede asociarse efectivamente conuna sola lamina y va a asociarse con dos capas mantenindolas juntasen contacto con el agua el mineral se hidrata pero en menorproporcin que el sodio puesto que esta aferrado a las dos capas delespaciamiento basal, lo cual indica que va a dejar de entrar agua a laarcilla cuando quede saturada a diferencia del elemento original quecomo es covalente se mantiene suelto de un lado de las capas continuahidratndose hasta que se rompa la arcilla por accin mecnica.

Al aplicar un buen tratamiento al fluido de perforacin se obtienenresultados como lo podemos ver en la foto donde observamos que elproceso de osmosis ocurri a la inversa dejando el interior de laarcilla deshidratado o seco en su mayora.


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El anlisis de los recortes de perforacin obtenidos del pozonos brinda muchos datos referentes al yacimiento y al pozo:

Cuando leemos la descripcin de unamuestra de la cabina de MUD LOGGINGo de geologa dice algo as:

Arenisca: Blanquecina, granos muy finos sub redondeados aredondeados, fiable consolidacin pobre, matriz arcillosa, cementosilicio.

Arenisca:beige, granos finos a muy finos en parte cuarzo cristalinos

ocasionalmente lechoso, redondeados a sub-redondeados bienescogidos moderadamente consolidados, cemento calcreo y matrizarcillosa.

O cuando describen una Lutita:gris pardazo, oscuro a gris verdosoclaro, firme, duras, moderadamente dura, muy hidratables, solubles yplsticos, en bloques, en parte laminar quebradizo, micro piritica,micro carbonosa, ligeramente calcrea, (asociado a la presencia deglauconita).

Cada descripcin de estas nos brindan informacin acerca del estratodel pozo, formacin o yacimiento que se esta perforando brindandoindicios de su permeabilidad efectiva hasta su porosidad absoluta, y

nos permite determinar un tratamiento adecuado al fluido deperforacin para asegurar la integridad del pozo y la eficiencia delmismo para esa formacin. Por ello es importante comprender lasdescripciones litolgicas del pozo en cuestin.

La forma de los granos: La forma del grano expresa el grado deRedondez o Angularidad del mismo. Es la forma de desgaste quepresentan las aristas de los granos observados, por efecto del transporteque han sufrido. Seis grados de redondez son reconocidos y son: muyangular, angular, sub-angular, sub-redondeados, redondeados a muyredondeados. Igualmente seis grados de Esfericidad o elongacin sonreconocidos: Desde muy elongados hasta muy esfricosYtambinnos brinda informacin de la porosidad y la permeabilidaddel yacimiento o de la arena en cuestin indicndonos como actuar a lahora de adicionar un material puenteante, o si hay que evitar el uso dequmica que puedan ocasionar dao a la formacin; el cemento y lamatriz nos indican como estn sujetas las partculas de roca los


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46cementos pueden Ser calcreos y silico, la matriz puede ser calcrea oarcillosaLa seleccin del granose refiere a la uniformidad del grano lo cualesta relacionado a la porosidad que es inversamente proporcional a laforma del grano de la roca, esta se lee como buena, moderada,moderadamente buena o mala esta ultima nos indica que lapermeabilidad de la seccin en estudio puede ser pobre en otraspalabras una baja permeabilidad efectiva, cuando se habla de bloque esla forma en se encuentran las lutitas que es en bloques de roca, adiferencia de cuando se habla de laminar la cual nos indica la forma enla cual estn agrupadas las laminas de arcillas que conforman la lutitaque son finas laminas superpuestas una sobre la otra, la cual juega unpapel importante al unirla con las descripciones de hidratacin, dureza,fisil que es cuando de separan fcilmente las laminas de las lutitas,

limosa es cuando podemos rayar la lutita con facilidad la cual es otroindicativo de la compactacin y firmeza de la roca. A continuacin seaclara mas estos conceptos:

Tamao de Grano: Se clasifica segn el tamao de los granosobservados al microscopio con 10 aumentos.(ver clasificacin dePettijhon detallada al comienzo de la seccin, numeral 1).Lossiguientes parmetros pueden ser descritos:

El Sorteamiento o seleccin:esta caracterstica es una medida de ladistribucin de tamaos de grano, se describe de acuerdo con lapoblacin observada de un tamao de grano dado, y dentro de lacantidad total de la muestra. Debe usarse tanto para rocas de granoscementados como sueltos. Una muestra extremadamente bien sorteadatendr todos los granos del mismo tamao. Seis grados de sorteamientose presentan: muy pobremente sorteado, pobremente sorteado,moderadamente sorteado, bien sorteado, muy bien sorteado,

extremadamente bien sorteado.

Dureza:Es una medida del grado de litificacin. Depende del tipo dematriz (si la hay), grado de cementacin, tipo de cemento, ycaractersticas de sedimentacin. Por ejemplo: rata de subsidencia einflujo de sedimentos, temperatura, presin y efectos diagenticos.Esta es un importante parmetro en la estimacin de la porosidad. Es la

propiedad vectorial mecnica que segn Bouma, se clasifica en dospartes:

a.) En arenas calizas y limos:Suelta:Los granos estn apartados unos de otros en la muestra.Friable:Los granos pequeos pueden separarse con la ua. Con elpunzn se separan fcilmente.


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Moderadamente dura :Los granos pueden separarse con las pinzas.Se parten en fragmentos con la mano.

Dura:Los granos no se desprenden con el punzn; fracturas en losgranos y las astillas son duras de romper con la mano.

Muy dura:No se rompen con el punzn.

b.) E n arcillas y lutitas:Plstica:No resiste la presin con el punznBlanda:Muy poco resistente a dicha presin.Firme: Resistente . No se rompe fcilmente.

Dura:Presenta fuerte resistencia.Frgil quebradiza:S e quiebra con facilidad.

Cementacin: Es un proceso qumico por el cual los materialesdetrticos sueltos quedan en su depositacin, unidos por una pasta oamalgama. Tambin se le llama Diagnesis, pues se crea en la etapafinal del ciclo sedimentario, en la que una vez depositados dichosmateriales, sufren una alteracin fsico-qumica que generalmenteprovoca su compactacin final.Los procesos que determinan stadiagnesis son: Recristalizacin, Metasomatismo, Deshidratacin.

El Matrizamiento es un proceso mecnico por el cual se llenan losespacios intersticiales de materiales graneados de cierto grosor, conuna mezcla blanda de material de grano fino a muy fino, durante elproceso de su depositacin. Los grados de cementacin ymatrizamiento son: No consolidado, consolidado, cementado; y lostipos son: Silceo, dolomtico, calcreo, arcilloso.

Dureza: El raspar el fragmento de roca, es un buen mtodo paradistinguir diferentes tipos de litificacin. Los silicatos y materialessilicificados por ejemplo, no pueden ser raspados, pero en cambio, sepueden rayar con una punta metlica. Las calizas y dolomitas sepueden raspar fcilmente; el yeso y la anhidrita reciben raspaduras,como sucede con las arcillas. El chert, afectado por la erosin y laintemperie, es lo suficientemente suave como para ser raspado, y suescasa reaccin con el cido lo distingue de las rocas carbonatadas.

Se debe tener precaucin al realizar esta prueba, pues el material delarmazn es el cemento o matriz constituyente. Por ejemplo, laslimolitas se pueden raspar o rayar, pero al examinarlas con mayoraumento en el microscopio, usualmente se ve que los granos de cuarzohan sido empujados a un lado, sin rasparlos, y que los araazos fueronhechos en el material de la matriz.


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Laminacin: La laminacin de la lutita, aunque no requiere de prueba,es una importante caracterstica de la roca

Al examinar las muestras, el Logger debe saber distinguir entre lutitaque tiene laminacin o fisibilidad, y la limonita (modstone) que tienefragmentos que ceden, pero no tiene caras planas paralelas.

Aflojamiento Y Dilatacin:El aflojarse y dilatarse por efecto del aguaes caracterstico de las montmorillonitas (modelos mayoresconstituyentes de la bentonita), cosa que las distingue de los caolines ylas hilitas.

Parmetros de control y visualizacin de una posible arremetida:

1) disminucin del peso del gancho o de la sarta deperforacin.

2) Disminucin de la presin de bomba.3) Los SPM totales aumentan (STROKES TOTALES DE

LAS BOMBAS)4) Aumento de los niveles en los tanques o tambin un

aumento en la ganancia de manera constante.5) El flujo aumenta6) El gas aumenta siempre y cuando halla presencia de gas

pero cuando esto ocurre casi siempre es tarde.

Parmetro de control y visualizacin de una prdida de circulacin.

1) disminuye los niveles de los tanques.2) La presin de bomba disminuye3) El retorno disminuye o desaparece

Parmetro de control y visualizacin para un posible hoyo o huecoen la tubera.

La presin de bomba cae poco a poco y continuamente, si esto ocurre yno hay prdida de retorno en superficie, ni de los niveles en lostanques, ni de los censores de flujo del taladro.


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Cavings o derrumbes

Estos son los recortes provenientes del pozo los cuales varan dedistintos tamaos y forma que van desde 0,5 cm pasando por 2cm a 10cm de acuerdo a la severidad del dao en el hoyo, estos cavings nosindica que algo esta ocurriendo en relacin a la integridad del pozo entiempo real a medida que se realiza la perforacin, el pronto anlisis deellos brinda la oportunidad de subsanar el problema antes de que seainmanejable el mismo.

Derrumbe angular:

Forma irregular y textura rugosa de las superficiesSuperficies de fractura creadas recientementeLos planos se interceptan con ngulos menores a 90Indican un colapso por compresin de la roca.

Accin correctiva:

Dependiendo de la cantidad: aumentar densidad del lodo1. Si el peso del fluido de perforacin es cercano a la presin de

fractura hay que mantener el peso del fluido.2. Disminuir la prdida de fluidos hacia la formacin controlando

el filtrado del fluido de perforacin lo ms posible.3. Gestionar o mejorar la limpieza del pozo a travs de pldoras y

mtodos operacionales.

Derrumbe astilloso/escamoso:

Morfologa (forma) elongada / escamosa, superficies de fracturasrecientes (cncavo/convexas) estructuras tipo pluma comunes,sugieren colapso por tensin (sobre presin) en operaciones deperforacin bajo balance, tambin son producto o respuesta de unaformacin poro elstica o no compacta a altas ratas de perforacin.


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Accin correctiva:

1. Aumentar densidad del fluido de perforacin.2. Disminuir la rata de penetracin.

Derrumbe tabular:

Morfologa tabular (tamao grande) superficies planas paralelas

frecuentes planos de debilidad pre-existentes (clivaje / fracturas /estratific.)

Acciones correctivas:

1. Minimizar cambios en la densidad del fluido de perforacin.2. Evitar prcticas que desestabilicen el pozo (reaming).3. Agregar aditivos de bloqueo de grietas (agentes puente-antes).4. Dejar de perforar y limpiar el pozo5. Disminuir o controlar el filtrado del fluido hacia la formacin.


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NOTAS


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El porque del gas en el lodo de perforacin.

Hay varias formas mediante las cuales se incorpora gas al fluido deperforacin.

1) PF < PH + PB2) PF = PH +PB y se para bombas (conexin)3) Al perforar una zona sobre presionada y dichos recortes

contienen gas a medida que los recortes son trasladadosdel fondo del hoyo hasta la superficie el gas contenido enellos se libera y expandindose ocupando un mayorvolumen.

4) Por influjos de agua salada que contiene gas entrampadoel cual se canaliza en el pozo a medida que sube este gasse expande provocando la salida del fluido de

perforacin de manera rpida y descontrolada claro enuno de los casos mas crticos.Cuando se esta perforando y hay back Graun de gas y durante las

conexiones este aumenta hay que hacer dos cosas:1) Circular hasta sacar la burbuja de gas.2) Aumentara el peso del lodo.

Hay otra forma de saber si es necesario aumentar el peso dellodo se apagan las bombas y luego se circula un fondo arriba si estefondo arriba viene con gas hay que aumentar el peso del lodo.

Pldora para despegar tuberas con concentrado 111:

Se prepara 3:1 lo que quiere decir que 3 partes de concentrado poruna de vassa en otras palabras:Vp= 3 conct + 1 vassa (eq 1)C= 3 conct, vp = c + vassaCon esto determinamos el volumen de la pldora sin peso y suconcentracin luego le adicionamos peso mediante varita y de esemodo determinamos el volumen de la pldora.Para saber cuanto volumen es necesario se toma desde la mecha hastala zapata.Nota importante: no mezclar con lodo base aceite hay que limpiar bienlos tanques antes de la transferencia ya que se flocula y forma unaespecie de revoque en todo el tanque, se bombea con un colchn debasa adelante y uno por detrs.

Densidad equivalente:Se calcula la long del volumen de vassa inyectado al pozo con el tvd sedetermina cuanto espacio ocupa el lodo en el pozo.Tvd = long lodo + long vassa.Con ello se calcula la presin hidrosttica para cada columna defluido luego se suman las presiones esta presin obtenida es lapresin del fondo del pozo y con ella se calcula la equivalente en elfondo del well


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53Lodo base aceite:cuando este lodo pierde parte de su brillo yaumenta la reologa, hay que tratarlo con un poco de dilucin defluido base luego tratarlo con RM-63 como lubricante, se le agregaun poco de agua como segunda dilucin lo permitido es un 3% deagua, de este modo el lodo se torna mas disperso retoma su color ydisminuye la reologa bajando VP, PC y los geles, adicional a loanterior hay que agregarle cal al lodo esto es muy importante.

Cuando huele en el flow line o flow diverte esto es que hay gas

entrando y al lodo le hace falta cal para controlar el influjo de gas.

Procedimiento para cambio de lodo de alto peso y bajo peso:

La idea del trabajo es tratar en superficie todo el lodo del sistemaactivo, si se esta viajando es ideal por que se trabaja en superficie yen primer lugar en el tanque de succin de las bombas para que amedida que se llene el pozo se haga con el lodo del peso requerido yel tiempo de circulacin sea menor, en el otro caso cuando se mandaa bajar peso al sistema y se esta perforando o circulando elprocedimiento indica que si se cuenta con una emulsin o lodo sinpeso se le puede agregar al sistema para disminuir su peso pero hayque tomar en cuenta el volumen a manejar por lo cual lo mas seguroes que tendrs que sacar lodo del sistema para reserva lo cual indicaque sea necesaria menor cantidad de lodo sin peso para tratar elsistema y tendrs lodo pesado para adicionarle al sistema en elmomento que lo requiera o realizar las distintas pldoras con pesocomo las de barrido viscosas pesadas etc.

El uso de baches pesados es excelente para densificar el sistemapermite hacerlo rpidamente sin perdidas de tiempo por lo cual esaconsejable tener un lodo pesado para estas ocasiones.

Nota:es aconsejable tener una pldora viscosa como espaciador entrelos dos tipos de fluidos o lodos.

Lodos lino sulfonato y de base agua:

Al realizar una comparacin de la viscosidad de embudo en la

entrada y en la salida se puede determinar si al lodo le falta fase

continua debido a que la viscosidad del lodo aumenta a medida que

aumente el contenido de slidos en el sistema, esto tiene dos maneras

de tratarlo la primera es agregando dilucin de agua, para dispersar

a los slidos y darle vida al lodo, tambin hay que agregarle


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54tratamiento de dispersante as el trabajo con el agua es de mayor

rapidez al separar los slidos, si ocrrelo contrario y en la salida al

realizar el embudo se observa que es menor que en la entrada se

puede inferir que hay algn tipo de aporte que esta dispersando el

lodo y a contaminado el lodo, lo primero que hay que hacer es

realizarle pruebas al lodo para determinar que tipo de aporte o

contaminante esta presente de ese modo poderlo tratar.

El lodo base agua: huele mal cuando le falta cal este olor se puede

percibir tanto en los tanques como en el flow line.

El lodo base aguase le agrega una dilucin en barriles igual o mayor

al dimetro de la mecha.

Ejemplo:mecha de 6" se le agrega de 6 a 8 bbl de agua por lo menos.

Hay que tener una dilucin de soda custica y cal para mantener el

PH del lodo en los rangos ptimos necesarios para el tipo de lodo

formulado.

Para cambiar el peso del lodo al sistema entero

Para cambiar el peso del lodo al sistema entero hay que adicionarle

BAROID, CARBONOX (barita y carbonato de calcio) en el caso que

se quiera aumentar el peso al sistema, y la adicin de dilucin (agua oaceite) en el caso que quiera disminuir la densidad del lodo, pero hay

que tomar en cuenta las concentraciones (productos) a agregar por

que de lo contrario el fluido de perforacin perdera sus propiedades

geolgicas; hay que tomar las previsiones de calcular cuanto material

necesitas para preparar o diluir un fluido de perforacin .

La pldora pesada tiene que estar 1 2 puntos por encima del peso

del lodo y hay que considerar las restricciones en la tubera, motores

de fondo mechas con jet vlvula flotadora.


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La pldora viscosa es para desplazar un fluido de perforacin por

otro

El peso de una pldora viscosa varia de un punto a punto y medio por

encima del peso del lodo, recordando que debe de ocupar un espacio

de 500 ft en la tubera, para evitar la canalizacin y la mezcla de los

dos fluidos de perforacin

Calculo de las perdidas por ripio

Lo primero es el clculo de una retorta para determinar el % de

humectacin de los ripios

Ejemplo:

Un pozo con revestidor hasta 1000 ft luego se perforo 200 ft con una

mecha de 6"

Se calculo un vol de 6.99 bbl de la retorta se obtuvo un 26%. Se halla

el 26% de los 6.99 bbl del hoyo lo que resulta en 1.9 bbl de lodos

perdidos por humectacin.

Desplazar una pldora:Lo primero que hay que hacer para dejar una pldora en el primertubo es bobear la pldora luego se desplaza los barriles que hay en lalnea del taladro con los stk necesarios pero a la mitad de este modose desplaza bien y se le da tiempo a que la pldora trabaje.

Circulacin de un pozo:hay que tener en cuenta que cuando se

circular un pozo socavamos las paredes del mismo por lo cual

periodos prolongados de circulacin no son recomendados para pozos

muy inestables, en ocasiones son parte de las practicas operacionales

de un rea o pozos ya que es necesario el ensanchamiento del hoyo

para una futura operacin como es el caso de bajar un revestidor, de

este modo en una arena o formacin Mobil se asegura que el

revestidor baje y que la formacin no cierre el hoyo antes de colocar

el revestidor en su sitio.

Punto cedente:

Es la minima fuerza necesaria para iniciar el movimiento, en el campo

se traduce como la fuerza que requiere vencer los ripios para

decantar en condiciones dinmicas. Tambin se traduce en


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56acarreo de ripios, debido a que esta fuerza debe de ser lo

suficientemente fuerte para llevar los recortes desde el fondo del

hoyo hasta la superficie y estas fuerzas no deben de ser muy

grandes debido que seria necesario el aumento de la presin de

bombeo, lo cual genera un aumento en el ECD, mayores

presiones ejercidas hacia la formacin y posiblemente

ocasionara una fractura a la formacin dicha fractura afectara

la perforacin, de dos formas la primera la perdida de

circulacin inducida, y la segunda es que la frontera de fractura

seria mas corta debido que la fuerza requerida para ocasionar

una fractura en la formacin es mucho menor a la requerida

para mantenerla abierta, y esto afectara la perforacin si

aunamos que dicho punto este cercano al balance o desbalance

entre la presin de formacin y la presin hidrosttica del fluido

de perforacin.

El DURATONE HT reacciona con el EZ CORE y la cal

esto ayuda a bajar las propiedades reolgicas, si estas

estn altas no hay que adicionar agua ni

BARACTIVE.

La prueba de HPHT es el filtrado en cc de un lodo en 2

pulg2de rea, en la prueba API es 4 pulg2

Caso particular:

En ocasiones ocurre algo particularmente extrao cuando se bombea

al pozo un lodo con una densidad dada, este al salir del pozo

viene con una densidad inferior pero no hay presencia de gas de

formacin ni ningn aporte de fluido desde la formacin al

pozo, tampoco se ve afectado con el tiempo el peso del fluido en

superficie, esto tiene una explicacin sencilla, el fluido de

perforacin que sale del pozo viene con recortes estos recortes

son de menor densidad que el lodo y al ocupar el espacio que

representa su volumen este disminuye el peso pero pasa en

ocasiones que es pasado por la malla del embudo y dirs que la


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57adicin de slidos al fluido de perforacin aumenta el peso mas no lo

disminuye, si es cierto pero lo que pasa es que los recortes de

formacin tienen contenido dentro de ellos agua connata o de

formacin, aceites o gases este contenido se incorpora en el

lodo como para afectar el peso en superficie.

Problemas con espuma:

Lo buscado es romper la tensin superficial entre la capa superior del

fluido de perforacin y la espuma formada en su superficie por

la reaccin qumica entre los productos qumicos o por una

mala adicin.

Mediante la aplicacin de productos anti-espumantes

estos son efectivos.

La aplicacin de gasoil o vassa.

Mediante un mtodo mecnico no muy efectivo pero

cuando no hay nada ms la aplicacin de carbonato o

bentonita por encima.

Uso del acetato de potasio y el glicol: Se diluye el acetato en

agua fenezca o de perforacin solo, luego se agrega el glicol,

es agregado al lodo como dilucin.

Uso del EZ-GLIDE el funciona diluido en agua y no puro peroes agregado al lodo base agua puro ya que su fase continua es

agua.

El CARBONOXhay que premezclarlo con vassa antes de mezclarlo

con lodo o con el sistema para evitar que afecte la reologa del

lodo.

Punto de aninina:es el punto en el cual la vassa y el gasoil se hacen

misibles.


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58El PAC-Rse aade lento y proporciona viscosidad progresiva que va

en aumento hasta que se estabiliza, al fluido de perforacin

base agua.

PILDORAS ANTI-PERDIDAS

Pldora base agua Antiperdida: DE 352 LPB

12 LBP BARACAR 600

60 LPB STEEL-SEAL

60 LPB WALL-NUT

10 LPB KRUSEAL

80 LPB BAROFIBRE CORSE

30 LPB Mica gruesa.

Pldora de 157 LPB:

60 LPB BAROFIBRE GRUESA

17 LPB STEEL-SEAL

60 LPB WALL-NUT

20 LPB Mica gruesa.

Lodo viscoelstico formulacin:

BARAZAN 2 LPB

DEXTRID 2 LPBPAC-R 1 LPB

Carbonato 70/75 15 LPB

Carbonato 115/120 15 LPB

EZ-GLIDE 3%

Se usa baches de:

BARAZAN 6 SXS, DEXTRID 3 SXS, PAC-R 2 SXS

PROPIEDADES: YP (37-40), VE (49-54)


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59SISTEMAS VISCOELASTICOS

La Visco elasticidad es el grado de deformacin o esfuerzo elsticoalcanzado por un fluido antes de iniciar su transformacin de unestado casi slido a un estado casi liquido de all se tiene que unfluido viscoso se deforma o fluye al aplicarle tanto un esfuerzo comouna deformacin, pero no se recupera cuando se suspende la fuerza,mientras que un fluido elstico recupera su forma original al removerel esfuerzo, siempre y cuando la deformacin no exceda el limiteelstico del material.

Estos se caracterizan por tener altas viscosidades a bajas tasas de cortey desarrollar altos geles instantneos pero frgiles y de fcil ruptura;adems ofrecen baja resistencia al flujo con mnima presin de fondo y

exhiben un esfuerzo verdadero de cadencia elevado que indica latransicin del estado casi slido al estado casi lquido bajo condicionesde corte mnimo.

Estos fluidos se utilizan para la perforacin de pozos Horizontales y/odireccionales por su gran capacidad de limpieza y suspensin aun encondiciones estticas, minimizando la formacin de lechos o camada

de ripios que usualmente se forman en la zona de mxima desviacindel pozo.

Los fluidos pseudo plsticos se caracterizan por dar valores bajos den y altos de k a bajas velocidades de corte, es por ello que esrecomendable al usar estos fluidos, tratar de mantener valores de n lomas bajo posibles y al mismo tiempo mantener valores de k lo

suficientemente altos como para proveer una buena capacidad delimpieza

En la preparacin de los sistemas visco elsticos no se utilizan lasarcillas comerciales como viscosificantes y de control de slido yaque estas son afectadas por los polmetros usados como inhibidoresproducindose un intercambio inico entre los slidos arcillosos y losaditivos usados para la inhibicin y adems porque estos slidoscausan problemas de taponamiento y dan geles progresivosdependiente del tiempo.

En reemplazo de las arcillas comerciales, se utilizan Biopolmerosobtenidos mediante un proceso de fermentacin bacteriana. Losbiopolmeros son afectados severamente por el cemento producto delas diversas cementaciones que se realizan durante el proceso deperforacin.


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LODO CONTAMINADO POR GAS

La contaminacin del fluido por el gas ocurrefrecuentemente durante las tareas de perforacin y esto puede serconsiderado como una seal anticipada de una arremetida en potencia.Sin embargo, no es una indicacin definitiva de que ya ha ocurrido unaarremetida o de su inminencia. Parte esencial del anlisis de esta seales determinar hoyo abajo las causas de contaminacin del fluido porgas. La contaminacin por gas ocurre como resultado de una o ms delas siguientes situaciones dentro del hoyo:

1. Penetracin de formaciones de gas con fluido del peso correctoen el hoyo.

2. Achique mientras se hacen conexiones a la sarta o durante los

viajes de la misma.3. Descarga de gas de formaciones cuya presin intersticial es

mayor que la presin hidrosttica ejercida por el flujo.

GAS EN LOS RIPIOS.

Cuando la presin hidrosttica es mayor que la presinintersticial de la formacin de gas que se perfora, no habrtransferencia de gas de la formacin al fluido. No obstante, el gascontenido en los ripios se mezclar con el fluido y lo contaminar.

A medida que el gas es circulado desde el fondo del pozopor el espacio anular, se va expandiendo poco a poco y ya cerca de lasuperficie se expande rpidamente. Debido a sta rpida expansin, elpeso del fluido se reduce considerablemente al ir saliendo del pozo. Enalgunos casos esta reduccin de peso puede ser extrema, pero esposible que no signifique una arremetida. Usualmente, slo ocurre unapequea reduccin o prdida en la presin de fondo, debido a que lagran expansin del gas y la reduccin del peso del fluido afectado seproduce en la parte superior del hoyo, y todava existe fluido de peso

adecuado en la mayor parte de este.

Frecuentemente, cuando el gas trado por los ripios llega ala superficie, se debe cerrar el Impide-Reventones anular y el fluidodeber circularse por el mltiple de estrangulacin. Esto evita que elgas en expansin arroje el fluido por el niple campana. Si esto sepermitiese, se reducira la presin hidrosttica debido a la prdida del

fluido del hoyo.

DETECCIN DE GAS DURANTE VIAJES / CONEXIONES

Luego de circular todos los residuos desde el fondo,despus de un viaje de conexin, un volumen mayor de gas mezclado

en los retornos del fluido, puede causar momentneamente unareduccin de la densidad del fluido. Si el pozo no fluy cuando se


67/82

61Pararon las bombas durante el viaje, o la conexin, puede

suponerse razonablemente que el gas fue succionado hacia el hoyo porel movimiento de la tubera. Estos dos (2) valores pueden indicar unaumento de presin en la formacin cuando se comparan con los datosobtenidos durante los viajes y conexiones hechas anteriormente.

FLUJO DE GAS

El flujo o alimentacin de gas proveniente de una arena degas durante la perforacin es una situacin seria. Esto ocurre cuando lapresin intersticial de la formacin excede de la presin hidrostticadel fluido ms las prdidas por friccin ocasionadas por la circulacinen el espacio anular. Una vez que este flujo comienza, si se continacirculando sin aplicar medidas apropiadas de control de la presin en la

superficie, puede inducir un flujo adicional de gas, ya que la densidadde la columna hidrosttica continuamente disminuye debido al flujo defluidos de la formacin.

PERFORACIN DE UNA ARENA ACUFERA.

Cuando se perfora una arena acufera permeable, cuyapresin intersticial es mayor que la presin hidrosttica del flujo, elagua fluir hacia el pozo. Segn el diferencial de presin existenteentre la formacin y el fluido, el grado de flujo puede observarsemediante la aparicin del fluido de menor densidad en la superficie, elaumento del volumen en el tanque, o los cambios en el contenido delos cloruros en el agua.

La contaminacin del flujo, pueden resultar tambin en la succin operforacin de una arena acufera. Cuando se perfora una arenaacufera permeable, el agua, como el gas y el petrleo, se mezclarncon el fluido. En estas circunstancias, los retornos del fluido soncontaminados por la solucin del gas en el agua ms que por el agua

misma. El volumen del agua contenido en una formacin que seperfora si no est acompaado de gas no afectar el peso del fluido, amenos que haya un fluido de agua salada.


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62

Tablas


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63ENGINEERING CALCULATIONU.S. OILFIELD & METRIC UNIT CONVERSION CHART

Multiply This By To Obtain

Volume:

Barrel (Bbl) 5.615 cubic feet (ft3)

Barrel (Bbl) 0.159 cubic meter (m3)

Barrel (Bbl) 42 gallon, U.S. (gal)

Gallon, U.S. (Gal) 3.785 liter (l)

Cubic Meter (M3) 6.289 barrel (bbl)

Cubic Meter (M3) 1000 liter (l)

Mass or Weight

Kilogram (Kg) 2.204 pound (lb)

Pound (Lb) 0.454 kilogram (kg)

Ton, U.S. (T) 2000 pound (lb)

Metric Ton (Mt) 1000 kilogram (kg)

Metric Ton (Mt) 2204 pound (lb)

Metric Ton (Mt) 1.102 ton, U.S. (t)

Length

Feet (Ft) 0.3048 meter (m)

Inch (In) 2.54 centimeter (cm)

Inch (In) 25.4 millimeter (mm)

Meter (M) 3.281 feet (ft)

Pressure

Lb/In2 (Psi) 6.895 kiloPascal (kPa)

Lb/In2 (Psi) 0.06895 bar (bar)

Lb/In2 (Psi) 0.0703 kg/cm2

Kilopascal (Kpa) 0.145 lb/in2 (psi)

Bar (Bar) 100 kiloPascal (kPa)

Atmosphere 14.7 lb/in2(psi)

Bar 14.5 lb/in2(psi)

Density

Pound/Gallon (Ppg) Or (Lb/Gal) 119.83 kg/m3 and g/l

Kilogram/Cubic Meter (Kg/M3) 0.008345 ppg or lb/gal

Pound/Gallon (Ppg) Or (Lb/Gal) 0.11983 g/cm3, kg/l, or SGPound/Cubic Feet (Pcf) Or(Lb/Ft3)

16.02 kg/m3and g/l

G/Cm3, Kg/L, Or SG 8.345 ppg or lb/gal

Concentration

Pound/Gallon (Ppb) Or (Lb/Bbl) 2.853 kg/m3 and g/l

Kilogram/Cubic Meter (Kg/M3) 0.3505 ppb or lb/bbl

Temperature

Centigrade (C x 1.8) + 32 Fahrenheit

Fahrenheit (F - 32) x 0.556 Centigrade


70/82

64Volumen m3

Galnamr.

litro Barril amr. Pie3

m3 264.170 1000 6.2898 35.315

Galn amr 0.0038 3.785 6.0238 0.134

litro 0.0010 0.264 0.0063 0.035

Barril amr 0.1589 42 158.988 5.615

Pie3 0.0283 7.481 28.317 0.1781

Peso Kilogramo Libra Ton. Mtr. Ton. largaTon.corta

Kilogramo 2.205 0.0010 0.00098 0.0011

El Libro Negro de Fluido

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