SUMARIO Como es sabido existen diferentes tipos de lodos, los cuales tienen aplicaciones y comportamientos diferentes entre si, es por esto que se deben conocer las funciones de cada sistema para as hacer una buena eleccin a la hora de la perforacin. En este informe se estudiaran ciertas propiedades del sistema Lignosulfonato Enviro-Thin/Imco-Lig, el cual fue contaminado con NaCl para realizar una comparacin con las propiedades arrojadas sin ser contaminado el sistema. La experiencia consiste en la elaboracin de 2 barriles de lodo Lignosulfonato Enviro-Thin/Imco-Lig, los cuales fueron analizados por los diferentes grupos conformados en el laboratorio, trabajo que se dividi asignndole a ciertos grupos el trabajar con el lodo original y a otros con el sistema contaminado con NaCl (sal). Fueron determinadas las siguientes propiedades: densidad, pH, contenido de slidos y lquidos, filtrado API, filtrado HP-HT, viscosidades, fuerza gel, ndice de lubricidad, contenido de cloruro en el filtrado y dureza del filtrado. Dentro de los resultados obtenidos en la experiencia se tiene que las densidades aumentaban una vez que se contaminaba el sistema, como por ejemplo de 9 lpg a 9,25 lpg, esto debido a que se le estaba agregando una cantidad adicional de slidos; en cuanto al pH se observ una cada siendo controlada con la adicin de NaOH; el filtrado se comport bastante parecido en ambos casos resultando un poco mayor para el lodo contaminado; por supuesto que el contenido de cloruros se vio afectado en el sistema contaminado incrementndose por la presencia de los iones cloros pertenecientes a la sal; el espesor de revoque fue igual para las dos situaciones arrojando 2mm de espesor.

INTRODUCCIN Los lignosulfonatos ferrocrmicos, fueron utilizados por vez primera en el ao 1956, para reducir la viscosidad y las resistencias de gel en lodos de yeso. Este tipo de aditivos resultaron ser muy eficaces y no paso mucho tiempo para que fuesen probados en otros tipos de lodos, como lodos simples, salinos y tratados con calcio. Ya para el ao 1960 estos acondicionadores eran ampliamente aceptados. Los fluidos de perforacin, especialmente el lodo, constituyen un elemento indispensable en el mtodo rotatorio de perforacin. Desde que se comenz a utilizar este mtodo a principios de siglo y hasta la actualidad, se han desarrollado muchos estudios orientados a determinar con la mayor eficiencia las composiciones de los lodos requeridos en la perforacin de un pozo de manera que se adapten a las diversas condiciones a las que estn sometidos durante este proceso, y especialmente a la contaminacin por la accin de sustancias contenidas en las formaciones atravesadas (yeso, anhidrita) o proveniente de la superficie (cemento o cal). As, la moderna historia de la perforacin comienza en 1921con el uso de aditivos qumicos para controlar las propiedades de los lodos, y no fue sino hasta 1943 que se usaron lodos de Cal en reas donde se podan encontrar con flujos de agua salada o secciones de cemento y/o anhidritas. As mismo en 1943 se comprob la capacidad de dispersin, control de filtrado y resistencia a altas temperaturas de los lodos Lignosulfonatos. Hoy en da se conoce bastante bien el proceso de contaminacin de los lodos especialmente con las sustancias mencionadas existiendo diversos sistemas de lodos con una gran capacidad de tolerancia a la contaminacin (lodos de yeso, cal y lignosulfonato, entre otros), y fcil mantenimiento, que les permiten conservar su funcionalidad, y por ende se realicen eficientemente las operaciones de perforacin. A medida que se avanza en la perforacin, las condiciones de presin y temperatura de la formacin aumentan, y por consiguiente la factibilidad de que un sistema sufra degradacin trmica y aumente la capacidad de prdida de filtrado, debido a la alta hidrosttica que debe tener, para poder contrarrestar la altas presiones que se presentan a ciertas profundidades. Tambin al incrementar la profundidad de perforacin existe la tendencia de perforar formaciones de yeso, anhidrita y domos salinos los cuales son altamente contaminantes, y alteran por consiguiente las propiedades del fluido de perforacin. En la bsqueda de un sistema resistente a esta serie de factores, se crearon los sistemas lignosulfonatos. La utilizacin de sistemas lignosulfonatos, brindan por lo tanto, una serie de beneficios, siendo los ms importantes la inhibicin de la hidratacin de las arcillas y el control de la prdida de filtrado. El estudio de los lignosulfonatos es por lo tanto de gran importancia, as como el anlisis del comportamiento de los mismos ante la presencia de contaminantes.

El principal propsito del desarrollo de la prctica es disear y estudiar un Sistema Lignosulfonato Enviro-Thin/Imco-Lig analizando los posibles efectos que se podran producir cuando est en presencia de Sal (NaCl). El desarrollo de esta experiencia se realiza con la finalidad de demostrar la eficiencia de los lodos Lignosulfonato en la perforacin, as como las ventajas que ofrece este tipo de fluido ante la presencia de altas temperaturas y sal.

FUNDAMENTOS TERICOS Los Lignosulfonatos son aditivos orgnicos para lodos, derivados de subproductos del proceso de manufactura del papel sulfito en el que se emplean maderas de conferas. Algunas de las sales comunes (como las de ferrocromo, cromo, calcio y sodio) se usan como dispersantes universales, mientras que otras se emplean selectivamente para sistemas tratados con calcio. En grandes cantidades, las sales de ferrocromo y de cromo se usan para el control de la prdida de filtrado y para inhibicin de las lutitas. Los Sistemas Lignosulfonatos tienden a mantener las arcillas en su condicin natural, reducen las fuerzas de atraccin entre las partculas de arcilla y adems presentan un efecto de bloqueo que minimiza la reaccin de intercambio de bases. Estos sistemas son aplicados en lodos simples, lodos salados y en lodos tratados con calcio. Con el objeto de mantener las arcillas de formacin en su condicin natural, controlar el filtrado, obtener una mxima dispersin, estabilidad trmica y estabilidad de las paredes del pozo, adems de mantener las propiedades del lodo, evitando que se afecten por contaminantes como cemento, cal y yeso. La base para la formulacin de estos sistemas son la soda custica, la bentonita y los Lignosulfonatos. Se cree que los Lignosulfonatos de cromo se fijan sobre las partculas de arcilla por atraccin de valencias del borde del enlace fracturado, reduciendo de esta manera la fuerza atractiva entre las partculas, tambin tiende a suprimir la hidratacin de las partculas de arcilla. Son resistentes a temperaturas entre 400 y 500oF, cuando estn expuestos a cortos perodos de tiempo, de lo contrario no resisten ms de 300oF. En este caso se degradan y dan lugar a la formacin de CO2 y H2S. Aplicaciones de los sistemas Lignosulfonatos: Los Lodo tratado con altas concentraciones de lignosulfonato crmico poseen cualidades inhibitorias las cuales tienden a mantener las arcillas de la formacin en su condicin natural. Se cree que esto se logra por las altas concentraciones de lignosulfonato que se adhieren de forma excesiva sobre la estructura de la arcilla, creando un efecto bloqueador que minimiza la reaccin de intercambio de bases. Estos sistemas son aplicados en Lodos Simples, Lodos Salados y en Lodos Tratados con Calcio. Con el objeto de mantener las arcillas de formacin en su condicin natural, controlar el filtrado, obtener una mxima dispersin, estabilidad trmica y estabilidad de las paredes del pozo, adems de mantener las propiedades del lodo, evitando que se afecten por contaminantes como cemento, cal y yeso.

La base para la formulacin de estos sistemas son la soda custica, la bentonita y los Lignosulfonatos. Habilidad de Dispersante para reducir la Viscosidad y la Resistencia de Gel. Este efecto se logra en los lignosulfonatos crmicos cuando estos se fijan sobre las partculas de arcillas por atraccin de valencias del borde del enlace fracturado, reduciendo de esta manera la atraccin entre las partculas. Los tratamientos con Lignosulfonato proveen un excelente control de la Reologa del lodo as como estabilidad de las paredes del pozo. El dispersante acta como agente efectivo de control de filtrado debido al efecto taponante de las sales ferrocrmicas y a la mxima dispersin que se logra. Las sales de materiales pesados de estos Lignosulfonatos modificados no se descomponen fcilmente a temperaturas elevadas. Esta caracterstica permite tener una buena dispersin a temperaturas que provocaran la descomposicin de muchos otros reductores orgnicos de la viscosidad. En consecuencia los lodos de Lignosulfonato crmico, al mantener bajo pH y la baja concentracin de iones calcio, son estables a temperaturas por encima de los 400 F. Los lodos de Lignosulfonatos son compatibles con diversos aditivos que se pueden aadir, si se considera necesario, para lograr un mejoramiento de las propiedades del lodo. Agentes de control de filtrado, tales como el IMCO CMC, se puede agregar para disminuir an ms la perdida de filtrado, pero conviene reducir su empleo al mnimo. Adiciones suplementarias de lignitos naturales y de otras sustancias orgnicas se utilizan a veces para el control del filtrado. Para una mejor estabilizacin de la Viscosidad y de la Resistencia de Gel en pozos con altas temperatura se emplea a veces el cromato de sodio (Na2CrO4) o el Dicromato de sodio (Na2Cr2O7) como aditivos a los lodos de Lignosulfonato. A menudo se obt5; 5555 55t 55; 5555 55u 55; 5555 55v 55; 5555 55w 55; 5555 55x 55; 5555 55y 55; 5555 55z 55; 5555 55{ 55; 5555 55| 55; 5555 55} 55; 5555 55~ 55; 5555 55 55; 5555 55D555l 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555 5555555 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55; 5555 55 55;

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ANLISIS DE CLORUROS: Equipos: Los siguientes materiales son necesarios para la determinacin de la concentracin del in cloruro en el filtrado de un fluido de perforacin: 1. Solucin de nitrato de plata (AgNO3). 2. Solucin de cromato de potasio (K2CrO4). 3. Solucin cida: 0.02 normal cido sulfrico estandarizado. 4. Solucin indicadora de fenolftalena 5. Carbonato de calcio precipitado. 6. Agua destilada. 7. Dos pipetas graduadas. 8. Recipiente de titulacin. 9. Agitador. Procedimiento: 1. Recolectar el filtrado de la prueba estndar de filtracin API. 2. Medir un (1) centmetro cbico de filtrado en un recipiente de titulacin. 3. Aadir 2 o 3 gotas de solucin de fenolftalena. 4. Si un color rosado aparece, titular con cido sulfrico hasta que el color rosado desaparezca. Si el filtrado esta marcadamente coloreado, aadir 2 cm 3 adicionales de la solucin cida, agitar.

5. Aadir 25 cm3 de agua destilada y 5 a 10 gotas de cromato de potasio

al

recipiente de titulacin. 6. Titular gota a gota con la solucin de nitrato de plata usando la pipeta de 10 cm3. 7. Continuar titulando hasta que el color cambie a uno rojo-ladrillo y permanezca por 30 seg. 8. Registrar el nmero de cm3 de nitrato de plata necesarios para alcanzar el punto final. 9. Si se usan ms de 10 cm3 de nitrato de plata para alcanzar el punto final, repetir el procedimiento con una muestra ms pequea. 10. Registre la concentracin del ion cloruro del filtrado en partes por milln. Calcular por medio de la siguiente relacin: Cloruros ppm = (vol. gastado de nitrato de plata) x 1000 (vol. de la muestra)

APLICACIN DEL TEMA EN LA INDUSTRIA La determinacin del sistema de lodos a utilizar en una perforacin tiene mucha importancia para el xito de la misma, para esto deben ser muy bien analizados todos los factores que intervengan en la escogencia del barro como la presin de formacin, composicin de las rocas, las altas temperaturas, el peso y reologa del lodo, etc. A menudo, al comenzar la perforacin se utiliza un lodo nativo o ligeramente tratado debido a que permite mantener una gran dilucin con agua, limpiar constantemente la trampa de arena o tanque de sedimentacin y mantener en operacin continua y eficiente los equipos de control de slidos, pero a medida que la perforacin avanza se van encontrando diferentes parmetros en la formacin para la cual se hace necesario mantener ciertas propiedades en el barro que puedan asegurar el xito de la misma. El fluido de perforacin con los

aditivos qumicos permite mantener un excelente control de la reologa del lodo as como estabilidad de las paredes del pozo y efectivo control de filtrado a elevadas temperaturas y grandes profundidades. Es comn cuando s esta perforando un pozo encontrar zonas donde las condiciones de presin y temperatura aumentan de una manera brusca por lo tanto se hace necesario cambiar el fluido de perforacin por uno que se ajuste mejor a dichas condiciones, es all donde se hace til y necesaria la aplicacin de sistemas Lignosulfonatos ya que debido a que este es una mezcla de los aditivos utilizados para mejorar ciertas propiedades de los lodos comnmente usados se ajusta mejor a estas condiciones, notndose en el hecho de que a temperaturas elevadas funciona ptimamente y a que sus propiedades teolgicas y de filtrado no sufren grandes cambios al este fluido entrar en contacto con un contaminante determinado, siendo esto de gran ayuda en el taladro ya que como todos sabemos a mayores profundidades se encuentran las zonas de mayor presin y temperaturas y si no se toman las precauciones necesarias podran ocurrir ciertos problemas operacionales que traeran como consecuencia retardos en el proceso de perforacin y por ende perdidas de tiempo y dinero a la industria.

BIBLIOGRAFA IMCO SERVICES Tecnologa Aplicada De Lodos. Halliburton Company LOPEZ C. Rolando A. Guas Para Las Practicas Sobre Lodos De Perforacin. Tercer ao. Publicaciones de la escuela de Ingeniera de Petrleo. Universidad del Zulia. Maracaibo Estado Zulia. 1964. SALAS Roberto. Fluidos De Perforacin. Fondo editorial U.D.O. Anzotegui. Edo Anzotegui. 2000.