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Copy of Contaminantes de los fluidos de perforación.

Fluidos de perforación.
by

Jhersoon Gonzalez

on 10 June 2014

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Transcript of Copy of Contaminantes de los fluidos de perforación.

GONZALEZ JHERSOON
GUTIÉRREZ ZOILI
MENDOZA EMELY
PALENCIA ENDERSON
TERÁN ROSMINA

"TÉCNICAS DE MANEJO Y CONTROL DE
LOS LODOS DE PERFORACIÓN"

Caracteres de un lodo contaminado con cemento:
CONTAMINACIÓN
CON CEMENTO
•Tratamiento de un lodo contaminado con sal:
CONTAMINACIÓN
CON SAL
La contaminación con cemento se produce normalmente por errores operacionales, cuando se perfora tapones de cemento después de bajar un tipo de revestimiento, cuando se hace un side track o cuando se colocan tapones en formaciones complicadas; los sistemas agua-bentonita floculan severamente cuando el cemento esta flojo, una vez fraguado es poco soluble y causa una contaminación mínima.
•pH alto debido al incremento del ion OH.
•Alta pérdida de agua.
•Alto contenido de calcio en el filtrado.
•Gran incremento de en la caída de presión en la mecha.
•Revoque grueso y esponjoso.
•Alta viscosidad de embudo.
•Alta resistencia de gel.
•Alto punto cedente.
•Tratamiento para lodo contaminado con cemento:
•Controlar el pH; se recomienda tratar el lodo con 0,5 a 0,75 lbs/bbl
de bicarbonato de sodio para precipitar el calcio como CaCO3.

Ca(OH)2 + NaCO3 CaCO3 + NaOH + H2O

•También es recomendable utilizar adelgazantes para controlar las propiedades reológicas o bien la dilución con agua es efectiva.
La contaminación con sal se puede producir al perforar domos salinos o por influjos de agua salada, otra forma es al sobre tratar lodos con carbonato o bicarbonato de sodio, al mezclar arcillas sódicas o si la barita ha sido contaminada con carbonato o de una reacción química entre el CO2 con iones OH.
•Podemos identificar un lodo contaminado con sal por:
•Aumento del ion cloruro.
•Disminución del pH.
•Aumento del volumen de filtrado.
•Aumento de la viscosidad y la resistencia de gel.
Esta contaminación no puede ser tratada químicamente puesto que no hay producto que elimine la sal del lodo, ni ninguna forma económica para precipitarla, sin embargo se puede minimizar el efecto de la sal con su dilución con agua dulce; si la concentración de sal es muy alta se cambia el lodo a salado.
RENDIMIENTO DE ARCILLA
FORMULA DEL RENDIMIENTO DE ARCILLA

R.A = 571/X - 3.4(Bl/Ton)
IMPORTANCIA DEL RENDIMIENTO DE ARCILLA
La importancia de determinar el rendimiento de una arcilla radica en saber las cantidades de bentonita necesarias para preparar un lodo con una viscosidad de 15 cps. y según las normas API este rendimiento no debe estar por debajo de 90 bl/ton.
RENDIMIENTO DE ARCILLA
PORQUE SE USA LA ATAPULGUITA EN LODOS SALADOS

Se usa principalmente porque es un excelente viscocificante en lodos salados en los que la Bentonita no es capaz de hidratarse apropiadamente. La Atapulguita tiene como desventaja que no contribuye al control del filtrado. Su rendimiento óptimo es del orden de unos 150 Bls/Ton.
Aumento y Disminución de la Densidad.
FORMULA DE AUMENTO Y DISMINUCIÓN DE LA DENSIDAD.


Aumentar la densidad:



Bajar la Densidad:
Aumento y Disminución de la Densidad.
¿QUÉ SE USA PARA AUMENTAR LA DENSIDAD DE UN LODO?
El agente densificante de lodos de mayor importancia es la barita. Una alternativa para la barita (u otro material densificante sólido insoluble) es en algunos casos el empleo de sales solubles.
Densificantes más Comunes:
- Barita 21 Lb/gal
- Cloruro de Sodio (Sal Común) 10 Lb/gal
- Cloruro de Zinc 16 Lb/gal
- Cloruro de Calcio 11.8 Lb/gal
- Sulfuro de Plomo (Galena) 35Lb/gal
Aumento y Disminución de la Densidad.
¿QUÉ ES LA BARITA?
La barita, un mineral de sulfato de bario (BaSO4) que se encuentra en la naturaleza como tal, es el agente densificante que se emplea más comúnmente para lodos. Su peso específico de 4,2 a 4,3 lo hace mucho más denso que lamayoría de los sólidos de perforación.

El mineral de barita se tritura y se muele para su uso comercial en lodos, sus principales comercializadores son:
- Baroid de Halliburton
- Dowel de Schlumberger
- Baker Hughes
Control de Filtrado
¿Importancia del Control de Filtrado?


El control de filtrado es importante por que con este de reducen las perdidas de la fase continua en la formacion por medio de un revoque delgado, flexible y resistente, que se logra con el agregado de compuestos como Carboxil Metil Celulosa (CMC).
- Aditivos para Control de Filtrado:
* HEC (hidroxi etil celulosa).
* EC (Etil celulosa).
* CMC (Carboxil Metil Celulosa).

Control de Filtrado
¿Fabricación, Venta y Distribución de CMC?


- La mayor parte del CMC fabricado es extranjero principalmente Mexico, EU y China.
Y en Venezuela los pricipales distribuidores son:

- Baroid de Halliburton
- Dowel de Schlumberger
- Baker Hughes
BENEFICIOS DEL CONTROL DE SÓLIDOS.

- Aumenta la tasa de penetración (ROP)
- Incremento de la vida útil de la mecha
- Mejoramiento de la eficiencia de las bombas
- Mejor interpretación de los registros eléctricos
- Mejor control reologico del fluido
- Disminución de los costos operacionales
- Incremento de la productividad del pozo.

Control de sólidos:
La remoción de sólidos es uno de los más importantes aspectos del control del sistema de lodo, ya que tiene un impacto directo sobre la eficacia de la perforación. El dinero invertido en el control de sólidos y la solución de problemas relacionados con los sólidos perforados representa una porción importante de los costos globales de perforación.
El control de sólidos se logra usando uno o varios de los métodos básicos de separación de sólidos:
• Zaranda.
• Hidro ciclones.
• Centrífugas de Decantación
•Zaranda
:
La zaranda fue el primer elemento usado para la separación de los sólidos del lodo y aun se sigue utilizando para aquellos de mayor tamaño. Es el primer paso que debe cumplir el lodo cuando sale del pozo. Básicamente consiste en un tamiz al que se imprime un movimiento vibratorio de modo que el líquido filtre hacia abajo y los sólidos retenidos sobre el tamiz sean desplazados hasta arrojarlos al depósito de desechos.
•Hidrociclones:
Los hidrociclones se utilizan para separar los sólidos más pequeños que los retenidos por la zaranda vibratoria y utilizan la acción de la fuerza centrifuga.
El lodo es introducido a presión y tangencialmente en un cono, de tal forma que se crea un movimiento rotacional; esto permite que las partículas sólidas sean desplazadas hacia la pared interior del cono, donde se irán moviendo hacia su parte inferior para finalmente ser expulsadas al exterior.
•Centrifuga de decantación:
La centrifuga decantadora de sólidos consiste en una carcasa exterior que rota a gran velocidad, allí se introduce el lodo a través de aberturas de alimentación. Por fuerza centrifuga los sólidos son desplazados hacia la pared interior de la carcasa y llevados al extremo de menor diámetro donde descargan por los orificios allí ubicados, en tanto que el liquido y las partículas más finas decantan por los orificios localizados en el extremo de mayor diámetro.

Cuando se usa para eliminar los sólidos indeseables provenientes del terreno debe tenerse presente que también se eliminaran los sólidos agregados si son de tamaño similar.
Control de viscosidad
Analizar el comportamiento de la viscosidad de los fluidos.

- Tipos de aditivos que se usan para aumentar la viscosidad:



TIPOS DE EMULSIONES

Las emulsiones se clasifican en directas, inversas ó múltiples.

-
Directas:
Son aquellas en las que la fase dispersa es una sustancia lipofílica (grasa o aceite) y la fase continua es hidrofílica (normalmente agua).


-
Inversas:
Son las que la fase dispersa es unasustancia hidrofílica y la fase continua es lipofílica. Estas emulsiones suelendenominarse con la abreviatura H/L o W/O.


-
Múltiples
: Son las que como fase dispersa contieneuna emulsión inversa y la fase continua es un líquido acuoso. Estas emulsiones seconocen como H/L/H o W/O/W. (Este tipo de emulsiones es utilizado básicamenteen farmacia, al permitir obtener una liberación retardada de los medicamentos).

Lodos Emulsionados
Una emulsión es una mezcla de líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. Un líquido (la fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o fase dispersante).
Lodos Emulsionados
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS LODOS EMULSIONADOS
 Ventajas

- Buenas propiedades reológicas a temperaturas superiores a 500ºF.
- Mejor estabilidad del pozo.
- Son más resistentes a la contaminación.
- Mayor tolerancia a los sólidos.
- Menor daño a la formación.
- Re-utilizables.
- Mayores tasas de penetración.

 Desventajas

- Alto costo inicial.
- Requiere control para evitar contaminación ambiental.
- Mayores costos en pérdidas de circulación.
- El tratamiento para remediar las pérdidas de circulaciónes más difícil.
- Mayor dificultad en disposición final.
- Dificulta la detección de patadas de gas.
- Peligro de incendio.


Lodos Emulsionados
En que Casos se usan los lodos emulsionados
Los lodos base aceite o de emulsión inversas son utilizados para sortear condiciones de altas presiones y temperaturas, para estabilizar lutitas problemáticas o para perforar las zonas de arenas productoras que pueden ser dañadas al perforar con un lodo base agua


Efecto en las propiedades reologicas de un lodo contaminado con cemento
De manera evidente el punto cedente es la propiedad que se ve mas afectada, aunque todas las propiedades se alteran esta es la mas afectada debido a que el cemento actua como un pegamento lo que aumenta la fuerza necesaria para hacer circular el lodo.
PROPIEDAD MÁS AFECTADA CON LA CONTAMINACIÓN CON SAL

La propiedad más afectada es la resistencia al Gel, tanto inicial como final, esto se produce debido a que a medida que se encuentran mas altas las concentraciones de sal, los iones de sodio y cloro se hacen mas abundates enlazados o congregados
CONTAMINACÓN CON SAL
CUANDO SE ULTILIZA UN LODO CON SAL

El uso primario del lodo a base de agua salada es la perforación de estratos de sal que son propensos a la disolución cuando son expuestos a otros tipos de fluido de perforación. Se utiliza un lodo base sal saturada para perforar sal, a fin de prevenir el agrandamiento del agujero. En zonas de sal calientes y plásticas, el agujero puede cerrarse hacia el interior a menos que se mantenga el peso del lodo extremadamente alto.
•Características de un lodo
contaminado con yeso:
CONTAMINACIÓN
CON YESO
La severidad de esta contaminación depende de la cantidad de formación atravesada, otra forma de contaminar el lodo con yeso es excederse en la adición de sulfato de calcio para obtener del lodo propiedades especiales.
•Aumento de las viscosidades.
•Disminución del pH.
•Altas pérdidas de agua.
•Aumento de el ion calcio.
•Tratamiento para un lodo
contaminado con yeso:
Se utiliza soda ASH que presenta un pH = 11.6, se requiere aproximadamente 0.093 lbs/bbl para precipitar 100 ppm de ion calcio. Debe tenerse cuidado de no sobre tratar cuando se llegue a estar entre 100 y 150 ppm se debe suspender el tratamiento.
PROPIEDAD MÁS AFECTADA CON LA CONTAMINACIÓN CON YESO

En este tipo de contaminación no se evidencia un cambio de propiedades reologicas del lodo como si se observa en otros tipos de contaminantes como la Sal y el Cemento.
CONTAMINACÓN CON YESO
CUANDO SE ULTILIZA UN LODO CON YESO

El lodo base yeso puede utilizarse para perforar lutitas, pero también es muy adecuado para la perforación de yeso, anhidrita y venillas de sal. Una ventaja de los lodos de yeso sobre los lodos de cal es que el pH del lodo base yeso no tiene por qué ser tan alto, ya que contiene más Ca+2 soluble para inhibir el hinchamiento de la lutita. El contenido de yeso, CaSO4·2H2O, se mide mediante un ensayo API y se puede adicionar más según sea necesario.
•Características de un lodo contaminado con cal:
CONTAMINACIÓN
CON CAL
Puede introducir en el lodo por medio del agua, formaciones con yeso anhidrita o al perforar el cemento, esta contaminación cambia drásticamente los sistemas de agua dulce con base arcillas. El ion calcio reemplaza los iones de sodio lo cual resulta en la floculación de las partículas de arcillas, lo que provoca un grado menor de hinchamiento de las arcillas
•Altas viscosidades y elevadas fuerzas de gel.
•Aumento del pH.
•Aumento de las perdidas de filtrado.
.•Aumento del contenido de los iones calcio.
Tratamiento de un lodo
contaminado con cal:
Esta contaminación no puede ser tratada químicamente se recomienda pre tratar con bióxido de carbono para precipitar el calcio y el tratamiento debe ser suspendido cuando el exceso de cal sea igual a la concentración de bicarbonato de sodio y también es recomendable utilizar adelgazantes para controlar las propiedades reológicas del lodo.
PROPIEDAD MÁS AFECTADA CON LA CONTAMINACIÓN CON CAL

En este tipo de contaminación la resistencia del gel tanto inicial como final, esto se debe a la floculación del sistema agua-Bentonita, cambiando las propiedades de la arcilla.
CONTAMINACÓN CON CAL
CUANDO SE ULTILIZA UN LODO CON CAL

Muy utilizados para controlar lutitas fácilmente desmoronables. También aplicados en la perforación de secciones de anhidrita de considerable espesor y en estratos con flujos de agua salada. Normalmente se obtienen por la adición de cal apagada, de tal forma que la arcilla sódica (bentonita), se convierta en arcilla cálcica, manteniéndose usualmente concentraciones en exceso de cal: de 1 a 2 lbm/bbl (en lodos bajos en cal) o de 5 a15 lbm/bbl (en lodos altos en cal) y en los sistemas de yeso un exceso de 2 a 4 lbm/bbl, para no aceptar los que puedan aportar las formaciones, inalterándolas, previniendo formar cavernas.
Existen Tres Tipos de Movimiento Vibratorio usados en una Zaranda
Su canasta se mueve en un movimiento circular uniforme y tiene Patrón de Vibración Balanceado

Movimiento Circular
Movimiento Lineal
El movimiento lineal obtenido usando dos vibradores contra-rotativos

Movimiento Eliptico
Patrón de Vibración Desbalanceado.
Diferentes tipos de mov. sobre su canasta.

Lodos Emulsionados
Que se usan como emulsificantes
Por lo general en la industria se usan jabones y detergentes como emulsificantes, por su capacidad de crear puentes quimicos entre las moleculas de agua y de aceite.


Mechas Tricónicas
Las mechas Tricónicas son dispositivos o herramientas utilizadas para perforar pozos productores de hidrocarburos y/o pozos inyectores de gas o vapor de agua; son fabricadas de material metálico altamente resistente capaces de romper rocas de alta dureza, arcillas y arenas cuarzosas altamente compactadas, se encuentran en el mercado una gran variedad de este tipo de mechas de diferentes diamétros. Se diferencia de otro tipo de mechas por poseer tres conos dentados que giran independientemente del giro de la sarta, este giro impulsado por los chorros de la mecha permite incrementar la tasa de penetración de la misma en la formación o roca.Los chorros de la mecha son pequeños orificios por donde sale el fulido de perforación que se inyecta desde superficie a traves de las bombas a alta presión, al pasar el fluido por los chorros se incrementa la velocidad del fluido, haciendo girar los conos a gran velocidad, permitiendo que los dientes rompan mayor cantidad de material rocoso. En la actualidad estas mechas se usan en la primera fase de un pozo, para romper arcillas de gran dureza. Estas mechas al ser utilizadas, sus dientes sufren desgaste por lo cual los conos deben ser cambiados y reacondicionados

LIMPIADORES DE LODOS

Los LIMPIADORES DE LODO son sistemas de procesamiento de separación de dos etapas que comprenden varias combinaciones de hidrociclones montados sobre una zaranda y diseñados para operar como una sola unidad. Diseñados para manejar el volumen de circulación total, los limpiadores de lodo o Mud Cleaner son efectivos en sistemas de fluido de perforación densificado y no densificado, a efectos de remover y secar sólidos, conservando al mismo tiempo el valioso líquido para su reutilización.

El Carboximetilcelulosa se vende en presentaciones de sacos de 25 Kg.
La celulosa natural reacciona con el ácido monocloroacético (ClCH₂CO₂H) y el NaOH para formar carboximetilcelulosa de sodio (CMC), su eficacia esta limitada a unos 250ºF.
Las mallas se forman por varias capas de material y poseen dimensiones de poros desde los 20 mm hasta los 50 micrones.
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