lodo base aceite

Sistemas Base Aceite

Sistemas Base Aceite 12.1 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02-01

CAPÍTULO

12

Este capítulo cubre los aspectosespecíficos de los sistemas base aceiteVERSA. Éstos son sistemas no acuosos,según la descripción generalproporcionada en el capítulo sobreEmulsiones No Acuosas. El aceitecontenido en estos sistemas funcionacomo una fase externa continua deun lodo de emulsión de agua enaceite (inversa). El nombre de lossistemas VERSA depende del aceitebase usado y de la aplicación especial(función). Los sistemas primarios sonlos siguientes:

Otros nombres VERSA son usados devez en cuando para aceites basenuevos o especiales. Cualquiera quesea el aceite base, estos sistemas usanfrecuentemente los mismos aditivos yformulaciones similares. Aunque lamayoría de los sistemas VERSA usenproductos de la línea de productosVERSA, algunos pueden usar aditivosde la línea de productos NOVA, segúnel aceite base y los controles yreglamentos ambientales.

TRUCORE™ y un sistema VERSAmejorado reológicamente son dossistemas de aplicación especial. Cadauno de estos sistemas puede serformulado con cualquier aceite base.Los sistemas VERSA mejoradosreológicamente tienen una altaViscosidad a Muy Baja Velocidad deCorte (LSRV) y están formulados parala perforación de pozos de altoángulo y horizontales. Los sistemasTRUCORE™ son fluidos 100% aceitepara la extracción de núcleos queestán diseñados para minimizar loscambios producidos en el núcleo.

Los sistemas VERSA difieren de lossistemas NOVA en los tipos de líquidosbase usados. Los aceites base de lossistemas VERSA se originan o sondifíciles de distinguir de los aceitesrefinados a partir del crudo. Loslíquidos base de los sistemas NOVAson materiales sintéticos y son másfáciles de distinguir de los aceitesrefinados a partir del crudo.

Cualquiera que sea el nombre delsistema, dos categorías generalespueden ser aplicadas a todos lossistemas VERSA:1. Convencional. Los sistemas VERSA

convencionales usan normalmenteel emulsificante VERSAMUL® y elagente humectante VERSACOAT® enla formulación, tienen bajas tasasde filtración y usan cal para formarjabones a base de calcio. Éstas sonemulsiones “fuertes” y muyestables que tienen un filtrado API(100 psi) nulo. En general tienenuna estabilidad eléctrica alta y unfiltrado de Alta Temperatura, AltaPresión (ATAP) controlado demenos de 10 cm3 a 500 psi y300ºF, sin agua en el filtrado.

2. Filtrado relajado. Los sistemasVERSA de filtrado relajado usannormalmente VERSACOAT comoemulsificante y VERSAWET® comoagente humectante en laformulación, tienen altas tasas defiltración y se basan en la químicade “agente tensioactivo” paraformar la emulsión (no requierencal para formar jabones de calcio).Éstas son emulsiones ligeramentemenos estables, usadasintencionalmente con filtradosATAP más altos que los lodosconvencionales de emulsióninversa. Es normal que estasemulsiones tengan un poco deagua en el filtrado ATAP. Tambiénpueden tener un filtrado API (100psi) medible. Las emulsiones sondébiles y la estabilidad eléctricaserá más baja que la de los lodosconvencionales de emulsióninversa. Los sistemas de filtradorelajado normalmente nocontienen aditivos de control defiltrado. Los sistemas de filtradorelajado están diseñados para serrentables y aumentar lasvelocidades de penetración.OBSERVACIÓN: Un sistema defiltrado relajado puede ser fácilmenteconvertido en un sistemaconvencional, pero un sistemaconvencional no puede ser convertidoen un sistema relajado.

Introducción

Nombre del Sistema Aceite Base

VERSADRIL® Aceite diesel

VERSACLEAN® Aceite mineral

Los sistemasVERSA difierende lossistemasNOVA en lostipos delíquidos baseusados.

Sistemas Base Aceite CAPÍTULO

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Los sistemas VERSA son lodos baseaceite de emulsión inversa que puedenser formulados y diseñados parasatisfacer una amplia gama deaplicaciones y requisitos. Lasdescripciones y formulaciones desistemas proporcionadas acontinuación son presentadas comobase y guía para la amplia gama defluidos que pueden ser obtenidos conla línea de productos base aceite VERSA.

SISTEMAS VERSA CONVENCIONALESLos sistemas VERSA convencionalesson fluidos de perforación base aceitede emulsión inversa, térmicamenteestables y emulsionados de maneramuy estable. Los sistemasconvencionales pueden serformulados para cualquier aplicaciónde lodo base aceite. (Debido al grannúmero de aceites base disponibles,algunas áreas usan nombres desistema especiales. Ocasionalmente, elnombre del aceite base usará elnombre del sistema, seguido por unsufijo “B”, tal como ECOGREENTM B.)

VERSAMUL es el emulsificanteprimario para los sistemas VERSAconvencionales. VERSAMUL debereaccionar con cal para formar unjabón de calcio que actuará comoemulsificante. El sistema debepermanecer alcalino en todomomento para funcionarcorrectamente. Una libra de caldebería ser añadida al sistema porcada libra de VERSAMUL añadida. Seagregará más cal según lasnecesidades para mantener 3 lb/bblde exceso de cal en el sistema. (En elMar del Norte y otras regiones, se usaun producto similar, el VERSAVERTTM PE.El sufijo “P” indica que se trata delemulsificante “primario”.)

VERSACOAT es el agente humectanteprimario para los sistemas VERSAconvencionales y proporciona laemulsificación secundaria. (En el Mardel Norte y otras regiones, se usa un

producto similar en las formulaciones,el VERSAVERTTM SE, en vez delVERSACOAT. El sufijo “S” indica que setrata del emulsificante “secundario”.)

Se usa la arcilla organofílica VG-69®

para viscosificar el fluido parasuspender el material densificante yproporcionar esfuerzos de gel. Otrasarcillas organofílicas estándisponibles, incluyendo VG-PLUS™,VG-HT™ y otras, según la formulacióny los requisitos. Si se requiere másviscosidad, se puede usar VERSAMOD™ oHRP®.

La salmuera de cloruro de calciosuele ser usada como fase interna dela emulsión inversa. La cantidad desalmuera, o Relación Aceite:Agua(A/A), afectará las propiedades y laformulación. Se puede usar cualquierconcentración de cloruro de calciohasta 38% en peso.

Los sistemas VERSA tienengeneralmente un filtradosuficientemente bajo con laformulación básica. Sin embargo, si serequiere un filtrado ultra-bajo,VERSATROL® es el aditivo de control defiltración preferido. Se puede usarVERSALIG® si no se permite usar asfaltoo gilsonita. Pruebas piloto deberíanser realizadas para determinar lacantidad exacta de VERSATROL® oVERSALIG® que debe ser usada en unaformulación determinada.

Cuando se mezcla un sistemaconvencional, se recomienda usar elsiguiente orden de adición:1. Aceite.2. Arcilla organofílica (VG-69).3. HRP o VERSAMOD.4. Cal.5. VERSAMUL®.6. VERSACOAT (dejar mezclar por 20

minutos).7. Salmuera CaCl2 (añadir

lentamente).8. Material densificante.9. VERSATROL (dejar mezclar durante 30

a 60 minutos).

Sistemas

Los sistemasVERSA sonlodos baseaceite deemulsióninversa quepueden serformulados...

VERSAMUL es elemulsificanteprimario paralos sistemasVERSA

convencionales



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OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl es igual a 2,85 kg/cm3.

Tabla 1: Sistema convencional – formulaciones de barita.

Relación Aceite:Agua → 70:30 80:20 90:10

VERSAMUL (lb/bbl) 6 - 8 8 - 10 8 - 10

VERSACOAT (lb/bbl) 1 - 2 1 - 2 2 - 3

Cal (lb/bbl) 6 - 8 8 - 10 8 - 10

VG-69 (lb/bbl) 2 - 4 2 - 3 1 - 1.5

VERSATROL (lb/bbl) (si se requiere) 4 - 6 6 - 8 8 - 10

Relación Peso del Lodo Aceite Agua CaCl2 M-I BAR®

Aceite:Agua (lb/gal) (bbl) (bbl) (lb/bbl) (lb/bbl)

8,5 0,625 0,265 32,6 22,7

70:309 0,613 0,259 31,9 49,7

10 0,588 0,249 30,6 103,8

11 0,563 0,235 29,3 157,8

12 0,609 0,150 18,5 226,3

80:2013 0,581 0,143 17,7 279,6

14 0,552 0,136 16,8 332,9

15 0,524 0,129 15,9 386,2

16 0,555 0,061 7,5 451,9

90:10 17 0,523 0,057 7,1 504,4

18 0,491 0,054 6,6 557,1

CÁLCULO DE HRP/VG-69Calcular la cantidad reducida de VG-69multiplicando la cantidad de VG-69 indicadaen la tabla anterior por 0,80:

VG-69 = VG-69 (lb/bbl) x 0,80

Calcular la cantidad de HRP multiplicando lacantidad de VG-69 indicada en la tablaanterior por 0,40:

HRP = VG-69 (lb/bbl) x 0,40

Ejemplo:Relación aceite:agua 70:30VG-69 (lb/bbl) 4 (de la tabla anterior)

Nuevo VG-69 (lb/bbl) = 4 x 0,80 = 3,2HRP (lb/bbl) = 4 x 0,40 = 1,6

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TABLAS DE FORMULACIÓN DEL SISTEMA VERSA CONVENCIONAL

(35% EN PESO DE SALMUERA CACL2: PUREZA DE SAL DE 96%)


Tabla 2: Sistema convencional – formulaciones de FER-OX.

Relación Peso del Lodo Aceite Agua CaCl2 FER-OX®


8,5 0,627 0,265 32,7 21,1

9 0,617 0,261 32,1 46,8

70:3010 0,597 0,252 31,1 98,3

11 0,578 0,244 30,1 149,7

12 0,558 0,236 29,1 201,2

13 0,538 0,228 28,0 252,6

14 0,588 0,145 17,9 316,6

80:20 15 0,566 0,140 17,2 367,5

16 0,544 0,134 16,5 418,4

90:1017 0,584 0,064 7,9 482,3

18 0,558 0,061 7,5 532,7

(OBSERVACIÓN: Se puede necesitar HRP o VERSAMOD para aumentar la viscosidad y los esfuerzos degel, según el aceite base usado. HRP es especialmente aplicable antes de transportar los lodos al equipo deperforación. Usar el cálculo proporcionado a continuación para determinar la cantidad de HRP y ajustarla cantidad de VG-69.)


VG-69 = VG-69 (lb/bbl) x 0,80




Nuevo VG-69 (lb/bbl) = 10 x 0,80 = 8HRP (lb/bbl) = 10 x 0,40 = 4


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SISTEMAS VERSA DE FILTRADO RELAJADOLos sistemas VERSA relajados son

fluidos emulsionados de maneramenos estable, resultando en unfiltrado más alto que ayuda amaximizar las velocidades depenetración. Estos sistemaseconómicos combinan laspropiedades inhibidoras que soninherentes a los fluidos de perforaciónbase aceite, con altas velocidades depenetración.

Los sistemas VERSA de filtradorelajado usan VERSACOAT comoemulsificante primario, VERSAWETcomo agente humectante y VG-69 yHRP como viscosificadores y agentesgelificantes. La salmuera de cloruro decalcio (CaCl2) a 25% en peso

constituye normalmente la faseinterna, pero se puede usar cualquierporcentaje en peso deseado hasta38%. En general no se usa ningúnaditivo de filtrado en los sistemasrelajados.

Cuando se mezcla un sistemarelajado, se recomienda usar elsiguiente orden de adición:1. Aceite.2. Arcilla organofílica (VG-69).3. HRP o VERSAMOD.4. VERSACOAT.5. VERSAWET.6. Cal (mezclar durante 20 minutos).7. Salmuera CaCl2 (añadir

lentamente).8. Material densificante (mezclar

durante 30 a 60 minutos).

TABLA DE FORMULACIÓN DE BARITA DEL SISTEMA VERSA RELAJADO(25% EN PESO DE SALMUERA CaCl2: PUREZA DE SAL DE 96%)

Relación Aceite:Agua → 75:25 80:20 85:15 90:10VERSACOAT (lb/bbl) 2 - 3 3 - 4 4 - 5 5 - 6VERSAWET (lb/bbl) 1 - 2 2 - 3 2 - 3 3 - 4VG-69 (lb/bbl) 8 - 10 6 - 8 6 - 8 4 - 6Cal (lb/bbl) 1 - 2 1 - 2 1 - 2 1 - 2

Relación Peso del Lodo Aceite Agua CaCl2 M-I BARAceite:Agua (lb/gal) (bbl) (bbl) (lb/bbl) (lb/bbl)

75:258,5 0,703 0,231 28,5 21,59 0,690 0,227 27,9 49,0

10 0,703 0,173 21,4 111,7

80:2011 0,675 0,166 20,5 166,112 0,646 0,159 19,6 220,513 0,617 0,152 18,8 274,9

85:1514 0,622 0,108 13,3 335,815 0,591 0,103 12,7 389,916 0,590 0,065 8,0 449,8

90:10 17 0,558 0,061 7,5 503,518 0,526 0,058 7,1 557,3


Tabla 4: Sistemas relajados – formulaciones de barita.(OBSERVACIÓN: Se puede necesitar HRP o Versamod para aumentar la viscosidad y los esfuerzos de

gel, según el aceite base usado. HRP es especialmente aplicable antes de transportar los lodos al equipo deperforación. Usar el cálculo proporcionado a continuación para determinar la cantidad de HRP y ajustarla cantidad de VG-69.)

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Tabla 5: Sistemas relajados – formulaciones de FER-OX.

Relación Aceite:Agua → 70:30 80:20

VERSACOAT (lb/bbl) 3 - 8 2 - 6

VERSAWET (lb/bbl) 1 - 2 2 - 3

VG-69 (lb/bbl) 2 - 10* 2 - 8*

Cal (lb/bbl) 2 - 4 2 - 4

Relación Peso del Lodo Aceite Agua CaCl2 VG-69 FER-OX

Aceite:Agua (lb/gal) (bbl) (bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) (lb/bbl)

8,5 0,653 0,276 34,0 8 - 10 12,6

9 0,643 0,272 33,5 6 - 8 39,0

70:3010 0,624 0,264 32,5 6 - 8 91,9

11 0,605 0,255 31,5 4 - 6 144,9

12 0,585 0,247 30,5 4 - 6 197,8

13 0,566 0,239 29,5 2 - 4 250,7

14 0,621 0,153 18,9 6 - 8 313,0

15 0,599 0,148 18,2 6 - 8 364,9

80:20 16 0,577 0,142 17,5 4 - 6 416,8

17 0,555 0,137 16,8 4 - 6 468,7

18 0,532 0,131 16,2 2 - 4 520,6

*Ver los pesos de lodo específicos proporcionados a continuación

TABLA DE FORMULACIÓN DE FER-OX DEL SISTEMA VERSA RELAJADO(25% EN PESO DE SALMUERA CaCl2: PUREZA DE SAL DE 96%)

(OBSERVACIÓN: Se puede necesitar HRP o Versamod para aumentar la viscosidad y los esfuerzos degel, según el aceite base usado. HRP es especialmente aplicable antes de transportar los lodos al equipo deperforación. Usar el cálculo proporcionado a continuación para determinar la cantidad de HRP y ajustarla cantidad de VG-69.)


VG-69 = VG-69 (lb/bbl) x 0,80




Nuevo VG-69 (lb/bbl) = 8 x 0,80 = 6,4HRP (lb/bbl) = 8 x 0,40 = 3,2


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Los sistemasVERSA

mejoradosreológica-menteutilizanaltasviscosidadesa muy bajavelocidad decorte...

Al diseñar unsistema VERSA

mejoradoreológica-mente serequiere unmedidor VG(viscosímetro)de seisvelocidadespara verificarlaspropiedadesreológicas.

SISTEMAS VERSA MEJORADOSREOLÓGICAMENTE

Los sistemas VERSA mejoradosreológicamente utilizan altasviscosidades a muy baja velocidad decorte (LSRV) para mejorar la limpiezadel pozo en los pozos de alto ángulo.El tratamiento con un modificadorreológico de LSRV aumentará la LSRVen cualquier sistema VERSA. Estossistemas pueden ser un sistemaconvencional o un sistema de filtradorelajado. Se puede usar VERSAMOD oHRP para modificar la LSRV de lossistemas VERSA convencionales. Sinembargo, se recomienda usarsolamente HRP para modificar laLSRV de los sistemas Versa de filtradorelajado. OBSERVACIÓN: VERSAMOD noes usado en los sistemas relajados porquerequiere un alto contenido de cal para sereficaz, y estos sistemas normalmente nousan un alto contenido de cal.

VERSAMOD es un agente gelificanteorgánico que aumenta la LSRV y losesfuerzos de gel, teniendo muy pocoefecto sobre las viscosidades a altavelocidad de corte. El mayorcontenido de agua (A/A más baja)mejora el rendimiento de VERSAMOD, yla concentración necesaria para lograrel efecto deseado es más baja.También se requiere la adición de unalibra de cal por cada libra deVERSAMOD usado para lograr el efectodeseado. Se debe someter VERSAMOD acondiciones de alto esfuerzo de corteo altas temperaturas para que puedaproducir su efecto máximo. Como lamayoría de las plantas de lodo líquidono tienen la capacidad de someterVERSAMOD a condiciones que permitanactivarlo totalmente, será necesariotomar precauciones para evitar elsobretratamiento al mezclar VERSAMOD

u otros aditivos de ácido graso en unaplanta de lodo. Una vez en el equipode perforación, estos aditivosaumentarán fácilmente la viscosidad

al ser sometidos al esfuerzo de corte através de la barrena y al ser expuestosa las temperaturas, produciendopropiedades reológicas excesivas encaso de sobretratamiento.

HRP es el viscosificador preferidopara aumentar la reología con el finde suspender el material densificanteantes de enviar el lodo hacia elequipo de perforación. Este productoaumenta la viscosidad mejor en laplanta de lodo y producirá unaviscosidad más estable a medida queel sistema circula en el pozo. HRP esun agente gelificante de poliamidaque aumenta el punto cedente y losesfuerzos de gel, produciendo efectosmínimos sobre la viscosidad plástica.A diferencia de VERSAMOD, el cualactúa con la fase de aguaemulsionada, HRP requiere y actúasobre los sólidos activos (arcillaorganofílica o sólidos perforados) paraviscosificar un fluido.

Al diseñar un sistema VERSA

mejorado reológicamente, se requiereun medidor VG (viscosímetro) de seisvelocidades para verificar laspropiedades reológicas. Las Tablas 6 y7 son tablas de formulación para lossistemas VERSA mejoradosreológicamente convencionales. Cuando se mezcla un sistema VERSA

mejorado reológicamente, serecomienda usar el siguiente orden deadición:1. Aceite.2. Arcilla organofílica (VG-69).3. Cal.4. VERSAMOD o HRP.5. VERSAMUL.6. VERCACOAT (dejar mezclar por 20

minutos).7. Salmuera CaCl2 (añadir

lentamente).8. Material densificante.9. VERSATROL (dejar mezclar durante 30

a 60 minutos).



CAPÍTULO

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*En general, con pesos de lodo más altos, puede ser ventajoso usar una combinación de HRP y Versamod en la planta de lodo para evitar unaviscosidad excesiva una vez que el fluido ha sido desplazado y circulado.


Tabla 6: Sistema VERSA mejorado reológicamente – formulaciones de barita.

Relación Aceite:Agua → 60:40 70:30 80:20

VERSAMUL (lb/bbl) 6 - 8 5 - 7 4 - 6

VERSACOAT (lb/bbl) 0 0 - 1 0 - 1

Cal (lb/bbl) 8 - 10 8 - 10 8 - 10

VG-69 (lb/bbl) 1 - 3 1 - 3 1 - 3

VERSATROL (lb/bbl) 0 - 4 2 - 5 3 - 6

VERSAMOD* (lb/bbl) 1 - 2 2 - 4 3 - 5

Relación Peso del Lodo Aceite Agua CaCl2 M-I BAR


8,5 0,549 0,361 44,6 10,0

60:409 0,539 0,354 43,7 37,4

10 0,517 0,340 41,9 92,2

11 0,496 0,324 40,2 147,0

12 0,550 0,233 28,7 217,9

70:30 13 0,525 0,222 27,4 272,0

14 0,500 0,211 26,0 326,0

80:2015* 0,535 0,132 16,3 393,9

16* 0,506 0,125 15,4 447,2

*En general, con pesos de lodo más altos, puede ser ventajoso usar una combinación de HRP y Versamod en la planta de lodo para evitar unaviscosidad excesiva una vez que el fluido ha sido desplazado y circulado.

OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl es igual a 2,85 kg/cm3

Tabla 7: Sistema VERSA mejorado reológicamente – formulaciones de Fer-Ox®.

Relación Peso del Lodo Aceite Agua CaCl2 FER-OX


8,5 0,551 0,362 44,6 9,5

60:409,0 0,542 0,356 43,9 35,5

10 0,525 0,345 42,6 87,5

11 0,508 0,334 41,2 139,5

12 0,572 0,242 29,8 207,4

70:30 13 0,552 0,233 28,8 258,9

14 0,533 0,225 27,7 310,3

80:2015* 0,580 0,143 17,6 376,0

16* 0,557 0,137 16,9 426,9

TABLAS DE FORMULACIÓN DEL SISTEMA VERSA MEJORADO REOLÓGICAMENTE(25% EN PESO DE SALMUERA CaCl2: PUREZA DE SAL DE 96%)


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Los sistemasTRUCORE™ sonsistemas100% baseaceite o conun contenidode aguamínimo.

Los bajosvalores ATAPson muybuenosindicadoresde lacapacidadque un fluidode extracciónde núcleostiene paraminimizar lainvasión defluido.

SISTEMAS TRUCORE™

Los sistemas TRUCORE™ son sistemas100% base aceite o con un contenido deagua mínimo. Estos sistemas songeneralmente usados para lasoperaciones de extracción de núcleosdonde se desea evitar la invasión delfluido de perforación que contiene aguaemulsionada o cambios de lahumectabilidad causados por altasconcentraciones de emulsificantes yagentes humectantes. Los sistemasTRUCORE™ pueden ser formulados a partirde cualquier aceite base, usando variosmétodos.

Con estos sistemas 100% aceite, lodifícil es obtener una viscosidadadecuada, al igual que con los primeroslodos base aceite. Una solución consisteen usar una concentración muy alta, 15a 30 lb/bbl, de aditivos asfálticos comoVERSATROL o STABIL HOLE®. Otro métodoconsiste en usar la combinación de HRPcon una arcilla organofílica y unacantidad menor de VERSATROL. Un tercermétodo usa la combinación de asfalto,arcilla organofílica y un polímeroviscosificador de aceite. Existe un grannúmero de polímeros de este tipo, loscuales requieren pruebas pilotoespecíficas para identificar unaformulación apropiada. Losviscosificadores poliméricos pueden serusados para mejorar aún más laviscosidad del sistema TRUCORE™ básico.Cualquiera que sea la formulaciónusada, los sistemas TRUCORE™ aumentansu viscosidad cuando se usan arcillasorganofílicas especiales de altorendimiento tales como VG-HT oVERSAVERT VIS.

Estos sistemas pueden ser formuladoscon cantidades mínimas deemulsificante y agente humectante, yaque no contienen agua adicional.Además, la selección de unemulsificante y agente humectante esmenos importante. De hecho, laselección de un emulsificante y agentehumectante potente (como VERSAMUL yVERSAWET, los cuales son generalmenteusados en otros sistemas base aceite)

puede ser perjudicial porque estosproductos pueden cambiar lahumectabilidad. Los sistemas pueden serfácilmente formulados con sólo 1 lb/bblde VERSAMOD y 1 lb/bbl de VERSACOAT, demanera que la humectabilidad delnúcleo sea menos afectada. Aunque nose agregue agua al sistema, éste suelecaptar agua de los tanques durante eldesplazamiento y la perforación; por lotanto, el contenido de agua efectivo estácomprendido en el rango de 3 a 5%.

Los valores ATAP bajos son muybuenos indicadores de la capacidad queun fluido de extracción de núcleos tienepara minimizar la invasión de fluido.Los valores ATAP bajos representan unade las ventajas obtenidas al usar una altaconcentración de VERSATROL. Los agentespuenteantes son sumamenteimportantes para minimizar la invasióndel núcleo, además de los valores ATAPbajos. La barita y el carbonato de calciomolido (como LO-WATE™ o SAFE-CARB®)son excelentes agentes puenteantes. Lacantidad y la granulometría del agentepuenteante son importantes. Comoregla general, para iniciar el puenteo senecesita 15 a 30 lb/bbl de agentepuenteante con un tamaño de partículamediano comprendido entre la mitad yun tercio del diámetro de garganta delporo más grande. La Tabla 8proporciona las formulaciones deTRUCORE™ usando LO-WATE (carbonato decalcio) como agente puenteante y M-IBAR para la densidad.

Cuando se mezcla un sistemaTRUCORE™, se recomienda usar elsiguiente orden de adición:1. Aceite.2. Arcilla organofílica de alto

rendimiento tal como TRUVIS™.3. HRP™.4. Cal.5. Emulsificante o agente humectante:

VERSACOAT®, VERSAMOD™, VERSAWET®,VERSAMUL®, etc. (mezclar durante 20minutos).

6. VERSATROL® (mezclar durante 30 a 60minutos).

7. Materiales densificantes.



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*TRUVISTM o arcilla organofílica de alto rendimiento similar.**Se recomienda 1 lb/bbl VERSACOAT y 1 lb/bbl VERSAMOD.OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl es igual a 2,85 kg/cm3.

Tabla 8: Formulaciones genéricas de TRUCORETM.

Emulsificante Peso Arcilla y Agente

del Lodo Aceite organofílica* HRP Humectante** Cal LO-WATE VERSATROL M-I BAR

(lb/gal) (bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) (lb/bbl)

7,5 0,91 11,4 3,8 2 - 4 1 - 2 16,3 16,3 9

8,0 0,89 11,0 3,7 2 - 4 1 - 2 16,0 16,0 35

9,0 0,86 10,2 3,4 2 - 4 1 - 2 15,5 15,5 88

10,0 0,83 9,4 3,1 2 - 4 1 - 2 15,0 15,0 141

11,0 0,79 8,6 2,9 2 - 4 1 - 2 14,5 14,5 194

12,0 0,76 7,8 2,6 2 - 4 1 - 2 14,0 14,0 247

13,0 0,73 7,0 2,3 2 - 4 1 - 2 13,5 13,5 300

14,0 0,70 6,2 2,1 2 - 4 1 - 2 13,0 13,0 353

15,0 0,66 5,4 1,8 2 - 4 1 - 2 12,5 12,5 406

16,0 0,63 4,6 1,5 2 - 4 1 - 2 12,0 12,0 459

17,0 0,60 3,8 1,3 2 - 4 1 - 2 11,5 11,5 512

18,0 0,57 3,0 1,0 2 - 4 1 - 2 11,0 11,0 565

Tabla de Formulación del Sistema TRUCORETM

LO-WATE y M-I BAR


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Productos_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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ACEITES BASEEsta sección describe las propiedadestípicas de algunos aceites base usadospara los sistemas VERSA que estánindicados en la Tabla 9.

La composición del aceite dieselpuede variar de un refinador a otro,pero se puede usar la mayoría delaceite diesel de calidad nº 2 en loslodos base aceite sin requerir cambiosen las formulaciones del lodo.Algunos refinadores agreganrebajadores de punto de fluidez a suaceite diesel en los climas fríos (ycambian las calidades que venden)durante los meses de invierno. Estopuede afectar el rendimiento de losaditivos de lodo. El aceite dieseldebería ser sometido a una pruebapiloto cuando se anticipa algúnproblema de este tipo.

Los aceites minerales tienencomposiciones y propiedades muyvariables según el crudo, el proceso derefinación y el “corte”. Las propiedadesdel aceite mineral de una compañíason generalmente uniformes, pero laspropiedades de los aceites minerales de

diferentes compañías son muyvariables. Un método usado paracomparar los aceites minerales es elcontenido aromático. Existen variosmétodos para medir y reportar elcontenido aromático de los aceites.

Una de las normas propuestas es elcontenido de HidrocarburosAromáticos Policíclicos (opolinucleares) (PAH) reportado comofenantreno. Estos valores aromáticos defenantreno son aproximadamente 1/10de los valores normales por reportar, esdecir mucho menos que los valoresusados normalmente para expresar elcontenido aromático. Usando estamedida de PAH, los aceites mineralesestándar, como los que se usan en lossistemas VERSACLEAN, contienen ~0,35%PAH como fenantreno.

Los sistemas de toxicidad ultra-bajacomo el sistema VERSAVERT usan aceiteminerales base que pueden serclasificados como Aceites MineralesMejorados (EMO). Éstos son materialesmuy purificados que tienen uncontenido de PAH más bajo. Unanorma propuesta para los EMOs es quetengan un contenido de PAH deaproximadamente 0,001% comofenantreno.

ADITIVOSVERSAMUL es una mezcla deemulsificantes líquidos, agenteshumectantes, gelificantes y agentesestabilizadores de fluidos. Se usacomo emulsificante primario en lossistemas VERSA convencionales ypuede ser usado frecuentementecomo el único producto necesariopara formar la emulsión básica deaceite en agua. VERSAMUL reaccionacon la cal para forma jabón de calcio.Este jabón de calcio actúa comoemulsificante en los sistemasconvencionales de bajo filtradoemulsionados de manera muy estable.Las formulaciones iniciales delsistema requieren de 4 a 10 lb/bbl(11,4 a 28,5 kg/m3), según laspropiedades deseadas y otroscomponentes en el sistema. Para queVERSAMUL sea eficaz, se debe añadiruna libra de cal por cada libra deproducto. Un exceso de cal de 3lb/bbl debe ser mantenido. VERSAMULforma una emulsión extremadamente

Sistema VERSADRIL VERSACLEAN

Aceite base Aceite diesel nº 2 Aceite mineralDensidad (SG) 0,83 - 0,86 0,80 - 0,86Viscosidad

(cSt* a 106°F) 3 - 4 2 - 3Punto de inflamación (°F) 150 (130 min.) 212 (150 min.)Punto de fluidez (°F) 14 -0,4Punto de anilina (°F) 149 (135 min.) 169 (150 min.)Aromáticos (unidades normales por reportar) 18 - 30% 1 - 15

Aromáticos PAH (como fenantreno) ~3% ~0,35%

*cSt = centistokes.

Tabla 9: Propiedades típicas del aceite base.



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estable y permanece estable a altastemperaturas.

El agente tensioactivo VERSACOAT esun aditivo líquido multifuncionalusado como agente humectante en lossistemas VERSA convencionales y comoemulsificante primario en los sistemasVERSA relajados. Las ventajas secundariasofrecidas por VERSACOAT incluyen unamejor estabilidad térmica y un mejorcontrol de filtración ATAP. El productoes eficaz sobre una amplia gama detemperaturas y en presencia decontaminantes. VERSACOAT tambiénreduce los efectos perjudiciales de lacontaminación por agua. Lasformulaciones iniciales del sistemarequieren de 1 a 8 lb/bbl (2,85 a 22,8kg/m3), según las propiedades deseadasy los otros componentes en el sistema.Este material a base de poliamida es unaditivo versátil y económico.

El agente tensioactivo VERSAWET® esun líquido concentrado y potenteagente de humectación por aceite quese usa en los sistemas de filtradorelajado donde el exceso de cal esinferior a 2 lb/bbl. Se trata de unexcelente agente humectante que esespecialmente eficaz en los sistemas queusan FER-OX (hematita) difícil dehumectar. Las formulaciones inicialesdel sistema requieren 1 a 4 lb/bbl deVERSAWET® (2,85 a 11,4 kg/m3). Tambiénes eficaz para humectar por aceite labarita y los sólidos perforados, y parareducir los efectos perjudiciales de lacontaminación de agua. VERSAWET® esun diluyente y agente humectante delodo base aceite a baja alcalinidad, peroactúa más bien como un emulsificantecuando la alcalinidad es alta. Elsobretratamiento con VERSAWET® diluiráel lodo cuando la alcalinidad es baja ylo viscosificará cuando la alcalinidad esalta.

La arcilla organofílica VG-69 es elviscosificante primario y agentegelificante que se usa en la mayoría delos sistemas base aceite. VG-69 es unabentonita tratada con aminas queproduce viscosidad y estructura de gelpara aumentar la capacidad detransporte y las propiedades desuspensión, proporcionando lasustentación de los materialesdensificantes y mejorando la remoción

de los recortes. VG-69 tambiéncontribuye a la formación del revoque yal control de filtración. Lasconcentraciones típicas varían de 2 a 10lb/bbl (5,7 a 28,5 kg/m3). Según el aceitebase, mayores concentraciones de VG-69 pueden ser necesarias para obtenerlas mismas propiedades reológicas queun lodo base aceite diesel comparable.Además, VG-69 no aumenta laviscosidad tan rápidamente en algunosaceites base y durante la mezcla denuevos fluidos en las plantas de lodo.Evitar el sobretratamiento, porque VG-69 aumentará totalmente la viscosidadal ser expuesto al esfuerzo de corte y ala temperatura en el pozo. El agua actúacomo activador polar en estos sistemasy el rendimiento de VG-69 es mejoradopor relaciones de aceite a agua másbajas (contenido de agua más alto).

La arcilla organofílica VG-PLUS es unviscosificador y aditivo gelificantemejorado para todos los fluidos noacuosos, incluyendo los sistemas NOVAbase sintético y los sistemas VERSA baseaceite. VG-PLUS es una bentonita tratadacon aminas que mejora la capacidad detransporte, el esfuerzo de gel y lasuspensión del material densificante.También ayudará a mejorar la calidaddel revoque y el control de filtración.VG-PLUS tiene una aplicación particularen las plantas de mezcla y durante lapreparación de fluidos nuevos, paraaumentar la viscosidad de los fluidosque no han sido expuestos al esfuerzode corte y a la temperatura. Lasconcentraciones típicas varían de 2 a 10lb/bbl (5,7 a 28,5 kg/m3). El agua actúacomo activador polar en estos sistemasy el rendimiento de VG-PLUS esmejorado por las relaciones de aceite aagua más bajas (contenido de agua másalto).

La arcilla organofílica VG-HT es unviscosificante y agente gelificante deprimera calidad que se usa en lossistemas VERSA base aceite/seudoaceite ylos sistemas NOVA base sintéticoexpuestos a altas temperaturas. Estahectorita de alta calidad tratada conaminas se usa para aumentar lacapacidad de transporte y laspropiedades de suspensión,proporcionando la sustentación de losmateriales densificantes y mejorando la

VERSACOAT

tambiénreduce losefectosperjudicialesde lacontaminaciónpor agua.


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Se debe usarCaCl2granular oen polvo envez deescamas opíldoras...

La cal vivaes unproductoquímico muyreactivo y nodebería serusada ensituacionesdondepudieraentrar encontacto conel agua…

remoción de los recortes en los pozosde altas temperaturas. VG-HT tambiéncontribuye a la formación del revoque yal control de filtración. Lasconcentraciones típicas varían de 2 a 10lb/bbl (5,7 a 28,5 kg/m3). El agua actúacomo activador polar en estos sistemasy el rendimiento de VG-HT es mejoradopor relaciones de aceite a agua másbajas (contenido de agua más alto).

La sal de cloruro de calcio (CaCl2) esusada en la mayoría de los sistemas delodo base aceite para reducir la actividad(AW) del lodo para la inhibición delutita. Se prefiere el cloruro de calciogranular o en polvo de alta pureza(pureza de 95 a 98%) a los productos decalidad técnica (pureza de 77 a 80%) oescamosos. Se debe identificar la calidaddel CaCl2 que se está usando durante lapreparación de los sistemas VERSADRIL yVERSACLEAN. Se debe usar CaCl2 granularo en polvo en vez de escamas o píldoras,especialmente cuando se agrega a unlodo existente. La salmuera básica decloruro de calcio de 11,6 lb/bbl usadapara rehabilitaciones y terminacionespuede ser diluida y usada en vez de losmateriales en sacos. Ver la tabla de salcorrespondiente para la correlación deactividad vs. porcentaje en peso de sal,en el capítulo sobre Emulsiones NoAcuosas.

Se usa cal (cal hidratada o apagada –Ca(OH)2) en todos los sistemas baseaceite para control de alcalinidad, con elfin de aumentar la POM y mantener unexceso de cal. En los sistemasconvencionales, se usa cal enconcentraciones más altas como fuentede calcio para formar jabones de calciocon los emulsificantes primarios. Entodos los sistemas de lodo base aceite, lacal es usada como fuente de alcalinidadcuando se perforan gases ácidos (CO2 yH2S).

La cal viva (CaO) puede ser usadaocasionalmente como fuente de calcio yalcalinidad en los lodos base aceite. Enambientes húmedos o mojados(lluviosos), la cal hidratada deberíausarse en vez de la cal viva. En lossistemas convencionales, la cal vivareacciona con los emulsificantes paraformar jabones de calcio. La cal vivareacciona con el agua para desprendercalor y formar hidróxido de calcio (cal,Ca(OH)2). El desprendimiento de calorpuede ser útil para desarrollar

emulsiones. La cal viva puede ser usadaen los sistemas de lodo base aceite comofuente de alcalinidad cuando se perforangases ácidos (CO2 y H2S).ADVERTENCIA: ¡La cal viva es unproducto químico muy reactivo y nodebería ser usada en situaciones dondepudiera entrar en contacto con el agua,tal como en los climas muy húmedos ylluviosos! Al humectarse, la cal genera uncalor que puede causar incendios olesiones. La cal viva es un irritante fuertey deberían tomarse precauciones paraevitar la inhalación y la exposición de lapiel.

HRP, un líquido de poliamida,aumenta el punto cedente y losesfuerzos de gel de los sistemasconvencionales y de filtrado relajadosin afectar mucho la viscosidadplástica. La principal aplicación deHRP es la mezcla de nuevos sistemasVERSA, pero puede ser usado concualquier tipo de aceite paraaumentar la capacidad de transporte ymejorar sus características dedisminución de la viscosidad con elesfuerzo de corte. La concentraciónrecomendada de HRP para lapreparación inicial de nuevos fluidoses de 1 a 4,5 lb/bbl (2,85 a 12,83kg/m3) de HRP, con 4 a 12 lb/bbl(11,4 a 34,2 kg/m3) de arcillaorganofílica. También se puede usarHRP en las píldoras de barrido y losespaciadores viscosificados. HRP noviscosifica el aceite. Requiere sólidosactivos (arcilla organofílica o sólidosperforados) para viscosificar.OBSERVACIÓN: HRP debería ser sometidoa una prueba piloto antes de ser añadido aun sistema de lodo.

SWA, un agente tensioactivo anfóteropara todos los lodos base aceite, es unpotente agente humectantesuplementario que contribuye a lahumectación por aceite de los sólidos.Puede invertir la humectación por agua,incluso en los lodos muycontaminados. Es especialmente útilcuando se perforan sales complejas ocuando se encuentran flujos de agua.Pequeños tratamientos (generalmentemenos de 1 lb/bbl) son adecuados. Elproducto es un agente humectantesuplementario destinado a ser usadosolamente con el agente humectanteprimario, y se mantiene generalmenteen las existencias como producto de



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emergencia. Se recomienda realizarpruebas piloto antes del tratamiento.

VERSAMOD, un agente gelificanteorgánico, es un modificador del perfilreológico de líquidos para los sistemasde lodo base aceite. Aumenta la LSRV ylos esfuerzos de gel, afectando muy pocosus viscosidades a alta velocidad decorte. Se usa principalmente en lospozos direccionales de gran diámetrodonde se necesita mejorar la limpiezadel pozo. El agua mejora el rendimientode VERSAMOD y la concentraciónnecesaria para lograr el efecto deseado esinferior cuando las relaciones aceite:aguason bajas. Las concentraciones normalesvarían de 1 a 4 lb/bbl (2,85 a 11,4kg/m3) de VERSAMOD, según el contenidode salmuera. Se usa VERSAMODTM paralograr altos valores de LSRV en lossistemas VERSA. Requiere la adición deuna libra de cal por cada libra deVERSAMOD usado, para lograr el efectodeseado. Debido a la necesidad de usarcal, VERSAMOD no es tan eficaz en lossistemas de filtrado relajado como en lossistemas convencionales.

La gilsonita VERSATROL es un asfaltometeorizado de origen natural,térmicamente estable. Se trata de unaditivo de control de filtración y agentepuenteante eficaz que puede ser usado atemperaturas de fondo de hasta 400ºF omás. VERSATROL mejora la estabilidad dela emulsión y produce aumentosmínimos de la viscosidad. Lostratamientos varían de 2 a 8 lb/bbl (5,7a 22,8 kg/m3) de VERSATROL como agentede control de filtrado en la mayoría de

los sistemas. Pruebas piloto deberían serrealizadas para determinar laconcentración efectiva necesaria paracada aplicación. En altasconcentraciones, VERSATROL puede serusado para aumentar la viscosidad delsistema. Los fluidos difíciles deviscosificar, como TRUCORETM, puedenrequerir entre 15 y 30 lb/bbl (43 a 86kg/m3) de VERSATROL para obtener unaviscosidad adecuada.

El lignito tratado con aminas VERSALIGse usa como agente de control defiltrado. VERSALIG puede ser usado comoalternativa a los agentes de filtrado abase de gilsonita/asfalto usadoscomúnmente, como VERSATROL o STABILHOLE. Los tratamientos recomendadosvarían de 2 a 12 lb/bbl (5,7 a 34,2kg/m3) para la mayoría de lasaplicaciones. Pruebas piloto deberían serrealizadas para determinar laconcentración necesaria para cadaaplicación.

VERSATHIN, un dispersante líquido delodo base aceite, está diseñado parareducir el punto cedente y los esfuerzosde gel. Las adiciones de VERSATHINproducen un fluido menos viscoso sinque sea necesario realizar la dilución ocambiar la relación aceite:agua. Losniveles de tratamiento recomendadosvarían de 1 a 2 lb/bbl (2,85 a 5,7 kg/m3)de VERSATHIN. VERSATHIN suele ser máseficaz en los lodos de alto contenido desólidos, ya que tiende a dispersar lossólidos que se están agregando.OBSERVACIÓN: VERSATHIN debe sersometido a pruebas piloto antes de ser

Se usaVERSAMODTM

para lograraltos valoresde LSRV enlos sistemasVERSA.

VERSATHIN

suele ser máseficaz en loslodos de altocontenido desólidos...


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Propiedades

La viscosidadplásticadebería sermantenida avaloresmínimosparaoptimizar lahidráulica dela barrena ylasvelocidadesdepenetración.

Los filtradosbajosreducen lapérdida defluidoscostososhacia laformación...

añadido al sistema de lodo.

Es difícil especificar rangos exactos paralas propiedades del lodo como laviscosidad plástica, el punto cedente ylos esfuerzos de gel, debido a la ampliavariedad de aplicaciones. Muchasvariables afectan el valor de estaspropiedades, incluyendo laspropiedades del aceite base; latemperatura; el tipo, tamaño yconcentración de sólidos; y laestabilidad global del lodo. Determinarsi estas propiedades están comprendidasdentro del rango apropiado para unpeso de lodo determinado dependeconsiderablemente de las propiedadesde fluido necesarias para lascondiciones del pozo. Por ejemplo, unalto punto cedente y altos esfuerzos degel son requeridos para lograr lacapacidad de transporte en los pozos degran diámetro, pero puede que estaspropiedades no sean convenientes enlos pozos de diámetro pequeño conlodo del mismo peso.

La viscosidad plástica debería sermantenida a valores mínimos paraoptimizar la hidráulica de la barrena ylas velocidades de penetración. Si laviscosidad plástica tiende a aumentardurante un periodo determinado, sinque aumente el peso del lodo, estoindica generalmente que los sólidosfinos se están acumulando en el lodo.Los aumentos del porcentaje envolumen de sólidos, incluyendo los delmaterial densificante, aumentarán laviscosidad plástica. La disminución dela relación aceite:agua (contenido deagua más alto) aumentará la viscosidadplástica.

El punto cedente y los esfuerzos de gelestán controlados por dos requisitos. Elprimero es la necesidad de manteneruna tixotropía suficiente (estructura degel) para suspender el materialdensificante y los recortes, yproporcionar la capacidad detransporte. El segundo requisito esminimizar las pérdidas de presiónanular y las Densidades de CirculaciónEquivalente (ECDs). El punto cedente y

los esfuerzos de gel pueden seraumentados mediante adiciones de VG-69, VERSAMOD o HRP. Pueden serreducidos por adiciones de Versathin ode aceite base.

El contenido admisible de sólidosdepende de la relación aceite:agua, ladensidad de la fase acuosa y el volumeny la gravedad específica de los sólidos.Los sólidos son abrasivos y puedenaumentar el espesor del revoque, laviscosidad plástica, las pérdidas depresión, la necesidad de tratamientosquímicos y la probabilidad dehumectación de los sólidos por agua.Los sólidos de baja gravedad específicadeberían ser mantenidos al nivel másbajo posible desde el punto de vistaeconómico, mediante los equipos decontrol de sólidos.

La alcalinidad (POM o VSA) de un lodobase aceite es una medida del exceso decal en el lodo. La POM de un sistemaconvencional de filtrado controladodebería ser mantenida encima de 2,5cm3 de ácido sulfúrico 0,1 N. Si la POMde un sistema convencional cae pordebajo de 2,5 por mucho tiempo, laemulsión puede volverse inestable. Enlos sistemas de filtrado relajado, la POMse mantiene normalmente a un nivel deaproximadamente 1 a 2 cm3 de ácidosulfúrico 0,1 N, para amortiguar contralos gases ácidos. OBSERVACIÓN: M-Ibasa todas las recomendacionesrelacionadas con los tratamientos dealcalinidad en el método VSA (POM) delAPI. Si el operador lo desea,determinaremos la POM usando el métododel API y el método de “Retrovaloración”.Sin embargo, todas las decisiones detratamiento se basarán exclusivamente enel método POM del API (valoración directa).

El filtrado ATAP (300ºF y 500 psi) delos sistemas convencionales esgeneralmente inferior a 10 cm3. Losfiltrados bajos reducen la pérdida defluidos costosos hacia la formación y laprobabilidad de pegadura por presióndiferencial en las formaciones muypermeables. Normalmente, los sistemasrelajados no usan ningún aditivo decontrol de filtración y pueden contener



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un poco de agua en el filtrado ATAP.

ESTABILIDAD DE LA EMULSIÓNLa Estabilidad Eléctrica (ES) constituyeuna indicación relativa de laestabilidad de la emulsión. Se trata deuna medida del voltaje requerido pararomper la emulsión y permitir que lasgotas de agua emulsionada se conecten(i.e., se fusionen), permitiendo latransmisión de la corriente eléctrica.Las emulsiones fuertes requieren altosvoltajes para fusionar las gotas de aguay romper la emulsión. La estabilidadeléctrica se registra en voltios. Variosfactores principales afectan laestabilidad eléctrica:• Contenido de agua. Cuando el

contenido de agua aumenta, ladistancia entre las gotas de aguadisminuye, facilitando laterminación del circuito eléctricomediante la coalescencia de las gotasde agua y la reducción de laestabilidad eléctrica.

• Sólidos humectados por agua. Unsólido humectado por agua tiene unapelícula delgada de agua sobre susuperficie, la cual funciona paraconducir la electricidad como unagota de agua. Los sólidos de unaemulsión inversa reducen laestabilidad eléctrica al serhumectados por el agua.

• Emulsificación. El grado deemulsificación afecta el tamaño delas gotas de agua. Las gotas de aguason generalmente más grandes en lossistemas de lodo nuevos e inestables,resultando en valores de estabilidadde emulsión bajos. Cuando seaumenta la exposición al esfuerzo decorte y a la temperatura, las gotasformadas serán más pequeñas y laemulsión será mejor. Esto aumentalos valores de estabilidad eléctrica, aligual que el aumento de laconcentración de emulsificante yagente humectante.

• Temperatura. La temperatura a lacual se mide la estabilidad eléctricacambiará el valor obtenido. Estatemperatura siempre debería serregistrada con el valor de estabilidadeléctrica. La misma temperaturadebería ser usada para analizar lastendencias.

• Tipo de sólidos. El tipo de sólidos enel lodo afectará la estabilidad

eléctrica. Por ejemplo, FER-OX(hematita) y otros materiales deóxido de hierro pueden reducir laestabilidad eléctrica de un lodo deemulsión inversa.La estabilidad eléctrica es un

indicador importante de la estabilidadde la emulsión, pero no debería serusada como valor o indicaciónabsoluta de su condición. Es posibleque un lodo que tiene un estabilidadeléctrica alta pero declinante no seatan estable como un lodo que tieneuna estabilidad eléctrica más baja peroestable. Los lodos con una estabilidadde emulsión extremadamente bajatendrán indicaciones en el filtrado yreologías, así como valores bajos ydeclinantes de estabilidad eléctrica.Una estabilidad eléctrica baja puede sermotivo de preocupación, pero unatendencia comprobada de valoresdeclinantes de estabilidad eléctricapuede ser más grave y requiere unaacción inmediata. Los valores deestabilidad eléctrica están relacionadoscon el sistema a partir del cual fueronregistrados. Una tendencia declinantebien definida o una disminuciónrápida indica que la emulsión estádebilitándose.

La estabilidad eléctrica debería sermedida y registrada rutinariamente.Estos valores deberían serrepresentados gráficamente parafacilitar la observación de lastendencias. Las tendencias ascendenteso declinantes indican cambios en elsistema. Un análisis de los controlessecuenciales del lodo indicará lasposibles causas del cambio.

SALINIDAD Y ACTIVIDAD CONTROLADAEl contenido de cloruro de calcio

(CaCl2) debería ser probado porvaloración y comparado con la AW delos recortes cuando se hace circular unlodo de actividad controlada. Elcontenido de CaCl2 del lodo deberíaser mantenido a una concentraciónque compense o sea igual a la AW de laformación. Las concentraciones deCaCl2 mayores que 38% no sonrecomendadas debido a la casisaturación de la salmuera, la cualpuede causar la inestabilidad delfluido. La cristalización de la salcausada por el calentamiento yenfriamiento de las soluciones

Lasemulsionesfuertesrequierenaltos voltajesparafusionar lasgotas deagua yromper laemulsión.

El contenidoCaCl2 del lododebería sermantenido aunaconcentraciónque compenseo sea igual ala AW de laformación.


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AW es unamedida delpotencialquímico paraque el aguaseatransferidaentre el lodoy las lutitas.

supersaturadas puede producir sólidoshumectados por agua y emulsionesinestables. También se puede usarcloruro de sodio y mezclas complejasde salmueras de cloruro de magnesio,de potasio, de calcio y de sodio en lafase interna. Además de las sales decloruros inorgánicos como el clorurode sodio y el cloruro de calcio, sepuede usar una multitud de otrosmateriales orgánicos sin cloruro parareducir la actividad de la fase acuosa.

La actividad del agua (AW) es unamedida del potencial químico para queel agua sea transferida entre el lodo ylas lutitas. La actividad se mide usandola presión de vapor (humedad relativa)de la lutita o el lodo, o puede serestimada en base a la composiciónquímica de la salmuera (salinidad). Elagua pura tiene una AW de 1,0. Lassalmueras de cloruro de calcio usadasen la mayoría de los lodos de emulsiónno acuosa tienen una AW comprendidaentre 0,8 (22% en peso) y 0,55 (34%en peso). Los valores más bajos deactividad son más inhibidores.

Las formaciones que contienenarcillas se hinchan y se debilitanmediante la adsorción de agua. Cabe laposibilidad de que el agua de un lodode emulsión modifique las lutitas si laAW de la lutita es inferior a la actividaddel lodo. En lo que se refiere a lainhibición, el factor clave es“equilibrar” la actividad del lodo conla actividad de la lutita, de manera quela adsorción del agua en las lutitaspueda ser reducida teóricamente acero.

La transferencia del agua entre unasalmuera emulsionada y una lutitasuele ser comparada a la ósmosis. En laósmosis, un solvente (agua) se propagaa través de una membranasemipermeable, desde una bajaconcentración de soluto o sal a unaalta concentración de soluto o sal, paraequilibrar las concentraciones. Lateoría de actividad controlada define alfluido base aceite o sintético y a losemulsificantes que envuelven las gotasde agua como una membranasemipermeable. El control de lutitausando esta actividad controlada (oequilibrada) se limita principalmente alos lodos de emulsión base aceite osintético. Los lodos base agua quecontienen aditivos (como glicoles y

silicatos) sólo ofrecen débilescaracterísticas de membranasemipermeable.

El cloruro de calcio (CaCl2) es usadonormalmente para obtener actividadesde 1,0 a 0,40. El cloruro de sodio(NaCl) puede ser usado para obteneractividades de 1,0 a 0,75 (NaClsaturado). Se puede usar una granvariedad de diferentes productosquímicos de fase interna para reducirla actividad. Sin embargo, muchosmateriales alternativos noproporcionan una actividad losuficientemente baja para lograr unainhibición adecuada. La mayoría de laslutitas se formaron en ambientesmarinos que contenían salescomplejas, las más comunes siendo lassales de cloruro de calcio, cloruro demagnesio y cloruro de sodio. Estassales complejas suelen tener unaafinidad más grande con el agua que lasalmuera de cloruro de sodio, inclusocuando está saturada. Las salmueras decloruro de calcio son usadas como faseinterna en la mayoría de los lodos baseaceite, ya que pueden equilibrar lasalinidad de la mayoría de lasformaciones.

Cuando se agrega cloruro de calcio(CaCl2) a una salmuera saturada deNaCl, se reduce la actividad pero elefecto no es cumulativo. La actividaddepende de la solubilidad mutua.Como CaCl2 tiene una solubilidad másalta que NaCl, el cloruro de sodio seprecipitará en la forma de sólidos finoscuando las condiciones exceden elnivel de saturación.

La actividad de las muestras de lodoy lutita se mide con un higrómetro. Secoloca la muestra a probar dentro deun matraz, cerrándolo herméticamentecon un tapón que contiene la sondadel higrómetro. Se deja un tiempo paraque la muestra compense el contenidode humedad del espacio vacío en elmatraz. El porcentaje de humedadrelativa, corregido para tener en cuentala temperatura, se registra como la“Actividad” (valor decimal) de lamuestra.

Los sistemas VERSA pueden serformulados con salmueras de CaCl2 ode NaCl. No se recomienda usar estassales en forma combinada, ya que lasolubilidad de NaCl está limitada porla presencia de CaCl2.



CAPÍTULO

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La siguiente sección se refiere aldesplazamiento de un lodo existentecon un lodo base aceite. Muchos delos principios usados aquí tambiénson aplicables al desplazamiento deun lodo base aceite con cemento o unlodo base agua. Sin embargo, losespaciadores usados serían diferentes.

RESUMEN1. Celebrar una reunión previa al

desplazamiento con el jefe deperforadores, el representante de lacompañía y el ingeniero de lodopara hablar del procedimiento dedesplazamiento y coordinar elorden de las operaciones.

2. Perforar la zapata y realizar laspruebas de pérdida o de integridadde la formación.

3. Antes del desplazamiento,acondicionar el fluido existente enel pozo para reducir la viscosidad ylos esfuerzos de gel al nivel másbajo aceptable.

4. Mantener todo el lodo base aceiteen el sitio antes de realizar eldesplazamiento.

5. Poner la barrena en el fondo o cercadel fondo cuando el lodo base aceitesale por la barrena.

6. Usar mallas de gran tamaño en lazaranda durante el desplazamientoy 1 a 2 circulaciones subsiguientes.

7. Los espaciadores deberíangeneralmente tener una longitud de200 a 500 pies.a) Agua (base agua en el pozo).b) Aceite viscosificado o lodo deaceite viscoso.

8. Usar las velocidades de bombeopara obtener un flujo turbulento.

9. No parar o reducir la velocidad delas bombas por cualquier motivo.

10. Hacer girar y reciprocar la tuberíade perforación durante eldesplazamiento.

TÉCNICAS DE DESPLAZAMIENTOEl tipo más eficaz de desplazamientoocurre cuando el volumen total delodo base aceite puede ser desplazadoen una operación rápida y continua,sin parar o reducir la velocidad de las

bombas. Cualquiera que sea la técnicade desplazamiento usada, todos losdesplazamientos tienen varios factoresen común que afectan a un buendesplazamiento e impiden lacontaminación cruzada.• Densidad. El fluido desplazador debe

ser ligeramente más pesado que elfluido que se está desplazando. Comoel fluido desplazador se encuentradebajo del fluido desplazado en elespacio anular, la densidad más altamantiene la separación de los dosfluidos (el fluido más ligero tiende aflotar mientras que el fluido máspesado tiende a hundirse). Lacirculación inversa puede serventajosa cuando se debe usar unlodo base aceite de densidad más bajapara desplazar un fluido de densidadmás alta.

• Espaciadores. El espaciador idealdiluye el fluido, mantiene laturbulencia del fluido desplazado yviscosifica el fluido desplazador. Ladiferencia de viscosidad en lasuperficie de contacto reduce latendencia que los fluidos tienen aentremezclarse. El acondicionamientodel fluido existente para reducir laviscosidad y el punto cedente es tanimportante como el fluido espaciador.La reducción de la viscosidad, el usode un espaciador diluyente y el flujoturbulento en el fluido desplazadoreducen la canalización y laentremezcla de los fluidos. Elvolumen del espaciador se seleccionageneralmente en base a la longitudanular; típicamente la columnadentro del espacio anular es de 200 a500 pies (61 a 152 m). Estaslongitudes deberían ser seleccionadastomando en cuenta el control delpozo y otros factores de ingeniería.Los espaciadores típicos son:1. Lodo base agua desplazado con

lodo base aceite:• Agua o,• Agua, seguido por aceite

viscosificado o lodo base aceiteviscoso.

2. Lodo base aceite desplazado conlodo base agua:• Aceite o,• Aceite, seguido por agua

viscosificada o lodo base agua

Desplazamientos

El fluidodesplazadordebe serligeramentemás pesadoque el fluidoque se estádesplazando.


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En general latubería deperforación noestá dispuestaconcéntricamente,incluso en un pozo vertical...

El perfil develocidad en elflujoturbulento esplano y cubretodo el espacioanular,dejandosolamente unapequeña capalímite.

viscoso.• Posición y movimiento de la

tubería. En general la tubería deperforación no está dispuestaconcéntricamente, incluso en un pozovertical, y estará cerca de la pared delpozo. Este espacio anular excéntricocausa la canalización de los fluidos porel lado más grande del pozo (al igualque la situación de limpieza del pozoen un pozo horizontal). Esto hace queuna porción de la sección transversaldel espacio anular no tenga ningunacirculación, de manera que el lodoantiguo quede detrás de la tubería deperforación, en el lado estrecho delpozo. Por este motivo, siempre se debegirar y reciprocar la tubería deperforación durante todos losdesplazamientos. La rotación de latubería empuja el lodo de detrás de latubería hacia la corriente y mueve latubería alrededor del espacio anular.Esto cambia la trayectoria del flujo ypermite la circulación de toda lasección transversal, lo cual produce undesplazamiento más uniforme.

• Velocidad de bombeo. Losdesplazamientos siempre deben serrealizados a una velocidad de bombeosuficientemente alta para asegurar unflujo turbulento, si es posible. El perfilde velocidad en el flujo turbulento esplano y cubre todo el espacio anular,dejando solamente una pequeña capalímite. Esto cumple varias funciones.Minimiza la entremezcla de los dosfluidos, favorece un desplazamientomás completo del lodo en el pozo,“restregando” el pozo con laturbulencia, y puede limpiar mejor elrevoque si una sección de pozoabierto está expuesta.

• Contaminación. Parte del fluidodesplazador puede ser contaminadopor el fluido desplazado. Cualquierfluido que esté contaminado demanera apreciable por el lodo baseagua o el revoque debería serdesechado. El resto de lacontaminación debería ser tratada conemulsificante y/o agente humectantepara asegurar que el agua seemulsione y que los sólidos estén enuna condición humectada por agua.No se recomienda realizar untratamiento preliminar para lacontaminación. Los tratamientos más

eficaces pueden ser realizados despuésdel desplazamiento

• Acondicionamiento yestabilización. Una vez que unsistema de lodo base aceite ha sidodesplazado, se requiere un periodode circulación y un tiempo deacondicionamiento antes de que elsistema esté completamenteestabilizado. Esto quedaespecialmente de manifiesto en lossistemas recién preparados. Lacontaminación del sistema de lodobase agua durante el desplazamientopuede desestabilizar el sistema, locual aumenta la importancia de unbuen desplazamiento. Después deldesplazamiento, será generalmentenecesario usar tratamientos másaltos de lo normal durante unoscuantos días, hasta que el sistema seestabilice. Estos tratamientos másaltos pueden incluir emulsificantes,agentes humectantes yviscosificadores.

• Indicadores de desplazamientocompleto. En algunos casos, es difícilidentificar el momento en que elfluido desplazador regresa a lazaranda, especialmente cuando laentremezcla de los fluidos es tanpequeña que no se puede observarninguna superficie de contactoviscosa. Ocasionalmente, algunossacos de Material de Pérdida deCirculación (LCM) serán bombeadosal frente del fluido desplazador paraservir de indicador. Aunque elvolumen del tanque y las carreras dela bomba constituyan las mejoresmedidas, otros indicadores descritosa continuación pueden ayudar adeterminar el momento en que eldesplazamiento está completo ocuándo se debe empezar a regresar ellodo a los tanques activos:

1. Medidas del peso del lodo, si el pesodifiere entre los dos fluidos.

2. Medidas de la estabilidad eléctricao del pH.

3. Cambio en la viscosidad.4. Cambio de color o del aspecto

superficial, de un aspecto granulosoa un aspecto lustroso o brillante.

5. Presencia y eliminaciónsubsiguiente de los sólidoshumectados por agua en las mallasde zaranda.



CAPÍTULO

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La pérdida de circulación con los lodosbase aceite puede hacerse rápidamenteintolerable debido a los costosgenerados. En algunos casos, laprobabilidad de pérdida de retornos esmás alta con los fluidos de perforaciónbase aceite debido al efectoviscosificante de la presión sobre elaceite, en comparación con el agua. Porlo tanto, será necesario mantenercontroles estrictos para minimizar laviscosidad y/o velocidad de circulación.Esto reducirá las pérdidas de presiónanular y el riesgo de pérdida decirculación.

Otro factor que aumenta el riesgo depérdida de retornos con los lodos baseaceite son los bajos valores de fuga deestos lodos. Las propiedades del aceitehacen que sea un excelente fluido defracturación, lo cual aumenta laprobabilidad de fracturación de laformación. Su carácter de humectaciónpor aceite dificulta el proceso de“cicatrización” de la formación. Poreste motivo, los lodos base aceite noson recomendados para realizar laprueba de las zapatas de cementaciónde la tubería de revestimiento y de laspresiones de fractura.

El aumento demasiado rápido de lasvelocidades de bombeo después derealizar las conexiones y los viajespuede causar la pérdida de circulacióncon los fluidos base aceite. Los lodosbase aceite se diluyen cuando lastemperaturas generadas durante lacirculación aumentan y se espesancuando las temperaturas disminuyendurante los periodos de inactividad. Si

no se aumenta lentamente la velocidadde las bombas, las presiones decirculación impuestas sobre laformación pueden ser mucho másaltas. No es raro que las presiones decirculación en el tubo verticaldisminuyan en más de 100 psimientras que el lodo se calienta hastalograr la temperatura de circulación.

Los procedimientos usados en casode pérdida de circulación son similaresa los que se usan con los sistemas delodo base agua. El uso de píldoras deLCM puede ser útil bajo ciertascondiciones. Se debería colocar 30 a 50lb/bbl (86 a 143 kg/m3) de material depérdida de circulación en la zona deescape. Se recomienda usar calidadesmedianas y/o finas de mica y/o NUTPLUG® en estas píldoras. Una mezcla departículas de carbonato de calcio degranulometría determinada ha sidousada con éxito en algunas áreas. Losmateriales fibrosos cortados en tirascomo las fibras de madera, losperiódicos cortados en tiras, etc.deberían ser usados con cuidadodebido a los efectos perjudiciales quepueden tener sobre la emulsión. En loscasos de pérdida de circulación grave,la inyección de una lechada de tierradiatomácea de alto filtradoespecialmente formulada (tipo DIASEAL®

M), la inyección de bentonita o lainyección de cemento puede constituirel método más práctico.

En los casos más graves de pérdida decirculación donde los procedimientosnormales no han podido establecerretornos totales, el sistema base aceitedebería ser desplazado con un sistema

Pérdida de Circulación

El aumentodemasiadorápido de lasvelocidadesde bombeodespués derealizar lasconexiones ylos viajespuede causarla pérdida decirculacióncon losfluidos baseaceite.

convencional de lodo base agua.Los fluidos del sistema VERSA sonexcelentes fluidos de empaque quepueden ser dejados en el espacioanular, encima del empaque de latubería de producción, después determinar el pozo. Las ventajas ofrecidaspor un empaque base aceite incluyenuna excelente estabilidad térmicadurante largos periodos, excelentes

características de suspensión delmaterial densificante y una protecciónduradera de los materiales metálicoscontra los efectos de la corrosión. Pocossistemas de lodo base agua, si los hay,pueden ofrecer estas ventajassimultáneamente. Para un análisis máscompleto de esta aplicación, ver lasección sobre los fluidos de empaqueen el capítulo sobre Emulsiones No

Lodos de Empaque

lodo base aceite

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