Fluido de Perforación

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Fluido de perforación En la ingeniería geotécnica, se utiliza fluido de perforación para ayudar a la perforación de pozos de sondeo en la tierra. A menudo se utiliza durante la perforación de pozos de petróleo y gas natural, y en las plataformas de perforación de exploración, los fluidos de perforación se utilizan también para pozos mucho más simples, tales como pozos de agua. Fluido de perforación líquido a menudo se denomina lodo de perforación. Las tres categorías principales de los fluidos de perforación son lodos a base de agua, lodos no acuoso, generalmente llamado lodo a base de aceite, y el fluido de perforación gaseosa, en el que se puede utilizar una amplia gama de gases. Las principales funciones de los fluidos de perforación incluyen el suministro de presión hidrostática para evitar que los fluidos de formación de entrar en el agujero del pozo, manteniendo la broca fresco y limpio durante la perforación, llevar a cabo cortes de perforación, y la suspensión de los detritos de perforación durante la perforación está en pausa y cuando el conjunto de perforación se pone en y fuera del agujero. El fluido de perforación utilizado para un trabajo en particular se selecciona para evitar daños a la formación y para limitar la corrosión. Tipos de fluido de perforación Muchos tipos de fluidos de perforación se utilizan en el día a día. Algunos pozos requieren que los diferentes tipos se utilizan en diferentes partes en el agujero, o que algunos tipos

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Fluido de perforacinEn la ingeniera geotcnica, se utiliza fluido de perforacin para ayudar a la perforacin de pozos de sondeo en la tierra. A menudo se utiliza durante la perforacin de pozos de petrleo y gas natural, y en las plataformas de perforacin de exploracin, los fluidos de perforacin se utilizan tambin para pozos mucho ms simples, tales como pozos de agua. Fluido de perforacin lquido a menudo se denomina lodo de perforacin. Las tres categoras principales de los fluidos de perforacin son lodos a base de agua, lodos no acuoso, generalmente llamado lodo a base de aceite, y el fluido de perforacin gaseosa, en el que se puede utilizar una amplia gama de gases.Las principales funciones de los fluidos de perforacin incluyen el suministro de presin hidrosttica para evitar que los fluidos de formacin de entrar en el agujero del pozo, manteniendo la broca fresco y limpio durante la perforacin, llevar a cabo cortes de perforacin, y la suspensin de los detritos de perforacin durante la perforacin est en pausa y cuando el conjunto de perforacin se pone en y fuera del agujero. El fluido de perforacin utilizado para un trabajo en particular se selecciona para evitar daos a la formacin y para limitar la corrosin.Tipos de fluido de perforacinMuchos tipos de fluidos de perforacin se utilizan en el da a da. Algunos pozos requieren que los diferentes tipos se utilizan en diferentes partes en el agujero, o que algunos tipos pueden usar en combinacin con otros. Los diversos tipos de fluido generalmente se dividen en varias categoras amplias: Aire: El aire comprimido es bombeado sea por espacio anular del pozo de sondeo o bajar la sarta de perforacin en s. Aire/agua: El mismo que el anterior, con agua aadida para aumentar la viscosidad, enjuagar el agujero, proporcionar ms refrigeracin, y/o para controlar el polvo. Aire/polmero: Un producto qumico especialmente formulado, se refiere como un tipo de polmero ms a menudo, se aade a la mezcla de agua y aire para crear condiciones especficas. Un agente de formacin de espuma es un buen ejemplo de un polmero. Agua: El agua por s mismo se utiliza a veces. Lodo a base de agua: Un sistema de lodo a base de agua ms bsico comienza con agua, a continuacin, arcillas y otros productos qumicos se incorporan en el agua para crear una mezcla homognea que se asemeja algo entre la leche de chocolate y una malta. La arcilla es por lo general una combinacin de arcillas nativas que estn suspendidas en el fluido durante la perforacin, o tipos especficos de arcilla que se procesan y se venden como aditivos para el sistema de WBM. El ms comn de ellos es bentonita, que se refiere a la frecuencia en el campo petrolfero como "gel". Gel probable hace referencia al hecho de que mientras que se est bombeando el fluido, que puede ser muy delgada y de flujo libre, aunque se detiene cuando el bombeo, el fluido esttico construye una estructura de "gel" que resiste el flujo. Cuando se aplica una fuerza de bombeo suficiente para "romper el gel", se reanuda el flujo y los retornos de lquido a su estado anterior de flujo libre. Muchos otros productos qumicos se aaden a un sistema de WBM para lograr varios efectos, incluyendo: control de la viscosidad, la estabilidad de esquisto, mejorar la tasa de perforacin de la penetracin, la refrigeracin y lubricacin de los equipos. Lodo a base de aceite: lodo a base de aceite puede ser un barro donde el fluido de base es un producto de petrleo como combustible diesel. Lodos a base de aceite se utilizan por muchas razones, un poco de ser mayor lubricidad, el aumento de la inhibicin de esquisto, y una mayor capacidad de limpieza con menor viscosidad. Lodos a base de aceite tambin soportar mayor calor sin descomponerse. El uso de lodos a base de aceite tiene consideraciones especiales. Estos incluyen el costo, las consideraciones ambientales como la eliminacin de los recortes en un lugar apropiado para aislar la posible contaminacin del medio ambiente y las desventajas de exploracin del uso de lodo a base de petrleo, especialmente en pozos exploratorios por incapacidad para analizar muestras de petrleo en esquejes, ya que el lodo a base de aceite tiene fluorescencia confundir con el aceite original de la formacin. Por lo tanto induce la contaminacin de los recortes de las muestras, ncleos, ncleos laterales para el anlisis geoqumico de TOC y las mscaras de la determinacin real de la gravedad API debido a esta contaminacin. Fluidos de base sinttica: El lquido sinttico a base de un fango donde el fluido base es un aceite sinttico. Esta es la ms utilizada en las plataformas en alta mar, ya que tiene las propiedades de un lodo a base de petrleo, pero la toxicidad de los gases lquidos son mucho menos de un fluido a base de aceite. Esto es importante cuando los hombres trabajan con el fluido en un espacio cerrado, como una plataforma de perforacin en alta mar. Los mismos problemas ambientales y de contaminacin para el anlisis de muestras de roca se produce utilizando un fluido base sinttico. En una plataforma de perforacin, lodo se bombea desde los tanques de lodo a travs de la sarta de perforacin donde se roca de boquillas en la broca, de limpieza y refrigeracin de la broca de perforacin en el proceso. El lodo a continuacin, lleva a la roca triturada o cortar el espacio anular entre la sarta de perforacin y los lados del agujero que se est perforando, a travs de la carcasa de la superficie, donde emerge de nuevo en la superficie. Las estacas se filtran a cabo ya sea con un agitador de pizarra, o la ms reciente tecnologa de transporte de esquisto y el lodo vuelve a los fosos de lodo. Los fosos de lodo dejar que los "finos" perforados se asientan; las fosas son tambin donde el fluido se trata mediante la adicin de productos qumicos y otras sustancias.El barro puede volver contener gases naturales u otros materiales inflamables que se acumulan en los alrededores de la zona de agitador/transportadora pizarra o en otras reas de trabajo. Debido al riesgo de un incendio o una explosin si se inflaman, sensores de monitoreo y equipos especiales certificada a prueba de explosin se suele instalar, y se aconseja a los trabajadores a tomar las precauciones de seguridad. El lodo se bombea de nuevo en el agujero y posterior re-circulado. Despus de la prueba, el barro se trata peridicamente en los fosos de lodo para asegurar propiedades que optimizan y mejoran la eficiencia de la perforacin, la estabilidad del pozo, y otros requisitos que se enumeran a continuacin.FuncinLas principales funciones de un lodo de perforacin se pueden resumir de la siguiente manera:Quite las estacas de bien El fluido de perforacin lleva la roca excavada por la broca de la pieza a la superficie. Su capacidad para hacerlo depende de corte de tamao, la forma y la densidad y la velocidad del fluido viaja hasta el pozo. Estas consideraciones son anlogas a la capacidad de una corriente para llevar a sedimentos; grandes granos de arena en una corriente de movimiento lento se depositan en el lecho de la corriente, mientras que los pequeos granos de arena en una corriente de movimiento rpido se realizan junto con el agua. La viscosidad del lodo es otra propiedad importante, como esquejes se depositan en el fondo del pozo si la viscosidad es demasiado baja.Otras propiedades incluyen: La mayora de los lodos de perforacin son tixotrpico. Esta caracterstica mantiene los esquejes suspendidos cuando el lodo no se est moviendo durante, por ejemplo, de mantenimiento. Los lquidos que tienen adelgazamiento por corte y viscosidades elevadas son eficientes para la limpieza del pozo. Velocidad anular superior mejora el transporte de corte. Relacin de transporte debe ser de al menos el 50%. Fluidos de alta densidad pueden limpiar agujero adecuadamente incluso con velocidades del anillo inferior. Sin embargo, puede tener un impacto negativo si el peso del lodo es superior a la necesaria para equilibrar la presin de la roca circundante, por lo que el peso del lodo no suele estar aumentada para la limpieza del agujero. Superior rotativos velocidades taladro de cadena de introducir un componente circular, a la ruta de flujo anular. Este flujo helicoidal alrededor del taladro cuerdas provoca cortes de perforacin cerca de la pared, donde se producen malas condiciones de limpieza del pozo, para entrar en las regiones de transporte ms altos de la corona circular. El aumento de la rotacin son los mejores mtodos en camas altas angulares y horizontales. Suspender y liberar esquejes Debe suspender los recortes de perforacin, materiales de peso y aditivos en una amplia gama de condiciones. Perforar esquejes que se asientan lata puentes causas y llenan, lo cual puede causar pegado-pipe y perdieron la circulacin. Peso de material que se deposita se conoce como ceder, esto provoca una amplia variacin en la densidad del fluido del pozo, esto ocurre con ms frecuencia en un ngulo alto y pozos calientes Las altas concentraciones de slidos de perforacin son perjudiciales para: Eficiencia de la perforacin Tasa de Penetracin Propiedades del lodo que se encuentran suspendidas deben ser equilibrados con propiedades en la reduccin de la eliminacin de equipos de control de slidos Para los controles efectiva de los slidos, los slidos de perforacin deben ser retirados de barro en la primera circulacin del pozo. Si recirculada, esquejes se rompen en trozos ms pequeos y son ms difciles de eliminar. Llevar a cabo una prueba para comparar el contenido de arena del lodo en la lnea de flujo y tanque de succin. Controlar las presiones de formacin Si aumenta la presin de la formacin, la densidad del lodo tambin se debe aumentar, a menudo con la barita para equilibrar la presin y mantener la estabilidad del pozo. Presiones de formacin balanceada va a producir una afluencia inesperada de la presin en el pozo que puede dar lugar a un escape de fluidos de la formacin presurizadas. La presin hidrosttica = densidad del fluido de perforacin * verdadera profundidad * aceleracin vertical de la gravedad. Si la presin hidrosttica es mayor que o igual a la presin de formacin, fluido de formacin no fluir en el pozo. Bueno significa que no hay control de flujo incontrolable de fluidos de la formacin en el pozo. La presin hidrosttica tambin controla las tensiones causadas por las fuerzas tectnicas, estos pueden hacer pozos inestables incluso cuando la presin del fluido de formacin es equilibrada. Si la presin de formacin es inferior a la normal, aire, gas, niebla, espuma rgida, o lodo de baja densidad se puede utilizar. En la prctica, la densidad del lodo debe ser limitada al mnimo necesario para el control y as la estabilidad del pozo. Si es demasiado bueno que puede fracturar la formacin. Seal formaciones permeables Presin de la columna de lodo debe ser superior a la presin de formacin, en esta condicin filtrado de lodo invade la formacin, y una torta de filtro de lodo se deposita sobre la pared del pozo. Mud est diseado para depositar, torta de filtracin de baja permeabilidad delgado para limitar la invasin. Los problemas se producen cuando se forma una torta de filtracin gruesa, las tensiones en agujero, mala calidad del registro, tubera atascada, la circulacin perdida y dao de formacin. En las formaciones de alta permeabilidad con grandes gargantas calibre, lodo puede invadir la formacin, en funcin de barro tamao de slidos; Utilizar agentes de obturacin para bloquear gran abertura, y luego slidos del lodo pueden formar el sello. Para mayor efectividad, agentes de obturacin debe ser el tamao medio de los espacios/fracturas poros. Agentes de correspondencia. Dependiendo del sistema de lodo en uso, una serie de aditivos puede mejorar la torta de filtro. Mantener la estabilidad del pozo Las propiedades del lodo Composicin qumica y deben combinar para proporcionar un pozo estable. Peso del lodo debe estar dentro de la gama necesaria para equilibrar las fuerzas mecnicas. La inestabilidad del pozo = desprendimiento formaciones, que pueden causar condiciones apretado agujero, puentes y rellenar en los viajes. La estabilidad del pozo = agujero mantiene el tamao y forma cilndrica. Si se agranda el agujero, se vuelve dbil y difcil de estabilizar, dando lugar a problemas como la baja velocidad anulares, mala limpieza del pozo, carga de slidos y la mala evaluacin de la formacin En la arena y formaciones de areniscas, la ampliacin del agujero se puede lograr mediante acciones mecnicas. Dao de la formacin se reduce en un sistema hidrulico conservadora. Una buena calidad de torta de filtro que contiene bentonita es conocido para limitar la ampliacin perforacin. En las pizarras, el peso del lodo es suficiente para equilibrar el estrs formacin, ya que estos pozos son generalmente estables. Con lodo a base de agua, las diferencias qumicas pueden causar interacciones entre el barro y pizarra que conducen al debilitamiento de la roca nativa. Altamente fracturadas, lutitas frgiles y secos pueden ser extremadamente inestable. Varios inhibidores qumicos pueden controlar las interacciones de barro/esquisto Fluidos de perforacin a base de aceite se utilizan para perforar la mayora de lutitas sensibles al agua en zonas con condiciones de perforacin difciles. Para aadir la inhibicin, emulsionados salmuera fase fluidos de perforacin se utilizan para reducir la actividad de agua y crea fuerzas osmticas para evitar la adsorcin de agua por esquistos. Minimizar el dao a la formacin Dao en la piel o cualquier reduccin en la formacin natural de porosidad y permeabilidad constituye dao a la formacin Daos ms comunes; Lodo o slidos de perforacin invaden la matriz de la formacin, la reduccin de la porosidad y la piel causando efecto Hinchazn de las arcillas de formacin dentro del depsito, la reduccin de la permeabilidad La precipitacin de slidos debido a la mezcla de filtrado de lodo y formaciones de fluidos que resulta en la precipitacin de sales insolubles Filtrado de lodo y los fluidos de formacin forman una emulsin, la reduccin de depsito de porosidad Fluidos de perforacin o reparacin de pozos y fluidos de terminacin especialmente diseado, minimizar el dao de formacin. Enfriar, lubricar y apoyar el conjunto de bits y de perforacin El calor se genera a partir de las fuerzas mecnicas e hidrulicas en el bit y cuando la sarta de perforacin gira y se frota contra la carcasa y del pozo. Enfriar y transferencia de calor lejos de la fuente e inferior a la temperatura del fondo del pozo. Motores Si no, el bit, sarta de perforacin y el barro fallaran ms rpidamente. Lubricacin basa en el coeficiente de friccin. Aceite y lodo de base sinttica generalmente lubrican mejor que lodo a base de agua. Monto de la lubricacin proporcionada por el fluido de perforacin depende del tipo y la cantidad de slidos de perforacin y materiales de peso composicin qumica del sistema. La mala lubricacin provoca un alto par y arrastre, la comprobacin de calor de la sarta de perforacin, pero estos problemas tambin son causados por estar clave, mala limpieza del pozo y los conjuntos correctos orificio inferior del diseo. Los fluidos de perforacin tambin soportan parte de drill-cuerda o la caja a travs de la flotabilidad. Poner en suspensin en el fluido de perforacin, impulsado por la fuerza igual al peso del lodo, lo que reduce la carga en el gancho de gra. Peso que cabria puede apoyar limitada por la capacidad mecnica, aumentar la profundidad para que el peso del taladro cuerdas y la caja aumento. Cuando se ejecuta largo, cadena pesada o cubierta, la flotabilidad posible correr sartas de revestimiento cuyo peso exceda la capacidad de carga del gancho del equipo de perforacin. Transmitir la energa hidrulica a las herramientas y bits La energa hidrulica proporciona energa al motor de lodo de rotacin de la broca y herramientas MWD y LWD. Hidrulico base de los programas en las boquillas de bits de tamao disponible para la bomba de fango potencia para optimizar el impacto del jet en el fondo tambin. Limitado a: Caballos de fuerza de la bomba Prdida de presin en el interior de la sarta de perforacin Presin superficial mxima permitida Caudal ptimo Presin de columna de perforacin pierde superior en los lquidos mayores densidades, viscosidades plsticas y slidos. Bajo contenido de slidos, de fluidificacin por cizalla fluidos de perforacin, tales como polmero de fluidos, ms eficiente en transmitir energa hidrulica. Profundidad se puede ampliar mediante el control de las propiedades del lodo. Transferir informacin de MWD y LWD a la superficie por la presin de pulso. Asegrese de evaluacin de la formacin adecuada Propiedades del lodo qumicas y fsicas y las condiciones del pozo despus de la perforacin afectan evaluacin de formaciones. Madereros del fango examinar esquejes para la composicin mineral, signo visual de los hidrocarburos y los registros de lodo registrados de litologa, ROP, deteccin de gas o los parmetros geolgicos. Wireline medida tala - resonancia elctrica, acstica, nuclear y magnticos. Potencial zona productiva se aslan y se lleva a cabo pruebas de formacin y pruebas de barra de perforacin. Lodo ayuda no para dispersar de esquejes y tambin mejorar el transporte de corte para registradores de barro determinan la profundidad de los cortes se originaron. Lodo a base de aceite, lubricantes, asfaltos enmascara indicios de hidrocarburos. As lodo para la perforacin de ncleo base seleccionada en tipo de evaluacin a realizar. Control de la corrosin Taladro-cadena y la carcasa en contacto continuo con fluido de perforacin pueden causar una forma de corrosin. Gases disueltos causan graves problemas de corrosin; Porque, una falla catastrfica rpida Puede ser mortal para los seres humanos despus de un corto perodo de tiempo El pH bajo agrava la corrosin, por lo que usar los cupones de corrosin para controlar la corrosin de tipo, tarifas y decirle inhibidor qumico correcto en cantidad correcta. Aereacin del fango, espuma y otros O2 condiciones atrapados causan daos por corrosin en poco tiempo perodo. Al perforar en alta H2S, elevado los fluidos de pH sulfuro de recoleccin de residuos qumicos. Facilitar la cementacin y la finalizacin Cementacin es crtica a la zona efectiva y terminacin de pozos. Durante carcasa plazo, lodo debe permanecer fluido y minimizar los picos de presin para fracturar la prdida de circulacin inducida no se produce. Mud debe tener, revoque fino pulido, pozo sin cortes, derrumbes o puentes. Para consolidar y completar la operacin correctamente, barro desplazar por oleadas y cemento. Para la eficacia; Agujero cerca de medidores Mud baja viscosidad Fuerza de gel progresiva no Mud Minimizar el impacto sobre el medio ambiente El barro es, en diversos grados, txico. Tambin es difcil y costoso para disponer de l de forma respetuosa con el medio ambiente. Un artculo de Vanity Fair describi las condiciones en Lago Agrio, un gran yacimiento de petrleo en Ecuador, donde los perforadores eran efectivamente regulado.Composicin de lodo de perforacinLodo de perforacin a base de agua ms comnmente consiste en arcilla de bentonita con aditivos tales como sulfato de bario, carbonato de calcio o hematita. Varios espesantes se utilizan para influir en la viscosidad del fluido, por ejemplo, goma de xantano, goma de guar, glicol, carboximetilcelulosa, celulosa polianinica, o almidn. A su vez, desfloculantes se utilizan para reducir la viscosidad de los lodos a base de arcilla; polielectrolitos aninicos se utilizan con frecuencia. Barro rojo era el nombre de una mezcla basada en Quebracho, llamada as por el color de las sales de cido tnico rojos, sino que era de uso comn en la dcada de 1940 a 1950, y luego se hizo obsoleta cuando lignosulfonatos estuvieron disponibles. Se aaden otros componentes para proporcionar diversas caractersticas funcionales especficas que se enumeran ms arriba. Algunos otros aditivos comunes incluyen lubricantes, inhibidores de esquisto, aditivos de prdida de fluido. Un agente de carga tales como barita se aade para aumentar la densidad global del fluido de perforacin suficiente para que la presin del fondo del pozo puede mantenerse evitando de este modo una afluencia no deseada de fluidos de la formacin.Perforacin clasificacin barroSe clasifican en funcin de su fase fluida, la alcalinidad, la dispersin y el tipo de productos qumicos utilizados.Sistemas dispersos Lodo Agua dulce - barro bajo pH que incluye spud, bentonita, natural, fosfato tratado lodos, lodos orgnicos y orgnicos coloidales lodo tratado. pH barro ejemplo tanato alcalina alta lodos tratados estn por encima de 9,5 en pH. Lodos de perforacin a base de agua que reprime la hidratacin y la dispersin de la arcilla - Hay 4 tipos: alto pH lodos de cal, pH bajo yeso, agua de mar y sal saturada lodos de agua. Los sistemas no dispersos Bajo barro slidos - Estos lodos contienen menos de 6.3% de slidos en volumen y el peso de menos de 9.5lbs/gal. La mayora de los lodos de este tipo son a base de agua con diferentes cantidades de bentonita y un polmero. Emulsiones - Los dos tipos utilizados son el aceite en agua y agua en aceite. Lodo a base de aceite - aceite a base de lodos contienen aceite como la fase continua y el agua como un contaminante, y no es un elemento en el diseo del lodo. Por lo general contienen menos de 5% de agua. Lodos a base de aceite son por lo general una mezcla de combustible diesel y asfalto, sin embargo puede estar basado en aceite y el lodo crudo producido Ingeniero de lodo"Ingeniero de barro" es el nombre dado a un campo petrolero de servicios de cada empresa que se encarga de mantener un sistema de fluido de perforacin o fluido de terminacin de un aceite y/o equipo de perforacin de gas. Esta persona normalmente trabaja para la empresa de venta de los productos qumicos para el trabajo y est capacitado especficamente con los productos, los ingenieros de lodo, aunque independientes siguen siendo comunes. El papel del ingeniero de barro o ms propiamente Drilling Fluids ingeniero es muy importante para toda la operacin de perforacin ya que incluso pequeos problemas con el barro pueden detener las operaciones de enteros en plataforma. El patrn de cambios aceptados internacionalmente en las operaciones de perforacin en alta mar es un trabajo personal sobre un modelo de cambio de 28 das, en el que trabajan durante 28 das seguidos y descansar los siguientes 28 das. En Europa, este es ms comnmente un patrn de cambio 21 das.En la perforacin en alta mar, con la nueva tecnologa y los elevados costos totales del da, los pozos se perforan extremadamente rpido. Tener dos ingenieros de lodo tiene sentido econmico para evitar el tiempo de inactividad debido a las dificultades de fluidos de perforacin. Dos ingenieros de lodo tambin reducen los costos de seguros a las empresas petroleras por los daos ambientales que las petroleras son responsables durante la perforacin y produccin. Un ingeniero senior de barro normalmente trabaja en el da, y un ingeniero de lodo junior en la noche.El costo del fluido de perforacin es tpicamente alrededor de 10% del coste total de la perforacin de un pozo, y exige ingenieros de barro competentes. Grandes ahorros en costos se producen cuando el ingeniero de lodo y lquidos realiza adecuadamente.El ingeniero de lodo no se debe confundir con mudloggers, personal de servicio que controlan el gas del lodo y recoger muestras de pozo.Ingeniero de CumplimientoEl ingeniero de cumplimiento es el nombre ms comn para una relativamente nueva posicin en el campo petrolero, surgiendo alrededor de 2002 debido a las nuevas regulaciones ambientales en el lodo sinttico en los Estados Unidos. Anteriormente, el barro sinttico se regul el mismo lodo a base de agua y podra eliminarse en aguas de la costa debido a la baja toxicidad para los organismos marinos. Nuevas regulaciones restringen la cantidad de aceite sinttico que puede ser dado de alta. Estas nuevas regulaciones crean una carga significativa en la forma de las pruebas necesarias para determinar la "Repblica de China" o el mantenimiento en esquejes, toma de muestras para determinar el porcentaje de petrleo crudo en el lodo de perforacin, y una extensa documentacin. Cabe sealar que ningn tipo de aceite/lodo a base sinttico puede ser descargado en el Mar del Norte. Lodo contaminado tanto debe ser enviado de vuelta a la costa en salta o se procesa en las plataformas.Una nueva prueba de toxicidad mensual tambin ahora se realiza para determinar la toxicidad de sedimentos, utilizando los plumulosus Leptocheirus anfpodos. Se aaden diversas concentraciones del lodo de perforacin para el medio ambiente de cautivo L. plumulosus para determinar su efecto sobre los animales. La prueba es controvertido por dos razones: Estos animales no son nativas de muchas de las zonas reguladas por ellos, incluyendo el Golfo de Mxico La prueba tiene una gran desviacin estndar y las muestras que dejar mal puede pasar fcilmente a nuevas pruebas Rating: 5.0 UNIDAD 1 Ing. Mario Arrieta 2. El fluido de perforacin es un lquido o gas que circula a travs de la sarta de perforacin hasta a la barrena y regresa a la superficie por el espacio anular. Hasta la fecha un pozo de gas o aceite no se puede perforar sin este concepto bsico de fluido circulante. Un ciclo es el tiempo que se requiere para que la bomba mueva el fluido de perforacin hacia abajo al agujero y de regreso a la superficie. El fluido de perforacin es una parte clave del proceso de perforacin, y el xito de un programa de perforacin depende de su diseo. Un fluido de perforacin para un rea particular se debe disear para cumplir con los requerimientos especficos. En general los fluidos de perforacin tendrn muchas propiedades que son benficas para la operacin, pero tambin algunas otras que no son deseables. Siempre hay un compromiso. 3. El fluido de perforacin o lodo como comnmente se le llama, puede ser cualquier sustancia o mezcla de sustancias con caractersticas fsicas y qumicas apropiadas, como por ejemplo: aire o gas, agua, petrleo o combinaciones de agua y aceite con determinado porcentaje de slidos. 4. El fluido no debe ser txico, corrosivo, ni inflamable, pero s inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales y estable a las altas temperaturas. Adems, debe mantener sus propiedades segn las exigencias de las operaciones, debe ser inmune al desarrollo de bacterias. 5. Retirar los recortes del fondo del agujero, transportarlos y liberarlos en la superficie. La velocidad de flujo en el espacio anular es el parmetro clave para vencer el efecto de la gravedad ( 100 y 200 pies/min) La densidad y la viscosidad tambin contribuyen a mejorar la capacidad transportadora de un fluido. Los recortes y los slidos deben retirarse en la superficie para obtener un fluido limpio que se pueda bombear de nuevo hacia el agujero a travs de la sarta. La arena es muy abrasiva y si no se remueve daar las bombas de lodo, las lneas , los tubulares y el equipo de subsuelo. 6. Enfriar y lubricar la barrena y la sarta de perforacin: Conforme la barrena y la sarta de perforacin giran contra la formacin, se genera una gran cantidad de calor. El fluido de perforacin absorbe el calor generado y lo lleva a la superficie, donde se libera a la atmsfera. El fluido de perforacin debe tener algunas propiedades de lubricacin que ayudarn a reducir el torque y la friccin. 7. Depositar un revoque de pared impermeable : Un buen fluido de perforacin debe depositar un revoque delgado y de baja permeabilidad en la pared del agujero frente a las formaciones permeables para consolidarlas y para retardar el paso del fluido desde el agujero del pozo hacia la formacin permeable. (areniscas). La presin diferencial resultar en invasin del fluido, la cual en ausencia de un revoque empujara al lodo o a su filtrado hacia la formacin. La prdida de lodo o de filtrado causar daos a la formacin. 8. Controlar las presiones del subsuelo: La presin hidrosttica del lodo debe ser suficiente para prevenir un brote imprevisto del pozo. La densidad del lodo (peso del lodo) es elfactor de control. Una ecuacin para obtener la presin hidrosttica ejercida por la columna de lodo es: PH(psi ) = (Profundidad Vertical pies) x (densidad del lodo, lb/gal) x (0.052) r e r w Ph > Py Las formaciones con presiones por debajo de lo normal se perforan frecuentemente con aire, gas, niebla, espuma rgida, lodo aireado o fluidos especiales de densidad ultrabaja (generalmente a base de petrleo). 9. Sostener los recortes y el material pesado en suspensin cuando se detenga la circulacin: Esto se logra con buenas propiedades tixotrpicas del fluido. La tixotropa es la capacidad de un fluido de desarrollar resistencia de gel con el tiempo cuando se le deja en reposo, pero permitindole regresar a su estado fluido al aplicarle agitacin mecnica. 10. Soportar parte del peso de las sartas de perforacin y de revestimiento: Conforme un pozo es perforado a mayor profundidad, el peso de las sartas de perforacin y de revestimiento se convierte en un factor crtico. El lodo ayuda a reducir el peso de las sartas conforme ellas flotan hacia arriba por una fuerza de empuje igual al peso del lodo desplazado. Wsarta lodo = W sarta aire x Factor de Flotacin Ff = 1-(0.015 x (lb/gal) Ff = 1-(0.002 x (lb/pie3) 11. Evitar daos de permeabilidad en la zona productiva : El fluido utilizado para perforar la zona de produccin tendr un impacto importante en la productividad del pozo. La prdida de la produccin resulta de: - Arcillas hinchadas por hidratacin, - Poros del yacimiento bloqueados con slidos y/o gotas de micro-emulsin. DAOS 12. Permitir la obtencin informacin de las formaciones penetradas Las propiedades del fluido no deben interferir con el programa de registro, deben facilitar la obtencin de la informacin deseada. Por ejemplo, el lodo debe tener una resistividad definida para que cuando los registros se corran se pueda derivar la resistividad de la formacin. 13. Transmitir caballaje hidrulico a la barrena: El fluido de perforacin es el medio para transmitir la potencia hidrulica hasta la barrena. Las propiedades de flujo del lodo ejercen una influencia considerable sobre la hidrulica. Ellas se deben optimizar para lograr una hidrulica ptima. Una hidrulica adecuada promueve altas velocidades de penetracin. 14. Proteger la sarta de perforacin contra la corrosin : El fluido de perforacin debe ser no corrosivo. La corrosin aumentar conforme disminuye el PH. La corrosin puede llevar a: - Roturas de la tubera por chorro erosivo (lavado) - Fallas en la bomba de lodos - Fugas en las lneas de superficie Los gases disueltos tales como el oxgeno, dixido de carbono y sulfuro de hidrgeno pueden causar graves problemas de corrosin, tanto en la superficie como en el fondo del pozo. En general, un pH bajo agrava la corrosin. 15. Densidad Es la propiedad del fluido que tiene por funcin principal mantener en sitio los fluidos de la formacin. La densidad se expresa por lo general en lbs/gal, Es uno de los dos factores, de los cuales depende la presin hidrosttica ejercida por la columna de fluido. La presin hidrosttica debe ser ligeramente mayor a la presin de la formacin, para evitar en lo posible una arremetida, lo cual depender de las caractersticas de la formacin. Se utilizar material densificante como la Barita debido a su alta gravedad especfica (mnimo de 4.2 gr/cc) 16. Densidad Balanza de lodo: permite conocer, adems de la densidad en lbs/gal y lbs/ pie3 , la gravedad especifica y el gradiente de presin por cada mil pies 17. Viscosidad API (de embudo) Se le concede cierta importancia prctica aunque carece de base cientfica, y el nico beneficio que aparentemente tiene, es el de suspender el ripio de formacin en el espacio anular, cuando el flujo es laminar. Es recomendable evitar las altas viscosidades y perforar con la viscosidad embudo ms baja posible, siempre y cuando, se tengan valores aceptables de fuerzas de gelatinizacin y un control sobre el filtrado. Un fluido contaminado exhibe alta viscosidad embudo. 18. Viscosidad API Embudo Marsh El embudo se utiliza para determinar la viscosidad del fluido en segundos por cuarto de galn. Es determinada con el Embudo Marsh, y sirve para comparar la fluidez de un lquido con la del agua. 19. Viscosidad Platica Es la viscosidad que resulta de la friccin mecnica entre: Slidos Slidos y lquidos Lquido y lquidos Esta viscosidad depende de la concentracin, tamao y forma de los slidos presentes en el fluido, y se controla con equipos mecnicos de Control de Slidos. Este control es indispensable para mejorar el comportamiento reolgico y sobre todo para obtener altas tasas de penetracin (ROP). Una baja viscosidad plstica aunada a un alto punto cedente permite una limpieza efectiva del hoyo con alta tasa de penetracin 20. Punto cedente Es una medida de la fuerza de atraccin entre las partculas, bajo condiciones dinmicas o de flujo. Es la fuerza que ayuda a mantener el fluido una vez que entra en movimiento. El punto cedente est relacionado con la capacidad de limpieza del fluido en condiciones dinmicas, y generalmente sufre incremento por la accin de los contaminantes solubles como el carbonato, calcio, y por los slidos reactivos de formacin. Un fluido floculado exhibe altos valores de punto cedente. La floculacin se controla de acuerdo al causante que lo origina. Se usan adelgazantes qumicos cuando es causada por excesos de slidos arcillosos y agua cuando el fluido se deshidrata por altas temperaturas. 21. Resistencia la gel Esta resistencia o fuerza de gel es una medida de la atraccin fsica y electroqumica bajo condiciones estticas. Est relacionada con la capacidad de suspensin del fluido y se controla, en la misma forma, como se controla el punto cedente, puesto que la origina el mismo tipo de slido (reactivo) Esta fuerza debe ser lo suficientemente baja para: Permitir el asentamiento de los slidos en los tanques de superficie, principalmente en la trampa de arena. Permitir buen rendimiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulacin Minimizar el efecto de succin cuando se saca la tubera Permitir el desprendimiento del gas incorporado al fluido, 22. Viscosmetro de lectura directa Determinar las propiedades reolgicas del fluido, es decir, la viscosidad plstica, el punto cedente y la fuerza de gel. Este aparato esta constituido por un rotor que gira dentro de una taza mediante un motor elctrico. Una caja de velocidades, que acta mediante un sistema de engranaje, hace girar el rotor a diferentes velocidades. Al girar el rotor produce un cierto arrastre al bob. Este arrastre se mide mediante una balanza de torsin, que indica la fuerza desarrollada en un dial graduado. 23. Filtrado El filtrado indica la cantidad relativa de lquido que se filtra a travs del revoque hacia las formaciones permeables, cuando el fluido es sometido a una presin diferencial. Esta caracterstica es afectada por los siguientes factores: Presin dispersin - Temperatura -Tiempo En formaciones permeables no productoras se controla desarrollando un revoque de calidad, lo cual es posible, si se tiene alta concentracin y dispersin de slidos arcillosos que son los verdaderos aditivos de control de filtracin. Por ello, es prctica efectiva usar bentonita prehidratada para controlar el filtrado. 24. Filtrado Filtro prensa determina el filtrado o prdida de agua que pasa hacia la formacin permeable cuando el fluido es sometido a una presin diferencial. 25. PH El pH indica si el lodo es cido o bsico. La mayora de los fluidos base acuosa son alcalinos y trabajan con un rango de pH entre 7.5 a 11.5. Cuando el pH vara de 7.5 a 9.5, el fluido es de bajo pH y cuando vara de 9.5 a 11.5, es de alto pH. PH-Metro 26. Lquidos Base agua Gas naturalBase aceite Aire Mezclas gas-lquido Espuma Agua aireada Gases 27. Los principales factores que determinan la seleccin de fluidos de perforacin son: 1. Tipos de formaciones a ser perforadas. 2. Rango de temperaturas, esfuerzos, permeabilidad y presiones exhibidas por las formaciones. 3. Procedimiento de evaluacin de formaciones usado. 4. Calidad de agua disponible. 5. Consideraciones ecolgicas y ambientales. Sin embargo, muchas veces impera el ensayo y error 28. Base Agua 1. Consisten en una mezcla de slidos, lquidos y qumicos, con agua siendo la fase continua. 2. Algunos de los slidos reaccionan con la fase agua y qumicos disueltos, por lo tanto son llamados slidos reactivos. La mayora son arcillas hidratables. 3. Los qumicos agregados al lodo restringen la actividad de estos, permitiendo que ciertas propiedades del F.P. se mantengan dentro de lmites deseados. 29. Base Agua 4. Los otros slidos en un lodo no reaccionan con el agua y qumicos de manera significativa, siendo llamados slidos inertes. 5. Cualquier aceite que se agregue a un lodo base agua es emulsificado dentro de la fase agua, mantenindose como pequeas y discontinuas gotas (emulsin aceite en agua). 30. Base Aceite 1. Son similares en composicin a los lodos base agua, excepto que la fase continua es aceite en lugar de agua, y gotas de agua estn emulsificadas en la fase aceite. 2. Otra diferencia importante es que todos los slidos son considerados inertes, debido a que no reaccionan con el aceite. 3. Evitan la corrosin a la broca y la sarta 4. Evitan problemas de arcillas sensibles 5. Desventaja: alto costo inicial y mantenimiento 31. 1.pumps succionan el lodo del tanque de lodos y bombea este dentro los equipos de perforacin. 2.pipes and hoses Conecta la bomba con los equipos de perforacin 3.Linea de retorno de lodo- via del retorno de lodo desde el hoyo. 4.Zaranda vibratoria- serpara los cortes de roca del lodo. 5.shale slide lleva los ripios al tanque de reserva 6.reserve pit Colecta los cortes de roca separados del lodo. 7.mud pits Donde fluido de perforacin es mezclado y reciclado. 8.mud-mixing hopper donde el nuevo lodo es mezclado para se enviado a los tanques de lodo 32. No importa cunto se viva sino cmo se vive, si se vive bien y se muere joven, se puede haber contribuido ms que una persona hasta los ochenta aos preocupada slo de s misma. Martin Luther King

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mircoles, 21 de marzo de 2012FLUIDOS DE PERFORACIN

Segn el manual de Tecnologa Aplicada a los Fluidos de Perforacin (1998), define el lodo de perforacin como un fluido de caractersticas fsicas y qumicas apropiadas que puede ser aire o gas, agua, petrleo y combinacin de agua y aceite con diferente contenido de slido. No debe ser txico, corrosivo ni inflamable pero si inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales, y adems estable a las temperaturas. Debe mantener sus propiedades segn las exigencias de las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias. El propsito fundamental del lodo es ayudar a hacer rpida y segura la perforacin, mediante el cumplimiento de ciertas funciones. Sus propiedades deben ser determinadas por distintos ensayos y es responsabilidad del especialista en lodos comparar las propiedades a la entrada y salida del hoyo para realizar los ajustes necesarios.

Funciones de los fluidos de perforacinRemover y transportar el ripio del fondo del hoyo o pozo hacia la superficie, enfriar y lubricar la barrena y la sarta de perforacin, cubrir la pared del hoyo con un revoque liso, delgado, flexible e impermeable-, controlar la presin de las formaciones, mantener en suspensin, cuando se interrumpe la circulacin, el ripio y el material densificante. Soportar, por flotacin, parte del peso de la sarta de perforacin y de la tubera de revestimiento, durante su insercin en el hoyo. Mantener en sitio y estabilizada la pared del hoyo, evitando derrumbes. Facilitar la mxima obtencin de informacin deseada acerca de las formaciones perforadas. Transmitir potencia hidrulica a la barrena.

Composicin de los fluidosLa composicin del fluido depender de las exigencias de cada operacin de perforacin en particular. La perforacin debe hacerse atravesando diferentes tipos de formacin, que a la vez, pueden requerir diferentes tipos de fluidos. Por consiguiente, es lgico que varias mejoras sean necesarias efectuarle al fluido para enfrentar las distintas condiciones que se encuentran a medida que la perforacin se hace cada vez ms profunda en busca de petrleo. En su gran mayora los lodos de perforacin son de base acuosa, donde la fase continua es el agua. Sin embargo, en trminos generales, los lodos de perforacin se componen de dos fases: Fase lquida, la cual puede ser agua (dulce o salada) o aceite; o Fase slida, est puede estar compuesta por slidos inertes (deseables o indeseables) o por slidos reactivos.Propiedades de los fluidos de perforacin

Densidad: Es la relacin entre la masa y el volumen de un cuerpo. En la industria petrolera se usa como el peso por unidad de volumen y se expresa en libras por galn (Lbs/gal), libras por pie cbicos (Lbs/pc), libras por barril (Lbs/Bls), entre otros.

Propiedades reolgicas Viscosidad: Es la resistencia al flujo de una sustancia. Se puede calcular a travs de la siguiente ecuacin: Velocidad de corte (): La velocidad de corte (), es igual a la velocidad rotacional (). Depende de la velocidad medida del fluido en la geometra en que est fluyendo. Por lo tanto, las velocidades de corte son mayores en las geometras pequeas (dentro de la columna de perforacin) y menores en la geometra grandes (como la tubera de revestimiento y los espacios anulares). Las velocidades de corte ms altas suelen causar una mayor fuerza resistiva del esfuerzo de corte. Esfuerzo de corte (): Es la fuerza requerida para mantener la velocidad de corte. El esfuerzo de corte est expresado en labras de fuerza por cien pies cuadrados (Lb/100 pie2) Viscosidad de embudo: Se usa como indicador relativo de la condicin del fluido. No proporciona suficiente informacin para determinar las propiedades reolgicas o las caractersticas de flujo de un fluido. Viscosidad aparente (VA): Es la viscosidad que un fluido parece tener en un instrumento dado y a una tasa definida de corte Est indicada el viscosmetro de lodo a 300 RPM (300) o la mitad de la indicacin del viscosmetro a 600 RPM (600). Cabe indicar que ambos valores de viscosidad aparente concuerdan con la formula. Viscosidad plstica (VP): Se describe como la parte de la resistencia al flujo que es causada por la friccin mecnica, es afectada por: la concentracin de slidos, el tamao y la forma de los slidos, la viscosidad de la fase fluida, la presencia de algunos polmeros de cadenas largas (POLY-PLUS, hidroxietilcelulosa (HEC), POLYPAC, Carboximetilcelulosa (CMC) y por las relaciones de aceite-agua (A/A) o sinttico - agua (S/A) en los fluidos de emulsin inversa. Los cambios de la viscosidad plstica pueden producir considerables cambios en la presin de bombeo. Punto cedente (Pc): Es una medida de las fuerzas electroqumicas o de atraccin en un fluido. Es la parte de la resistencia al flujo que se puede controlar con un tratamiento qumico apropiado. Tambin disminuye a medida que las fuerzas de atraccin son reducidas mediante el tratamiento qumico. Esfuerzos de gel: La resistencia del gel formado depende de la cantidad y del tipo de slidos en suspensin, del tiempo, de la temperatura y del tratamiento qumico. pH: Es una medida para expresar la alcalinidad o cido de un lodo de perforacin. Si el pH 7 el lodo es alcalino y si el pH 8 el lodo es cido. El pH debe ser alcalino para evitar la corrosin.

Tipos de fluidosLos fluidos de perforacin se clasifican de acuerdo al tipo de base en: fluido base agua y fluido base aceite; y de acuerdo a su comportamiento de flujo en: newtonianos y no newtonianos.Si la fase continua de un lodo es la parte lquida en el cual se encuentra suspendido otro lquido en forma de glbulos muy pequeos, esto es lo que se conoce con el nombre como fluido base agua. En los lodos base agua, el agua constituye el medio de suspensin para los slidos y es la fase continua, haya o no petrleo.Los lodos base aceite constituyen una emulsin de agua en aceite, es decir, una emulsin inversa donde la fase dispersa es el agua y la fase continua al igual que el filtrado, es aceite. El agua no se disuelve o mezcla con aceite sino que permanece suspendida, actuando cada gota como una partcula slida.