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HISTORIA
Aos 1920 Origen de los fluidos de perforacin no acuosos. Aos 1940 Desarrollo de lodos A BASE DE DIESEL. Aos 1980 Preocupaciones ambientales resultan en el uso
de ACEITES MINERALES. Aos 1990 Reemplazo aceptable desde el punto de vista
ambiental para los aceites minerales. SINTTICOS
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Aplicaciones de Lodo Base Aceite y Sinttico
Inhibicin de lutitas Pozos de alta temperatura Lubricidad Pozos de alto ngulo y de alcance extendido Contaminantes, minerales evaporticos y gases cidos Fluidos de emplazamiento (spotting) Fluidos de rehabilitacin, completacin y empaque
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Recortes de 16
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Limitaciones del Lodo Base Aceite y Sinttico
Ambientales Costos Los clculos de hidrulica, presin hidrosttica y ECD son
complicados Mayor riesgo de prdida de circulacin Deteccin difcil de amagos (kick) debido a la solubilidad
del gas
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Lodos de Emulsin Inversa
SISTEMA DE TRES FASES Dos fluidos inmiscibles y la fase slida- ACEITE/FLUIDO SINTTICO fase continua externa, aditivos de
productos lquidos lipoflicos.- AGUA gotitas emulsionadas (salmuera CaCl2), como fase interna, cal soluble.- SLIDOS barita, arcillas organoflicas, slidos perforados, aditivos
insolubles productos de control de prdida de filtrado, LCM (materiales de prdida de circulacin), etc. (aditivos insolubles)
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FASE CONTINUA
ACEITES- DIESEL Versa Dril- MINERALES Versa Clean- ACEITE MINERAL MEJORADO (EMO) Versa Vert
FLUIDOS SINTTICOS- IO Nova Plus- LAO Nova Tech- STER Eco Green
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FASE ACUOSA
SALMUERA DE CLORURO DE CALCIO:- Ca(Cl)2 Reduce la actividad (Aw) de la fase acuosa.
Agua Dulce (Aw) = 1,0 NaCl (Aw) = 1,0 - 0,75 (26% = saturacin) 10 ppg Ca(Cl)2 (Aw) = 1,0 - 0,39 (40% = saturacin) 11.6 ppg
- 25%-30% en Peso Ca(Cl)2 (rango comn para lodos base aceite) (Aw) = 0,74 - 0,637
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EMULSIONES
Fase Externa: AceiteSlidos y superficies
humectados por aceiteAconsejable para la Perforacin
Agua
Fase de Aceite
Aceite
Fase Acuosa
Fase Externa: AguaSlidos y superficies humectados por agua
Cementacin / Estimulacin
WBM (lodo base agua)
OBM (lodo base aceite)
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FASE SLIDA
Material Densificante Barita, Fer-Ox, CaCo3 Arcillas organoflicas VG-69, VG-Plus, VG-HT Slidos Perforados Aditivos Insolubles Productos de Control de Prdida de
Filtrado (FLC) y Control de Prdida de Circulacin (LCM) Aditivos Solubles
- Ca(Cl)2, Cal, Versalig, Versatrol
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FASE CONTINUA
Aditivos Lquidos Lipoflicos- Versa mul- Versa coat- Versa wet- Versa Mod- Versa HRP- Versa SWA- Versa thin- Versa trim- EMI-157
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SYSTEMASDE LODO BASE ACEITE
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SYSTEMAS
BASE ACEITE- VERSADRIL- VERSACLEAN
- VERSAPRO- VERSAVERT
- TRUCORE- TRUDRIL
BASE SINTTICO- NOVAPLUS- NOVATEC- NOVAPRO- ECOGREEN - FAZE-PRO
- PARADRIL- PARALAND
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SYSTEMAS
CONVENCIONALES- Emulsin Fuerte- Valores Ms Bajos de ATAP - Sin agua en el filtrado- Mayor Estab. Trmica- Ms Espesos- Jabn de Calcio- Exceso de Cal > 3,0
RELAJADOS- Emulsin Ms Dbil- Altos Valores de ATAP- Agua en el filtrado- Estab. Trmica ~ 300F- Viscosificacin de las Arcillas- Agente Tensioactivo- Exceso de Cal < 2,0
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PRODUCTOSDE LODO BASE ACEITE
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PRODUCTOSDE LODO BASE ACEITE
AGENTES TENSIOACTIVOS - Agentes Activos en la Superficie.- Actan Reduciendo la Tensin Interfacial Entre Dos Lquidos o
Entre un Lquido y un Slido. Emulsificantes Jabones Agentes Humectantes
La Diferencia Principal Es: Las Superficies Sobre Las Cuales Estn Diseados Para Actuar Y Su Nmero HLB.
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AGENTES TENSIOACTIVOS - Agentes Activos en la SuperficieTienen una cabeza polar hidroflica y una cola no polar organoflica.
CABEZA HIDROFLICA
(HIDROFLICO)
(OLEOFLICO)
COLA ORGANOFLICACC CC CC C C C C
CC CC CC CC
OO
CC
OHOH
PRODUCTOS DE LODO BASE ACEITE
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PRODUCTOS AGENTES TENSIOACTIVOS Agentes Activos en la Superficie
Rango HLB, funcin y Productos
0 3 6 9 12 15 18
EmulsificantesEmulsificantes de de
Agua en AceiteAgua en Aceite
AgentesAgentes
HumectantesHumectantes
DetergentesDetergentes
EmulsificantesEmulsificantes de Aceite en Aguade Aceite en Agua
LipoflicoLipoflico HidroflicoHidroflico
Versamul Dril-Kleen
Versacoat Versa SWA
Versawet
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PRODUCTOSDE LODO BASE ACEITE
EMULSIFICANTES:
- VERSAMUL- VERSACOAT
- EMI - 157
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PRODUCTOSAGENTES TENSIOACTIVOS Agentes Activos en la Superficie
GOTA DEGOTA DE
AGUAAGUA
ACEITEACEITE
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GOTA DEGOTA DE
AGUAAGUAGOTA DEGOTA DE
AGUAAGUA
CONCENTRACIN INSUFICIENTE DE EMULSIFICANTE
COALESCENCIACOALESCENCIA
DE LAS GOTASDE LAS GOTASPeorPeor dede
Los Los Cas
osCasos
PRODUCTOSAGENTES TENSIOACTIVOS Agentes Activos en la Superficie
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SUPERFICIE DEL SLIDOSUPERFICIE DEL SLIDO
-- Diseados para Humectar los Diseados para Humectar los Slidos por AceiteSlidos por Aceite
PRODUCTOS AGENTES TENSIOACTIVOS Agentes Activos en la Superficie
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PRODUCTOSDE LODO BASE ACEITE
AGENTES HUMECTANTES
- VERSAWET- VERSACOAT
- VERSA - SWA
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0 3 6 9 12 15 18
EmulsificantesEmulsificantes de de
AguaAgua en en AceiteAceite
AgentesAgentes
HumectantesHumectantes
DetergentesDetergentes
EmulsificantesEmulsificantes de de AceiteAceite en en AguaAgua
LipoflicoLipoflico HidroflicoHidroflico
Versamul Dril-Kleen
Versacoat Versa SWA
Versawet
PRODUCTOS AGENTES TENSIOACTIVOS Agentes Activos en la Superficie
Rango HLB, funcin y Productos
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ngulo de Contacto y Humectabilidad
AguaAguaAceiteAceite
SLIDOSLIDO
HUMECTADO POR AGUAHUMECTADO POR AGUA
PRODUCTOS AGENTES TENSIOACTIVOS Agentes Activos en la Superficie
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ngulo de Contacto y Humectabilidad
AguaAguaAceiteAceite
SLIDOSLIDO
HUMECTADO POR ACEITE HUMECTADO POR ACEITE
PRODUCTOS AGENTES TENSIOACTIVOS Agentes Activos en la Superficie
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PRODUCTOSDE LODO BASE ACEITE
VISCOSIFICADORES:- VG -69- VG - PLUS- VG - HT
- VERSA HRP - Necesita slidos reactivos.- VERSAMOD - Necesita agua y temperatura.
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REDUCTORES DE VISCOSIDAD:- VERSATHIN - (Desfloculante fsico)
Solucin temporal para alta viscosidad debido a slidos NO BAJARA VISCOSIDAD DEL VERSAHRP BAJARA VISCOSIDAD del VERSAMOD Para el sobretratamiento, usar viscosificador de arcilla.
- VERSAWET- VERSACOAT- VERSATRIM - Reduce la HSRV (AV, PV)
PRODUCTOSDE LODO BASE ACEITE
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PRODUCTOS
ATAP REDUCTORES DE PRDIDA DE FILTRADO:- VERSATROL Base Asfalto / Gilsonita- VERSALIG Lignito tratado con amina
- EMI 157 (cido Oleico)- VERSAMOD (mezla de dmero/trmero cido oleico)
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PRODUCTOS
OTROS PRODUCTOS ESPECIALIZADOS:- CAL - Ca(OH)2- CAL CALIENTE / CAL VIVA - CaO- CLORURO DE CALCIO - CaCl2
- Tecnologa FAZE-PRO (Emulsiones Reversibles) FAZE-MUL Emulsificante FAZE-WET Agente Humectante
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ORDEN DE ADICINY
FORMULACINPARA LODOS BASE ACEITE
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ORDEN DE ADICINY FORMULACIN
ORDEN DE ADICIN:- FLUIDO BASE- VISCOSIFICADORES- EMULSIFICANTE- CAL- SALMUERA- AGENTE TENSIOACTIVO HUMECTANTE- MATERIAL DENSIFICANTE
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CONVENCIONAL- FLUIDO BASE- VISCOSIFICANTES- VERSAMUL- CAL- SALMUERA- VERSACOAT- MATERIAL DENSIFICANTE- ADITIVOS DE CONTROL DE
PRDIDA DE FILTRADO
RELAJADO- FLUIDO BASE- VG ARCILLA- VERSACOAT- CAL- SALMUERA- VERSAWET- MATERIAL DENSIFICANTE
ORDEN DE ADICINY FORMULACIN
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PROPIEDADES Y
PRUEBASDE LODOS BASE ACEITE
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Pruebas API Estndar para Emulsiones Inversas
Peso del lodo (kg/m3, lb/gal) Viscosidad Embudo (seg/litro) o (seg/cuarto de galn) Reologa @ 50oC, 65oC, 80oC (1200, 1500, & 1750F) ATAP @ 150C , 3000F o temperatura de fondo Retorta (% aceite/sinttico, % agua, % slidos) Pom, Psm (volumen total en cc de 0,1N H2SO4 tres valoraciones) Exceso cal - Pom (cc) x 3,7 = kg/m3 , x 1,3 = lb/bbl Cloruros (lodo entero) mg/l Estabilidad Elctrica (ES) @ 65oC
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Peso del lodo Reologa @ 120, 150 o 180F ATAP @ 300F o temperatura de fondo Estabilidad Elctrica (ES) @ 120 o 150 F Retorta (% aceite/sinttico, % agua, % slidos) Pom, Psm Cl- (lodo entero)
Pruebas API Estndar para Emulsiones Inversas
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Reologa de las Emulsiones Inversas
Prueba a 120, 150 o 180F a peticin del operador.
Operar el viscosmetro VG a 300 rpm mientras que se calienta la muestra.
Despus de terminar la Reologa, examinar el vaso de calentamiento para la sedimentacin de barita.
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ATAP de Emulsiones Inversas
ATAP reportado como (2) X (cc de filtrado/30 minutos) Realizar la prueba a 300F (150C), a menos que se proporcionen
otras instrucciones. El filtrado de las formulaciones convencionales no debera contener
agua. Los filtrados de lodos nuevos pueden contener una pequea
cantidad de agua hasta que el lodo sea sometido al esfuerzo de corte a travs de la barrena.
Examinar el revoque para sedimentacin de barita.
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Estabilidad Elctrica de las Emulsiones Inversas
La estabilidad elctrica es un valor relativo! La estabilidad elctrica est relacionada con la estabilidad de la emulsin, %
agua, tamao de las gotas de agua, temperatura... La estabilidad elctrica de los lodos nuevos es baja hasta que el lodo sea
sometido al esfuerzo de corte a travs de la barrena. Verificar a 120 o 150F Medidores de Estabilidad Elctrica
- Cambio gradual realizado por el operador (estilo viejo) (se dobla la indicacin)
- Digitales de cambio gradual automtico (indicacin directa) APROBADOS POR API
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Reologa de las Emulsiones Inversas
Prueba a 50C, 65C y 80C
Operar el viscosmetro VG a 300 rpm mientras que se calienta la muestra. (Dejar que la temperatura del lodo se estabilice)
Despus de terminar la Reologa, examinar el vaso de calentamiento para la sedimentacin de barita y luego verificar la estabilidad.
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ATAP de Emulsiones Inversas
ATAP reportado como (2) X (cc de filtrado/30 minutos)
Realizar la prueba a 150C, a menos que se proporcionen otras instrucciones.
El filtrado de las formulaciones convencionales no debera contener agua.
Los filtrados de lodos nuevos pueden contener una pequea cantidad de agua hasta que el lodo sea sometido al esfuerzo de corte a travs de la barrena.
Examinar el revoque para sedimentacin de barita.
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Anlisis por Retorta de las Emulsiones Inversas
Precisin! La retorta nos permite determinar:
- % Slidos- % Aceite o Fluido Sinttico- % Agua- Contenido de sal
Busque tendencias y cambios importantes
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Valoraciones Para Emulsiones Inversas
Valoraciones estndar:- Alcalinidad Pom, Psm- Cloruros Cl- (lodo entero)
Se debe usar lodo entero (2 cc)(el filtrado es Aceite/Fluido Sinttico)
Mezclar lodo con solvente para romper la emulsin. Diluir la muestra con agua destilada y aadir el indicador.
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Estabilidad Elctrica de las Emulsiones Inversas
La estabilidad elctrica es un valor relativo! La estabilidad elctrica est relacionada con la estabilidad de la emulsin,
% agua, tamao de las gotas de agua, temperatura... La estabilidad elctrica de los lodos nuevos es baja hasta que el lodo sea
sometido al esfuerzo de corte a travs de la barrena. Verificar a 65C, 150 F Medidores
- Cambio gradual realizado por el operador (estilo viejo) (se dobla la indicacin)
- Digitales de cambio gradual automtico (indicacin directa) APROBADOS POR API
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Fluidos Base Aceite y Sinttico
Fluido Base Gravedad Especfica
Viscosidad, CST @104
Punto de Inflamacin
F
Punto de Fluidez
F
Punto de Anilina F
Aceite Diesel 0,85 3 - 4 150 14 149
LTMO 0,80 2 - 3 212 -0,4 169
STER 0,85 5 - 7 354 -22 77
PAO 0,80 6 - 7 347 -85 225
TER 0,83 5 - 6 330 14 104
LAO 0,78 2 - 3 295 37 ~200
IO 0,78 2 - 3 279 32 ~200
LP 0,77 2,5 >212 14 >200
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CLCULOSPARA LODO BASE ACEITE
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Emulsin InversaDatos Calculados
Relacin de Aceite o Sinttico / Agua Cal, (lb/bbl) % CaCl2 y % Slidos Corregido Slidos: (lb/bbl) Barita y (lb/bbl) LGS Cloruro de Calcio (lb/bbl)
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Emulsin InversaClculos:
1. m3 AGUA / m3 LODO = WRd X ( Fo + Fw ) - (100 X Fw)______________________________
Ord
2. m3 ACEITE / m3 LODO = ORd X ( Fo + Fw ) - ( 100 X Fo)______________________________
WRd
DONDE:ORd = PROPORCIN DE ACEITE DESEADA (Nmero entero)WRd = PROPORCIN DE AGUA DESEADA (Nmero entero)
Fo = FRACCIN DE ACEITE (Como decimal de la retorta)Fw = FRACCIN DE AGUA (Como decimal de la retorta)
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Emulsin InversaClculos:
1. BBL H2O / BBL LODO = WRd X ( Fo + Fw ) - (100 X Fw)______________________________
Ord
2. BBL ACEITE / BBL LODO = ORd X ( Fo + Fw ) - ( 100 X Fo)______________________________
WRd
DONDE:ORd = PROPORCIN DE ACEITE DESEADA (Nmero entero)WRd = PROPORCIN DE AGUA DESEADA (Nmero entero)
Fo = FRACCIN DE ACEITE (Como decimal de la retorta)Fw = FRACCIN DE AGUA (Como decimal de la retorta)
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Emulsin InversaDatos Calculados
LB/BBL CaCl2 = ( )
48,5
3x
LodomlmlAgNO
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CaCl2 % en Peso. = ( )
( ) ( )[ ]100
100065,15
65,15
3
3
XxF
LodomlmlAgNO
LodomlmlAgNO
w
+
Emulsin InversaDatos Calculados
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Emulsin InversaClculos:
Agente Humectante a aadir:- Una libra de agente humectante para cada saco de 100 lbs de barita
aadido.
Emulsificante a aadir:- lb/bbl = [(bbl agua / bbl lodo) x (10)]
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Emulsin InversaClculos:
Agente Humectante a aadir:- Una libra de agente humectante para cada saco de barita aadido.- 0,5 Kg/Saco
Emulsificante a aadir:- lb/bbl = [(bbl agua / bbl lodo) x (10)]
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PROBLEMASCON LODO BASE ACEITE
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Problemas: Aceite / Sintticos
Viscosidad Insuficiente Viscosidad Excesiva Contaminacin de Slidos Flujos de Agua Salada Slidos Humectados por Agua Dixido de Carbono CO2 Sulfuro de Hidrgeno H2S Sales Masivas y Filones de Sal Asentamiento / Sedimentacin de Barita Prdida de Circulacin
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Viscosidad Insuficiente
Sedimentacin de Barita Limpieza Inadecuada del Pozo Tratamiento:
- Aadir Viscosificadores Arcilla, Polmeros, Mod.- Aadir Agua (Salmuera)- Someter la Salmuera al Esfuerzo de Corte
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Viscosidad Excesiva
Slidos Alto Contenido, Finos, Humectados por Agua Alto Contenido de Agua Inestabilidad a las Temperaturas Elevadas Gases cidos Slidos Humectados por Agua Sobretratamiento con Viscosificadores Tratamiento:
- Eliminar / Diluir Slidos, Reducir el Contenido de Agua- Aadir Emulsificante, Agente Humectante, Versathin, Cal, Aumentar el peso
del lodo
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Contaminacin de Slidos
Alta viscosidad Revoque grueso Tratamiento:
- Zaranda de malla ms fina- Centrfugas en tndem- Diluir con fluidos base y aadir emulsificante- Agente humectante
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Flujos de Agua Salada
Aumento del % agua, disminucin de la relacin aceite:agua Alta viscosidad Slidos humectados por agua Estabilidad Elctrica Ms Baja Agua en el filtrado ATAP Tratamiento:
- Emulsificante y cal- Agente humectante para densificar o slidos humectados por agua- Barita para ajustar el peso y parar el influjo
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Slidos Humectados por Agua
Mayor viscosidad Menor Estabilidad Elctrica Aspecto granuloso Sedimentacin Taponamiento de la malla de la zaranda Prueba Tratamiento:
- Si la fase de salmuera est saturada de sal, aadir agua dulce- Agente humectante
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Dixido de Carbono CO2
Disminucin de POM Disminucin del contenido de cal Disminucin de la Estabilidad Elctrica Tratamiento:
- Aadir cal para mantener un exceso, tener cuidado para controlar el exceso de cal en fluidos a base de ster
- Aumentar el peso del lodo para controlar el influjo
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Sulfuro de Hidrgeno, H2S
Sulfuros detectados con el Tren de Gas de Garrett Disminucin de POM Disminucin del contenido de cal Disminucin de la Estabilidad Elctrica El lodo puede volverse negro Tratamiento:
- Mantener el exceso de cal- Secuestrante de zinc inorgnico (SULF-X)- Aumentar el peso del lodo para controlar el influjo
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Sales Masivas y Filones de Sal
Las sales son insolubles, pueden resultar en un problema de slidos de baja gravedad especfica
CaCl2 y MgCl2 de la formacin pueden causar la humectacin por agua de los slidos
Pegadura del flujo plstico (no diferencial)- Desplazar el espacio anular desde la barrena hasta el punto
libre con agua dulce
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Asentamiento / Sedimentacin de Barita
Asentamiento, pesos desiguales de lodo durante la circulacin desde el fondo hacia arriba despus de los viajes
Tratamiento:- Aumentar la Viscosidad a Muy Baja Velocidad de Corte
Sedimentacin, condiciones estticas y tanques- Normal, aumentar la Viscosidad a Muy Baja Velocidad de Corte- Exceso de agente humectante (empaquetamiento duro), aadir arcilla
organoflica y polmero. No aadir agente humectante.- Presencia de barita humectada por agua indicada por las pruebas aadir agente
humectante
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Prdida de Circulacin
La compresibilidad aumenta la densidad en el fondo, aumentando la posibilidad de fracturacin de la formacin
Los materiales de prdida de circulacin (LCM) tales como Celofn y fibras de caa pueden romper la emulsin
Tratamiento:- Mica, MIX-II, cscaras de nueces- Inyeccin inversa de arcilla organoflica (arcilla organoflica en agua
Sin Cemento)
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DESPLAZAMIENTOS
Reunirse, comunicar, organizar. Acondicionar el lodo a desplazar a la viscosidad ms baja y el fluido
desplazador a la viscosidad ms alta. No comenzar el desplazamiento hasta que todo el fluido
desplazador est en el sitio. El espaciador debera cubrir 500 a 1.000 de espacio anular. Bombear a una velocidad cerca de la turbulencia. No Parar la circulacin una vez que se ha iniciado el desplazamiento. Hacer Girar / Reciprocar la Tubera
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DESPLAZAMIENTOS (Cont.)
Colocar la barrena al fondo del pozo cuando el lodo base aceite se separa de la barrena.
Cambiar las mallas. Aadir agente humectante. Monitorear con el medidor de Estabilidad.
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SISTEMAS
VERSADRIL Diesel VERSACLEAN Mineral VERSAPRO Reservorio VERSAVERT Ultra Low Tox MO PARALAND LP Fertilizante PARADRIL Ultra ref LP TRUECORE 100 % core TRUEDRIL 100 % Dril
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SISTEMAS
NOVAPLUS IO NOVATEC LAO NOVAPRO Reservorio ECOGREEN Ester FAZE PRO Reversible SIGMADRIL Conductivo RHELIANT Reologa plana