07056 dfem funciones d lodo 2 3
TRANSCRIPT
Funciones
Funciones 2.1 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
El objetivo de una operación de perforaciónes perforar, evaluar y terminar un pozo queproducirá petróleo y/o gas eficazmente. Losfluidos de perforación desempeñan numero-sas funciones que contribuyen al logro dedicho objetivo. La responsabilidad de la eje-cución de estas funciones es asumida con-juntamente por el ingeniero de lodo y laspersonas que dirigen la operación de perfo-ración. El deber de las personas encargadasde perforar el pozo — incluyendo el repre-sentante de la compañía operadora, el con-tratista de perforación y la cuadrilla delequipo de perforación — es asegurar la apli-cación de los procedimientos correctos deperforación. La obligación principal delingeniero de lodo es asegurarse que las pro-piedades del lodo sean correctas para el
ambiente de perforación específico. El inge-niero de lodo también debería recomendarmodificaciones de las prácticas de perfora-ción que ayuden a lograr los objetivos de la perforación.
El deber delas personasencargadasde perforar el pozo...
Introducción
Las funciones del fluido de perforación des-criben las tareas que el fluido de perforaciónes capaz de desempeñar, aunque algunas deéstas no sean esenciales en cada pozo. Laremoción de los recortes del pozo y el con-trol de las presiones de la formación sonfunciones sumamente importantes. Aunqueel orden de importancia sea determinadopor las condiciones del pozo y las operacio-nes en curso, las funciones más comunes delfluido de perforación son las siguientes:1. Retirar los recortes del pozo.2. Controlar las presiones de la formación .3. Suspender y descargar los recortes.4. Obturar las formaciones permeables.5. Mantener la estabilidad del agujero .6. Minimizar los daños al yacimiento .7. Enfriar, lubricar y apoyar la barrena
y el conjunto de perforación .8. Transmitir la energía hidráulica a las
herramientas y a la barrena.
9. Asegurar una evaluación adecuada de la formación.
10. Controlar la corrosión.11. Facilitar la cementación
y la completación .12. Minimizar el impacto al ambiente.
1. REMOCIÓN DE LOS RECORTES DEL POZO
Los recortes de perforación deben ser retira-dos del pozo a medida que son generadospor la barrena. A este fin, se hace circular unfluido de perforación dentro de la columnade perforación y a través de la barrena, elcual arrastra y transporta los recortes hasta la superficie, subiendo por el espacio anular.La remoción de los recortes (limpieza delagujero) depende del tamaño, forma y densi-dad de los recortes, unidos a la Velocidad dePenetración (ROP); de la rotación de lacolumna de perforación; y de la viscosidad,densidad y velocidad anular del fluido deperforación.
Funciones del Fluido de Perforación
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
CAPÍTULO
2
Funciones
Funciones 2.2 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
Viscosidad. La viscosidad y las propieda-des reológicas de los fluidos de perforacióntienen un efecto importante sobre la lim-pieza del pozo. Los recortes se sedimentanrápidamente en fluidos de baja viscosidad(agua, por ejemplo) y son difíciles de cir -cular fuera del pozo. En general, los fluidosde mayor viscosidad mejoran el transportede los recortes.
La mayoría de los lodos de perforaciónson tixotr ópicos, es decir que se gelifican bajocondiciones estáticas. Esta característicapuede suspender los recortes mientras que se efectúan las conexiones de tuberías yotras situaciones durante las cuales no sehace circular el lodo. Los fluidos que dismi-nuyen su viscosidad con el esfuerzo de cortey que tienen altas viscosidades a bajas velo-cidades anulares han demostrado ser mejo-res para una limpieza eficaz del pozo.
Velocidad. En general, la remoción de losrecortes es mejorada por las altas velocidadesanulares. Sin embargo, con los fluidos deperforación más diluidos, las altas velocida-des pueden causar un flujo turbulento queayuda a limpiar el agujero, pero puede proelagujero.
La velocidad a la cual un recorte se sedi-menta en un fluido se llama velocidad decaída. La velocidad de caída de un recortedepende de su densidad, tamaño y forma, y de la viscosidad, densidad y velocidad delfluido de perforación. Si la velocidad anulardel fluido de perforación es mayor que lavelocidad de caída del recorte, el recorte serátransportado hasta la superficie.
La velocidad neta a la cual un recorte subepor el espacio anular se llama velocidad detransporte. En un pozo vertical:
Velocidad de transporte = Velocidad anular – velocidad de caída
(Observación: La velocidad de caída, la velo-cidad de transporte y los efectos de la reología yde las condiciones hidráulicas sobre el transportede los recortes se describirán detalladamente enotro capítulo.)
El transporte de recortes en los pozos dealto ángulo y horizontales es más difícil queen los pozos verticales. La velocidad de
transporte, tal como fue definida para lospozos verticales, no es aplicable en el casode pozos desviados, visto que los recortesse sedimentan en la parte baja del pozo, ensentido perpendicular a la trayectoria deflujo del fluido, y no en sentido contrario alflujo de fluido de perforación. En los pozoshorizontales, los recortes se acumulan a lolargo de la parte inferior del pozo, formandocamas de recortes. Estas camas restringen elflujo, aumentan el torque, y son difícilesde eliminar.
Se usan dos métodos diferentes para lassituaciones de limpieza difícil del pozo quesuelen ser encontradas en los pozos de altoángulo y horizontales:a) El uso de fluidos tixotrópicos que dis-
minuyen su viscosidad con el esfuerzode corte y que tienen una altaViscosidad a Muy Baja Velocidad deCorte (LSRV) y condiciones de flujolaminar. Ejemplos de estos tipos de fluidoincluyen los sistemas de biopolímeroscomo FLOPRO*, y las lechadas de bentonitafloculadas tal como el sistema DRILPLEX*de Hidróxido de Metales Mezclados(MMH). Dichos sistemas de fluidos deperforación proporcionan una alta visco-sidad con un perfil de velocidad anularrelativamente plano, limpiando una mayorporción de la sección transversal del pozo.Este método tiende a suspender los recor-tes en la trayectoria de flujo del lodo eimpide que los recortes se sedimenten enla parte baja del pozo. Con los lodos den-sificados, el transporte de los recortespuede ser mejorado aumentando las indi-caciones de 3 y 6 RPM del cuadrante deFann (indicaciones de LSRV) de 1 a 11⁄2veces el tamaño del pozo en pulgadas, yusando el más alto caudal laminar posible.
b) El uso de un alto caudal y de un lodofluido para obtener un flujo turbulento.El flujo turbulento proporcionará unabuena limpieza del pozo e impedirá quelos recortes se sedimenten durante la cir-culación, pero éstos se sedimentaránrápidamente cuando se interrumpa la circulación. Este método funciona mante-niendo los recortes suspendidos bajo el
El uso de fluidos tixotrópicosque disminuyen su viscosidadcon el esfuerzo decorte y que tienen unaaltaViscosidad a Muy BajaVelocidad deCorte...
La velocidada la cual unrecorte sesedimenta enun fluido...
CAPÍTULO
2
efecto de la turbulencia y de las altasvelocidades anulares. Es más eficazcuando se usan fluidos no densificadosde baja densidad en formaciones compe-tentes (que no se desgastan fácilmente).La eficacia de esta técnica puede ser limi-tada por distintos factores, incluyendo unagujero de gran tamaño, una bomba debaja capacidad, una integridad insufi-ciente de la formación y el uso de moto-res de fondo y herramientas de fondoque limitan el caudal.Densidad. Los fluidos de alta densidad
facilitan la limpieza del pozo aumentandolas fuerzas de flotación que actúan sobre losrecortes, lo cual contribuye a su remocióndel pozo. En comparación con los fluidos demenor densidad, los fluidos de alta densidadpueden limpiar el agujero de manera ade-cuada, aun con velocidades anulares másbajas y propiedades reológicas inferiores. Sinembargo, el peso del lodo en exceso del quese requiere para equilibrar las presiones dela formación tiene un impacto negativosobre la operación de perforación; por lotanto, este peso nunca debe ser aumentadoa efectos de limpieza del agujero.
Rotación de la columna de perforación.Las altas velocidades de rotación tambiénfacilitan la limpieza del pozo introduciendoun componente circular en la trayectoria delflujo anular. Este flujo helicoidal (en formade espiral o sacacorchos) alrededor de lacolumna de perforación hace que los recor-tes de perforación ubicados cerca de la pared
del pozo, donde existen condiciones delimpieza del pozo deficientes, regresen hacialas regiones del espacio anular que tienenmejores características de transporte. Cuandoes posible, la rotación de la columna de per-foración constituye uno de los mejoresmétodos para retirar camas de recortes enpozos de alto ángulo y pozos horizontales.
2. CONTROL DE LAS PRESIONES DE LAFORMACIÓN
Como se mencionó anteriormente, una fun-ción básica del fluido de per foración escontrolar las presiones de la formación paragarantizar una operación de perforaciónsegura. Típicamente, a medida que la pre-sión de la formación aumenta, se aumentala densidad del fluido de perforación agre-gando barita para equilibrar las presiones y mantener la estabilidad del agujero. Estoimpide que los fluidos de formación fluyanhacia el pozo y que los fluidos de formaciónpresurizados causen un reventón. La presiónejercida por la columna de fluido de perfora-ción mientras está estática (no circulando) sellama presión hidrostática y depende de ladensidad (peso del lodo) y de la ProfundidadVertical Verdadera (TVD) del pozo. Si la pre-sión hidrostática de la columna de fluido deperforación es igual o superior a la presiónde la formación, los fluidos de la formaciónno fluirán dentro del pozo.
Mantener un pozo “bajo control” se des-cribe frecuentemente como un conjuntode condiciones bajo las cuales ningún fluidode la formación fluye dentro del pozo. Peroesto también incluye situaciones en lascuales se permite que los fluidos de la forma-ción fluyan dentro del pozo — bajo condi-ciones controladas. Dichas condicionesvarían — de los casos en que se toleran altosniveles de gas de fondo durante la perfora-ción, a situaciones en que el pozo producecantidades comerciales de petróleo y gasmientras se está perforando. El control depozo (o control de presión) significa queno hay ningún flujo incontrolable de fluidosde la formación dentro del pozo.
La presión hidrostática también controlalos esfuerzos adyacentes al pozo y que noson ejercidos por los fluidos de la formación.En las regiones geológicamente activas, las
Funciones
Funciones 2.3 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
Las altasvelocidadesde rotacióntambiénfacilitan la limpiezadel pozo…
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
CAPÍTULO
2
Funciones
Funciones 2.4 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
fuerzas tectónicas imponen esfuerzos sobrelas formaciones y pueden causar la inestabi-lidad de los pozos, aunque la presión delfluido de la formación esté equilibrada.Los pozos ubicados en formaciones someti-das a esfuerzos tectónicos pueden ser estabi-lizados equilibrando estos esfuerzos con lapresión hidrostática. Igualmente, la orienta-ción del pozo en los intervalos de alto ánguloy horizontales puede reducir la estabilidaddel pozo, lo cual también se puede controlarcon la presión hidrostática.
Las presiones normales de formaciónvarían de un gradiente de presión de 0,433psi/pie (9,79 kPa/m) (equivalente a 8,33lb/gal [1 kg/L] de agua dulce) en las áreasubicadas tierra adentro, a 0,465 psi/pie(10,52 kPa/m) (equivalente a 8,95 lb/gal[1,07 kg/L]) en las cuencas marinas. La eleva-ción, ubicación, y varios procesos e historiasgeológicas crean condiciones donde las pre-siones de la formación se desvían considera-blemente de estos valores normales. Ladensidad del fluido de perforación puedevariar desde la densidad del aire (básica-mente 0 psi/pie) hasta más de 20,0 lb/gal(2,4 kg/L) (1,04 psi/pie [23,52 kPa/m]).
Las formaciones con presiones por debajode lo normal se perforan frecuentementecon aire, gas, niebla, espuma rígida, lodoaireado o fluidos especiales de densidad ultrabaja (generalmente a base de petróleo).
El peso de lodo usado para perforar un pozoestá limitado por el peso mínimo necesariopara controlar las presiones de la formacióny el peso máximo del lodo que no fracturarála formación. En la práctica, conviene limi-tar el peso del lodo al mínimo necesario paraasegurar el control del pozo y la estabilidaddel pozo.
3. SUSPENSIÓN Y DESCARGA DERECORTES
Los lodos de perforación deben suspenderlos recortes de perforación, los materialesdensificantes y los aditivos bajo una ampliavariedad de condiciones, sin embargo debenpermitir la remoción de los recortes por elequipo de control de sólidos. Los recortesde perforación que se sedimentan durantecondiciones estáticas pueden causar puentes
y rellenos, los cuales, por su parte, puedenproducir el atascamiento de la tubería o lapérdida de circulación. El material densifi-cante que se sedimenta constituye un asen-tamiento y causa grandes variaciones de ladensidad del fluido del pozo. El asenta-miento ocurre con mayor frecuencia bajocondiciones dinámicas en los pozos dealto ángulo donde el fluido está circulando a bajas velocidades anulares.
Las altas concentraciones de sólidos deperforación son perjudiciales para práctica-mente cada aspecto de la operación de per-foración, principalmente la eficacia de laperforación y la velocidad de penetración(ROP). Estas concentraciones aumentan elpeso y la viscosidad del lodo, produciendomayores costos de mantenimiento y unamayor necesidad de dilución. Tambiénaumentan la potencia requerida para lacirculación, el espesor del revoque, el tor-que y el arrastre, y la probabilidad depegadura por presión diferencial.
Se debe mantener un equilibrio entre laspropiedades del fluido de perforación quesuspenden los recortes y las propiedades quefacilitan la remoción de los recortes por elequipo de control de sólidos. La suspensiónde los recortes requiere fluidos de alta viscosi-dad que disminuyen su viscosidad con elesfuerzo de corte con propiedades tixotrópi-cas, mientras que el equipo de remoción desólidos suele funcionar más eficazmente confluidos de viscosidad más baja. El equipo decontrol de sólidos no es tan eficaz con losfluidos de perforación que no disminuyen suviscosidad con el esfuerzo de corte, los cualestienen un alto contenido de sólidos y unaalta viscosidad plástica.
Para lograr un control de sólidos eficaz, lossólidos de perforación deben ser extraídosdel fluido de perforación durante la primeracirculación proveniente del pozo. Al ser cir-culados de nuevo, los recortes se descompo-nen en partículas más pequeñas que sonmás difíciles de retirar. Un simple métodopara confirmar la remoción de los sólidos deperforación consiste en comparar el porcen-taje de arena en el lodo en la línea de flujo yen el tanque de succión.
Los lodos deperforacióndeben sus-pender losrecortes deperforación…
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
CAPÍTULO
2
Funciones
Funciones 2.5 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
4. OBTURACIÓN DE LASFORMACIONES PERMEABLES
La permeabilidad se refiere a la capacidad delos fluidos de fluir a través de formacionesporosas; las formaciones deben ser permea-bles para que los hidrocarburos puedan serproducidos. Cuando la presión de la columnade lodo es más alta que la presión de la for-mación, el filtrado invade la formación y unrevoque se deposita en la pared del pozo.Los sistemas de fluido de perforación debe-rían estar diseñados para depositar sobre laformación un delgado revoque de baja per-meabilidad con el fin de limitar la invasiónde filtrado. Esto mejora la estabilidad delpozo y evita numerosos problemas de perfo-ración y producción. Los posibles problemasrelacionados con un grueso revoque y lafiltración excesiva incluyen las condicionesde pozo “reducido”, registros de mala cali-dad, mayor torque y arrastre, tuberías atas-cadas, pérdida de circulación, y daños a la formación.
En las formaciones muy permeables congrandes gargantas de poros, el lodo enteropuede invadir la formación, según el tamañode los sólidos del lodo. Para estas situacio-nes, será necesario usar agentes puentean-tes para bloquear las aberturas grandes, demanera que los sólidos del lodo puedanformar un sello. Para ser eficaces, los agentespuenteantes deben tener un tamaño apro-ximadamente igual a la mitad del tamañode la abertura más grande. Los agentes puen-teantes incluyen el carbonato de calcio,la celulosa molida y una gran variedad de materiales de pérdida por infiltraciónu otros materiales finos de pérdida de circulación.
Según el sistema de fluido de per foraciónque se use, varios aditivos pueden ser aplica-dos para mejorar el revoque, limitando lafiltración. Estos incluyen la bentonita, los polímeros naturales y sintéticos, el asfaltoy la gilsonita, y los aditivos desfloculantesorgánicos.
5. MANTENIMIENTO DE LA ESTABILIDADDEL AGUJERO
La estabilidad del pozo constituye un equili-brio complejo de factores mecánicos (presióny esfuerzo) y químicos. La composición quí-mica y las propiedades del lodo deben combi-narse para proporcionar un pozo estable hastaque se pueda introducir y cementar la tuberíade revestimiento. Independientemente de lacomposición química del fluido y otros facto-res, el peso del lodo debe estar comprendidodentro del intervalo necesario para equilibrarlas fuerzas mecánicas que actúan sobre elpozo (presión de la formación, esfuerzos delpozo relacionados con la orientación y la tec-tónica). La inestabilidad del pozo suele serindicada por el derrumbe de la formación,causando condiciones de agujero reducido,puentes y relleno durante las maniobras. Estorequiere generalmente el ensanchamientodel pozo hasta la profundidad original.(Se debe tener en cuenta que estos mismossíntomas también indican problemas delimpieza del pozo en pozos de alto ánguloy pozos difíciles de limpiar.)
La mejor estabilidad del pozo se obtienecuando éste mantiene su tamaño y su formacilíndrica original. Al desgastarse o ensan-charse de cualquier manera, el pozo se hacemás débil y es más difícil de estabilizar.El ensanchamiento del pozo produce unamultitud de problemas, incluyendo bajasvelocidades anulares, falta de limpieza delpozo, mayor carga de sólidos, evaluación
La estabilidaddel pozoconstituyeun equilibriocomplejo...
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
CAPÍTULO
2
Funciones
Funciones 2.6 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
deficiente de la formación, mayores costosde cementación y cementación inadecuada.
El ensanchamiento del pozo a través delas formaciones de arena y arenisca se debeprincipalmente a las acciones mecánicas,siendo la erosión generalmente causada porlas fuerzas hidráu licas y las velocidadesexcesivas a través de las toberas de la barrena.Se puede reducir considerablemente elensanchamiento del pozo a través de las sec-ciones de arena adoptando un programa dehidráulica más prudente, especialmente enlo que se refiere a la fuerza de impacto y a lavelocidad de la tobera. Las arenas mal conso-lidadas y débiles requieren un ligero sobreba-lance y un revoque de buena calidad quecontenga bentonita para limitar el ensan-chamiento del pozo.
En las lutitas, si el peso del lodo es sufi-ciente para equilibrar los esfuerzos de la for-mación, los pozos son generalmente estables— inicialmente. Con lodos a base de agua,las diferencias químicas causan interaccio-nes entre el fluido de perforación y la lutita,las cuales pueden producir (con el tiempo) elhinchamiento o el ablandamiento. Esto causaotros problemas, tales como el asentamientoy condiciones de agujero reducido. Las luti-tas secas, quebradizas, altamente fracturadas,con altos ángulos de buzamiento pueden serextremadamente inestables cuando son per-foradas. La insuficiencia de estas formacio-nes secas y quebradizas es principalmente decarácter mecánico y normalmente no estárelacionada con las fuerzas hidráulicaso químicas.
Varios inhibidores o aditivos químicospueden ser agregados para facilitar el controlde las interacciones entre el lodo y la lutita.Los sistemas con altos niveles de calcio,potasio u otros inhibidores químicos sonmejores para perforar en formaciones sensi-bles al agua. Sales, polímeros, materialesasfálticos, glicoles, aceites, agentes tensioactivos y otros inhibidores de lutitapueden ser usados en los fluidos de perfora-ción a base de agua para inhibir el hincha-miento de la lutita e impedir el derrumbe.La lutita está caracterizada porcomposiciones y sensibilidades tan variadasque no se puede aplicar universalmente nin-gún aditivo en particular.
Los fluidos de perforación a base depetróleo o sintéticos se usan frecuentementepara perforar las lutitas más sensibles alagua, en áreas donde las condiciones de per-foración son difíciles. Estos fluidos propor-cionan una mejor inhibición de lutita que losfluidos de perforación a base de agua. Lasarcillas y lutitas no se hidratan ni se hin-chan en la fase continua, y la inhibición adicional es proporcionada por la fase de salmuera emulsionada (generalmente clo-ruro de calcio) de estos fluidos. La salmueraemulsionada reduce la actividad del agua y crea fuerzas osmóticas que impiden laadsorción del agua por las lutitas.
6. MINIMIZACIÓN DE LOS DAÑOSA LA FORMACIÓN
La protección del yacimiento contra dañosque podrían perjudicar la producción esmuy importante. Cualquier reducción de laporosidad o permeabilidad natural de unaformación productiva es considerada comodaño a la formación. Estos daños puedenproducirse como resultado de la obturacióncausada por el lodo o los sólidos de perfora-ción, o de las interacciones químicas (lodo)y mecánicas (conjunto de perforación) conla formación. El daño a la formación esgeneralmente indicado por un valor dedaño superficial o por la caída de presión
La proteccióndel yacimientocontradaños… es muy importante.
CAPÍTULO
2
Funciones
Funciones 2.7 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
que ocurre mientras el pozo está produ-ciendo (diferencial de presión del yaci-miento al pozo).
El tipo de procedimiento y método decompletación determinará el nivel de pro-tección requerido para la for mación. Porejemplo, cuando un pozo está entubado,cementado y perforado, la profundidad deperforación permite generalmente una pro-ducción eficaz, a pesar de los daños quepuedan existir cerca del agujero. En cam-bio, cuando se termina un pozo horizontalusando uno de los métodos de “completa-ción en pozo abierto”, se requiere usar unfluido de “perforación del yacimiento” —diseñado especialmente para minimizar losdaños. Aunque los daños causados por elfluido de perforación no sean casi nunca tanimportantes que no se pueda producir elpetróleo y/o gas, sería prudente tener encuenta los posibles daños a la formación alseleccionar un fluido para perforar losintervalos productivos potenciales.
Algunos de los mecanismos más comunescausantes de daños a la formación son lossiguientes:a) Invasión de la matriz de la formación por
el lodo o los sólidos de perforación, obtu-rando los poros.
b) Hinchamiento de las arcillas de la forma-ción dentro del yacimiento, reduciendo la permeabilidad.
c) Precipitación de los sólidos como resul-tado de la incompatibilidad entre el fil-trado y los fluidos de la formación.
d) Precipitación de los sólidos del filtrado dellodo con otros fluidos, tales como las sal-mueras o los ácidos, durante los procedi-mientos de completación o estimulación.
e) Formación de una emulsión entre el fil-trado y los fluidos de la formación, limi-tando la permeabilidad.La posibilidad de daños a la formación
puede ser determinada a partir de los datosde pozos de referencia y del análisis de losnúcleos de la formación para determinar lapermeabilidad de retorno. Fluidos de perfo-ración diseñados para minimizar un pro-blema en particular, fluidos de perforacióndel yacimiento diseñados especialmente, ofluidos de rehabilitación y completación
pueden ser usados para minimizar los dañosa la formación.
7. ENFRIAMIENTO, LUBRICACIÓN YSOSTENIMIENTO DE LA BARRENAY DEL CONJUNTO DE PERFORACIÓN
Las fuerzas mecánicas e hidráulicas generanuna cantidad considerable de calor por fric-ción en la barrena y en las zonas donde lacolumna de perforación rotatoria roza con-tra la tubería de revestimiento y el pozo. Lacirculación del fluido de perforación enfríala barrena y el conjunto de perforación, ale-jando este calor de la fuente y distribuyén-dolo en todo el pozo. La circulación delfluido de perforación enfría la columna deperforación hasta temperaturas más bajasque la temperatura de fondo. Además deenfriar, el fluido de perforación lubrica lacolumna de perforación, reduciendo aúnmás el calor generado por fricción. Lasbarrenas, los motores de fondo y los com-ponentes de la columna de perforaciónfallarían más rápidamente si no fuera porlos efectos refrigerantes y lubricantes delfluido de perforación.
La lubricidad de un fluido en particulares medida por su Coeficiente de Fricción(COF), y algunos lodos proporcionan unalubricación más eficaz que otros. Por ejem-plo, los lodos base de aceite y sintético lubri-can mejor que la mayoría de los lodos baseagua, pero éstos pueden ser mejoradosmediante la adición de lubricantes. En cam-bio, los lodos base agua proporcionan unamayor lubricidad y capacidad refrigeranteque el aire o el gas.
El coeficiente de lubricación proporcio-nado por un fluido de perforación varíaampliamente y depende del tipo y de lacantidad de sólidos de perforación y mate-riales densificantes, además de la composi-ción química del sistema — pH, salinidady dureza. La modificación de la lubri cidaddel lodo no es una ciencia exacta. Auncuando se ha realizado una evaluaciónexhaustiva, teniendo en cuenta todos losfactores pertinentes, es posible que laaplicación de un lubricante no produzcala reducción anticipada del torque y del arrastre.
Lalubricidad deun fluido enparticular esmedida por…
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
CAPÍTULO
2
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Funciones
Funciones 2.8 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
Altos valores de torque y arrastre, un des-gaste anormal, y el agrietamiento por calorde los componentes de la columna de perfo-ración constituyen indicios de una lubrica-ción deficiente. Sin embargo, se debe teneren cuenta que estos problemas también pue-den ser causados por grandes patas de perroy problemas de desviación, embolamientode la barrena, asentamiento ojo de llave,falta de limpieza del agujero y diseño inco-rrecto del conjunto de fondo. Aunque unlubricante pueda reducir los síntomas deestos problemas, la causa propiamentedicha debe ser corregida para solucionarel problema.
El fluido de perforación ayuda a soportaruna porción del peso de la columna deperforación o tubería de revestimientomediante la flotabilidad. Cuando unacolumna de perforación, una tubería derevestimiento corta o una tubería de revesti-miento está suspendida en el fluido de per-foración, una fuerza igual al peso del lododesplazado la mantiene a flote, reduciendola carga del gancho en la torre de perfora-ción. La flotabilidad está directamente rela-cionada con el peso del lodo; por lo tanto,un fluido de 18-lb/gal (2,2-kg/L) proporcio-nará el doble de la flotabilidad proporcio-nada por un fluido de 9-lb/gal (1,1-kg/L).
El peso que una torre de perforaciónpuede sostener está limitado por su capaci-dad mecánica, un factor que se hace cadavez más importante con el aumento de laprofundidad, a medida que el peso de lasarta de perforación y de la tubería de reves-timiento se hace enorme. Aunque la mayo-ría de los equipos de perforación tengansuficiente capacidad para manejar el peso dela columna de perforación sin flotabilidad,éste es un factor importante que se debetener en cuenta al evaluar el punto neutro(cuando la columna de perforación no estásometida a ningún esfuerzo de tensión ocompresión). Sin embargo, cuando se intro-ducen largas y pesadas tuberías de revesti-miento, se puede usar la flotabilidad paraproporcionar una ventaja importante.Cuando se usa la flotabilidad, es posibleintroducir tuberías de revestimiento cuyopeso excede la capacidad de carga del ganchode un equipo de perforación. Si la tubería de
revestimiento no está completamente llenade lodo al ser introducida dentro del agu-jero, el volumen vacío dentro de la tuberíade revestimiento aumenta la flotabilidad,reduciendo considerablemente la carga delgancho a utilizar. Este proceso se llama“introducción por flotación” (“floating in”)de la tubería de revestimiento.
8. TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍAHIDRÁULICA A LAS HERRAMIENTASY A LA BARRENA
La energía hidráulica puede ser usada paramaximizar la velocidad de penetración(ROP), mejorando la remoción de recortesen la barrena. Esta energía también alimentalos motores de fondo que hacen girar labarrena y las herramientas de Medición alPerforar (MWD) y Registro al Perforar (LWD).Los programas de hidráulica se basan en eldimensionamiento correcto de las toberas dela barrena para utilizar la potencia disponible(presión o energía) de la bomba de lodo afin de maximizar la caída de presión en labarrena u optimizar la fuerza de impactodel chorro sobre el fondo del pozo. Los pro-gramas de hidráulica están limitados porla potencia dispo nible de la bomba, laspérdidas de presión dentro de la columnade perforación, la presión superficial máximapermisible y el caudal óptimo. Los tamañosde las toberas se seleccionan con el fin deaprovechar la presión disponible en labarrena para maximizar el efecto del impactode lodo en el fondo del pozo. Esto facilitala remoción de los recortes debajo de labarrena y ayuda a mantener limpia laestructura de corte.
Las pérdidas de presión en la columna deperforación son mayores cuando se usan flui-dos con densidades, viscosidades plásticas ycontenidos de sólidos más altos. El uso detuberías de perforación o juntas de tuberíade perforación de pequeño diámetro interior(DI), motores de fondo y herramientas deMWD/LWD reduce la cantidad de presióndisponible en la barrena. Los fluidos de per-foración que disminuyen su viscosidad conel esfuerzo de corte, de bajo contenido desólidos, o los fluidos que tienen característi-cas reductoras de arrastre, son más eficaces
La energíahidráulicapuede serusada paramaximizarla velocidadde penetra-ción (ROP)…
CAPÍTULO
2
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Funciones
Funciones 2.9 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
para transmitir la energía hidráulica a lasherramientas de perforación y a la barrena.
En los pozos someros, la potencia hidráu-lica disponible es generalmente suficientepara asegurar la limpieza eficaz de la barrena.Como la presión disponible en la columnade perforación disminuye a medida que seaumenta la profundidad del pozo, se alcan-zará una profundidad a la cual la presiónserá insuficiente para asegurar la limpiezaóptima de la barrena. Se puede aumentaresta profundidad controlando cuidadosa-mente las propiedades del lodo.
9. ASEGURAR LA EVALUACIÓN ADECUADADE LA FORMACIÓN
La evaluación correcta de la formación esesencial para el éxito de la operación de per-foración, especialmente durante la perfora-ción exploratoria. Las propiedades químicasy físicas del lodo afectan la evaluación de laformación. Las condiciones físicas y químicasdel agujero después de la perforación tam-bién afectan la eva luación de la formación.Durante la perforación, técnicos llamadosregistradores de lodo (Mud Loggers) controlanla circulación del lodo y de los recortes paradetectar indicios de petróleo y gas. Estostécnicos examinan los recortes para deter-minar la composición mineral, la paleonto-logía y detectar cualquier indicio visual de
hidrocarburos. Esta información se registraen un registro geológico (mud log) queindica la litología, la velocidad de penetra-ción (ROP), la detección de gas y los recortesimpregnados de petróleo, además de otrosparámetros geológicos y de perforaciónimportantes.
Los registros eléctricos con cable son reali-zados para evaluar la formación con el finde obtener información adicional. Tambiénse pueden obtener núcleos de pared usandoherramientas transportadas por cable dealambre. Los registros con cable incluyenla medición de las propiedades eléctricas,sónicas, nucleares y de resonancia magné-tica de la formación, para identificar lalitología y los fluidos de la formación.Herramientas de LWD están disponiblespara obtener un registro continuo mientrasse perfora el pozo. También se perfora unasección cilíndrica de la roca (un núcleo) enlas zonas de producción para realizar la eva-luación en el laboratorio con el fin deobtener la información deseada. Las zonasproductivas potenciales son aisladas y evalua-das mediante la realización de Pruebas deIntervalo (FT) o Pruebas de ProductividadPotencial de la Formación (DST) para obtenerdatos de presión y muestras de fluido.
Todos estos métodos de evaluación de laformación son afectados por el fluido de per-foración. Por ejemplo, si los recortes se dis-persan en el lodo, el geólogo no tendrá nadaque evaluar en la superficie. O si el transportede los recortes no es bueno, será difícil parael geólogo determinar la profundidad a lacual los recortes se originaron. Los lodos abase de petróleo, lubricantes, asfaltos y otrosaditivos ocultarán los indicios de hidrocar-buros en los recortes. Ciertos registros eléc-tricos son eficaces en fluidos conductores,mientras que otros lo son en fluidos noconductores. Las pro piedades del fluido deperforación afectarán la medición de laspropie dades de la roca por las herramientaseléctricas de cable. El filtrado excesivopuede expulsar el petróleo y el gas de lazona próxima al agujero, perjudicando losregistros y las muestras obtenidas por laspruebas FT o DST. Los lodos que contienenaltas concentraciones iónicas de potasio
La evaluacióncorrecta dela formaciónes esencialpara eléxito…
CAPÍTULO
2
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Funciones
Funciones 2.10 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
perjudican el registro de la radioactividadnatural de la formación. La salinidad altao variable del filtrado puede dificultar oimpedir la interpretación de los registroseléctricos.
Las herramientas de registro con cabledeben ser introducidas desde la superficiehasta el fondo, y las propiedades de la rocase miden a medida que las herramientasson retiradas del pozo. Para un registro concable óptimo, el lodo no debe ser demasiadodenso y debe mantener la estabilidad delpozo y suspender cualesquier recortes oderrumbes. Además, el pozo debe mantenerel mismo calibre desde la superficie hastael fondo, visto que el ensanchamientoexcesivo del diámetro interior y/o losrevo ques gruesos pueden producir diferentesrespuestas al registro y aumentar la posi-bilidad de bloqueo de la herramienta deregistro.
La selección del lodo requerido para perfo-rar un núcleo está basada en el tipo de eva-luación a realizar. Si se extrae un núcleosolamente para determinar la litología (aná-lisis mineral), el tipo de lodo no es impor-tante. Si el núcleo será usado para estudiosde inyección de agua y/o humecta bilidad,será necesario usar un lodo “suave” a basede agua, de pH neutro, sin agentes tensioac-tivos o diluyentes. Si el núcleo será usadopara medir la saturación de agua del yaci-miento, se suele recomendar un lodo suavea base de aceite con una cantidad mínimade agentes tensioactivos y sin agua o sal.Muchas operaciones de extracción denúcleos especifican un lodo suave con unacantidad mínima de aditivos.
10. CONTROL DE LA CORROSIÓN
Los componentes de la columna de perfora-ción y tubería de revestimiento que estánconstantemente en contacto con el fluido deperforación están propensos a varias formasde corrosión. Los gases disueltos tales comoel oxígeno, dióxido de carbono y sulfurode hidrógeno pueden causar graves proble-mas de corrosión, tanto en la superficiecomo en el fondo del pozo. En general, unpH bajo agrava la corrosión. Por lo tanto,una función importante del fluido de perfo-ración es mantener la corrosión a un nivel
aceptable. Además de proteger las superficiesmetálicas contra la corrosión, el fluido deperforación no debería dañar los componen-tes de caucho o elastómeros. Cuando losfluidos de la formación y/o otras condicio-nes de fondo lo justifican, metales y elas-tómeros especiales deberían ser usados.Muestras de corrosión deberían ser obte-nidas durante todas las operaciones deperforación para controlar los tipos y lasvelocidades de corrosión.
La aireación del lodo, formación deespuma y otras condiciones de oxígenoocluido pueden causar graves daños porcorrosión en poco tiempo. Los inhibidoresquímicos y secuestradores son usadoscuando el riesgo de corrosión es importante.Los inhi bidores químicos deben ser aplica-dos correctamente. Las muestras de corro-sión deberían ser evaluadas para determinarsi se está usando el inhibidor químicocorrecto y si la cantidad es suficiente. Estomantendrá la velocidad de corrosión a unnivel aceptable.
El sulfuro de hidrógeno puede causar unafalla rápida y catastrófica de la columna deperforación. Este producto también es mor-tal para los seres humanos, incluso despuésde cortos periodos de exposición y en bajasconcentraciones. Cuando se perfora enambientes de alto contenido de H2S, se reco-mienda usar fluidos de alto pH, combinadoscon un producto químico secuestrador desulfuro, tal como el cinc.
11. FACILITAR LA CEMENTACIÓNY COMPLETACIÓN
El fluido de perforación debe producir unpozo dentro del cual la tubería de revesti-miento puede ser introducida y cementadaeficazmente, y que no dificulte las operacio-nes de completación. La cementación es crí-tica para el aislamiento eficaz de la zona y lacompletación exitosa del pozo. Durante laintroducción de la tubería de revestimiento,el lodo debe permanecer fluido y minimizarel suabeo y pistoneo, de manera que no seproduzca ninguna pérdida de circulacióninducida por las fracturas. Resulta más fácilintroducir la tubería de revestimiento dentro
Los gasesdisueltos…pueden causar graves problemas decorrosión…
CAPÍTULO
2
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Funciones
Funciones 2.11 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
de un pozo liso de calibre uniforme, sinrecortes, derrumbes o puentes. El lodo debe-ría tener un revoque fino y liso. Para que sepueda cementar correctamente la tuberíade reves timiento, todo el lodo debe ser des-plazado por los espaciadores, los fluidos delimpieza y el cemento. El desplazamientoeficaz del lodo requiere que el pozo tengaun calibre casi uniforme y que el lodo tengauna baja viscosidad y bajas resistencias degel no progresivas. Las operaciones de com-pletación tales como la perforación y lacolocación de filtros de grava tambiénrequieren que el pozo tenga un calibre casiuniforme y pueden ser afectadas por lascaracterísticas del lodo.
12. MINIMIZAR EL IMPACTO SOBREEL MEDIO AMBIENTE
Con el tiempo, el fluido de perforación seconvierte en un desecho y debe ser elimi-nado de conformidad con los reglamen-tos ambientales locales. Los fluidos de bajoimpacto ambiental que pueden ser elimi -nados en la cercanía del pozo son losmás deseables.
La mayoría de los países han estable-cido reglamentos ambientales locales paralos desechos de fluidos de perforación.
Los fluidos a base de agua, a base de petró-leo, anhidros y sintéticos están sujetos adiferentes consideraciones ambientales yno existe ningún conjunto único decaracterísticas ambientales que sea acep-table para todas las ubicaciones. Esto sedebe principalmente a las condiciones complejas y cambiantes que existen portodo el mundo — la ubicación y densidadde las poblaciones humanas, la situacióngeográfica local (costa afuera o en tierra),altos o bajos niveles de precipitación, laproximidad del sitio de eliminación res-pecto a las fuentes de agua superficiales y subterráneas, la fauna y flora local, y otrascondiciones.
RESUMEN
La recomendación de un sistema de fluidode perforación debería estar basada en lacapacidad del fluido para lograr las funcio-nes esenciales y minimizar los problemasanticipados en el pozo. Aunque las funcio-nes descritas en este capítulo sirvan depautas para la selección del lodo, estas fun-ciones no deberían constituir la única basepara la selección de un fluido de perfora-ción para un pozo en particular. El procesode selección debe fundarse en una ampliabase de experiencias, conocimientos loca-les y el estudio de las mejores tecnologíasdisponibles.
Selección del lodo. Inicialmente, la anti-cipación de los problemas del pozo ayudaa seleccionar un sistema de fluido de perfora-ción específico para un pozo en particular.Sin embargo, otros factores pueden existir,exigiendo el uso de un sistema diferente. Elcosto, la disponibilidad de los productos y losfactores ambientales siempre son considera-ciones importantes. No obstante, la experien-cia y las preferencias de los representantes dela compañía petrolera suelen ser los factoresdecisivos.
Muchos pozos son perforados con éxitousando fluidos que no fueron seleccionadossimplemente por razones de rendimiento. Eléxito de estos pozos se debe a los ingenierosde lodo experimentados que adaptan el sis-tema de fluido de perforaciónpara satisfacerlas condiciones específicas encontradas encada pozo.
El lodo debería tenerun revoquefino y liso.
CAPÍTULO
2
Funciones
Funciones 2.12 Revisión No: A-1 / Fecha Revisión: 04·30·08
Propiedades vs. funciones del lodo.Diferentes propiedades del lodo pueden afec-tar a una función en particular del lodo.Aunque el ingeniero de lodo sólo modifiqueuna o dos propiedades para controlar unafunción en particular del fluido de perfora-ción, es posible que otra función sea afec-tada. Se debe reconocer el efecto que laspropiedades del lodo tienen sobre todas lasfunciones, así como la importancia relativade cada función. Por ejemplo, la presión dela formación es controlada principalmentemediante la modificación del peso del lodo,pero el efecto de la viscosidad sobre laspérdidas de presión anular y la DensidadEquivalente de Circulación (ECD) debería ser considerado para evitar la pérdidade circulación.
Cuando las funciones están en conflicto.La ingeniería de fluidos de perforación casisiempre impone “concesiones mutuas” en loque se refiere al tratamiento y al manteni-miento de las propiedades necesarias paralograr las funciones requeridas. Un lodo dealta viscosidad puede mejorar la limpieza delpozo, pero también puede reducir la eficaciahidráulica, aumentar la retención de sólidos,reducir la velocidad de penetración y modifi-car los requisitos de dilución y tratamientoquímico. Los ingenieros de fluidos de perfo-ración experimentados están conscientesde estas concesiones mutuas y saben cómomejorar una función mientras minimizan elimpacto de las modificaciones de las propie-dades del lodo sobre las otras funciones.
La ingenieríade fluidos deperforacióncasi siempreimpone “concesionesmutuas”…
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
CAPÍTULO
2