sistemas base aceite

5/7/2018 Sistemas Base Aceite - slidepdf.com

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Sistem as Base Aceite

Sistem as Base Aceite 12.1 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02

12

Este cap í tulo cubre los aspectosespecí ficos de lo s sistem as base aceite

VERSA. Éstos son sistemas no acuosos,según la descripción generalproporcion ada en el cap í tulo sobreEm ulsion es No Acuosas. El aceiteconten ido en estos sistem as fun cion acomo una fase externa continua deun lodo de emulsión de agua enaceite (inversa). El n om bre de lossistemas VERSA depen de d el aceitebase usado y d e la aplicación especial(función). Los sistemas primarios sonlos siguientes:

Otros nom bres VERSA son usados devez en cuando para aceites basenuevos o especiales. Cualquiera quesea el aceite ba se, esto s sistem as usanfrecuentem ent e los mismos aditivos yformu lacion es similares. Aun qu e lamayorí a de los sistemas VERSA usenprodu ctos de la lí nea de productosVERSA, algun os pueden usar aditivosde la lí nea de productos NOVA, segúnel aceite base y los controles y

reglamen tos am bientales.TRUCORE

™ y un sistem a VERSA

m ejorado reológicamente son dossistemas de aplicación especial. Cadauno de estos sistemas puede serformulado con cualquier aceite base.Los sistem as VERSA mejoradosreológicamente tienen una altaViscosidad a Muy Baja Velocidad deCorte (LSRV) y están formulados parala perforación de pozos de altoán gulo y h orizont ales. Los sistem asTRUCORE

™ son fluido s 100% aceitepara la extracción de n úcleos qu e

est án diseñ ados para m inimizar loscambios producidos en el n úcleo.

Los sistem as VERSA difieren de lossistemas NOVA en los tipos de lí quidosbase usados. Los aceites base de lossistemas VERSA se originan o sondif í ciles de distinguir de los aceitesrefinad os a partir del crudo . Loslí qu idos base de los sistem as NOVA

son materiales sintéticos y son m ásf áciles de distinguir de los aceitesrefinados a partir del crudo.

Cualquiera que sea el nom bre delsistema, dos categor í as generales

pueden ser aplicadas a todos lossistemas VERSA:1. Convencional. Los sistem as VER

convencion ales usan n ormalmenel emu lsificante VERSAMUL

® y elagente h um ectante VERSACOAT

® ela formulación , tienen bajas tasade filtración y usan cal para form jabon es a base de calcio. Éstas soemulsiones “fuertes” y muyestables que tienen un filtrado A(100 psi) nulo. En general tienenuna estabilidad eléctrica alta y ufiltrado de Alta Temperatura, Alt

Presión (ATAP) controlado dem eno s de 10 cm 3 a 500 psi y30 0ºF, sin agua en el filtrad o.

2. Filtrado relajado. Los sistem asVERSA de filtrado relajado usannormalmente VERSACOAT comoem ulsifican te y VERSAWET

® comoagente h um ectante en laformulación, tienen altas tasas dfiltración y se basan en la qu í mide “agente tensioactivo” paraformar la emulsión (no requierencal para formar jabo n es de calcioÉstas son emulsiones ligerament

menos estables, usadasintencionalmente con filtradosATAP m ás altos qu e los lodo sconven cion ales de emu lsióninversa. Es no rm al que estasemulsiones tengan u n poco deagua en el filtrad o ATAP. Tam biépueden tener un filtrado API (10psi) medible. Las emulsiones sondébiles y la estabilidad eléctricaserá m ás baja que la de los lodosconven cion ales de emu lsióninversa. Los sistem as de filtrad orelajado n ormalmente n o

contien en aditivos de control defiltrado. Los sistemas de filtradorelajado están diseñ ados para serrentables y aum entar lasvelocidades de penetración .OBSERVACIÓN: Un sistema de filtrado relajado puede ser fácilmenconvertido en un sistemaconvencional, pero un sistemaconvencional no puede ser convertiden un sistema relajado.

Introducción

N om b re d el Si ste m a Ac eit e Base

VERSADRIL

®

Aceite d ieselVERSACLEAN

® Aceite min eral

Los sistemas

V ERSA difieren

de los

sistemas

N OVA en los

tipos de

líquidos base

usados.



Sistem as Base Aceite12

Sist em as Base Aceit e 12.2 N° de Revisión : A-1 / Fech a d e Revisión: 14-02-01

Los sistem as VERSA son lodos baseaceite de em ulsión inversa que pu eden

ser formulados y diseñados parasatisfacer una amplia gama deaplicaciones y requ isitos. Lasdescripciones y form ulacion es desistemas prop orcion adas acontinuación son presentadas comobase y gu í a para la amplia gama defluidos que pueden ser obtenidos conla lí nea de productos base aceite VERSA.

SISTEMAS VERSA CONVENCIONALES

Los sistem as VERSA convencionalesson fluidos d e perforación base aceite

de emulsión inversa, térmicamenteestables y emulsionados de maneramuy estable. Los sistemasconvencionales pueden serformu lados para cualqu ier aplicaciónde lodo base aceite. (Debido al grann úmero de aceites base disponibles,algunas áreas usan n om bres desistema especiales. Ocasionalmente, eln om bre del aceite base usará elnombre del sistema, seguido por unsufijo “B”, tal com o ECOGREEN

TM B.)VERSAMUL es el em ulsificant e

primario para los sistemas VERSA

convencionales. VERSAMUL debereaccionar con cal para formar u n jabón de calcio que actuará comoem ulsificant e. El sistem a debeperman ecer alcalino en todomom ento para fun cionarcorrectam ent e. Una libra de caldeberí a ser añ adida al sistema p orcada libra de VERSAMUL añ adida. Seagregará m ás cal según lasn ecesidades para m ant ener 3 lb/bbl

de exceso de cal en el sistema. (En elMar del Norte y otras regiones, se usaun produ cto sim ilar, el VERSAVERT

TM PE.El sufijo “P” ind ica qu e se trata delemulsificante “primario”.)

VERSACOAT es el agen te h um ectan teprimario para los sistemas VERSA

convencionales y proporciona laem ulsificación secun daria. (En el Mardel Norte y otras regiones, se usa un

produ cto similar en las formu laciones,el VERSAVERT

TM SE, en vez del

VERSACOAT. El sufijo “S” ind ica qu e setrata d el emu lsifican te “secundario”.)

Se u sa la arcilla organ of í lica VG-69®

para viscosificar el fluido parasuspen der el m aterial den sificant e yproporcionar esfuerzos de gel. Otrasarcillas organof í licas estándispon ibles, in cluyen do VG-PLUS

™,VG-HT™ y ot ras, según la formulacióny los requisitos. Si se requiere m ásviscosidad, se puede usar VERSAMOD

™ oHRP®.

La salmuera de cloruro de calciosuele ser usada com o fase intern a dela emu lsión inversa. La cant idad desalmu era, o Relación Aceite:Agua(A/A), afectará las propiedades y laformulación . Se pu ede usar cualquierconcentración de cloruro de calciohasta 38% en peso.

Los sistem as VERSA tienengeneralment e un filtradosuficientemente bajo con laformulación básica. Sin em bargo , si serequiere un filtrado u ltra-bajo,

VERSATROL®

es el aditivo de con trol defiltración preferido. Se pu ede u sarVERSALIG

® si no se permite usar asfaltoo gilsonita. Pruebas piloto deberí anser realizadas para determinar lacantidad exacta de VERSATROL

® oVERSALIG

® que debe ser usada en un aformulación determinada.

Cuan do se m ezcla un sistemaconvencional, se recomienda usar elsiguiente orden de adición :1. Aceite.2. Arcilla organof í lica (VG-69).

3. HRP o VERSAMOD.4. Cal.5. VERSAMUL

®.6. VERSACOAT (dejar mezclar por 20

minutos).7. Salmuera CaCl2 (añ adir

lentamente).8. Material den sifican te.9. VERSATROL (dejar mezclar durante 30

a 60 minutos).

Sistemas

Los sistemas

V ERSA sonlodos base

aceite de

emulsi ó n

inversa que

pueden ser

formulados...

V ERSAMUL es el

emulsificante

primario para

los sistemas

V ERSA

convencionales




Sist em as Base Aceit e 12.3 N° de Revisión : A-1 / Fech a d e Revisión: 14-02

12

OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl es igual a 2,85 kg/cm 3.

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

80:20 13 0,581 0,143 17,7 279,614 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-69

Calcular la cantidad reducida d e VG-69

multiplicando la cantidad de VG-69 indicada

en la tabla anterior por 0,80:

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

Calcular la cantidad de HRP multiplicando la

cantidad de VG-69 indicada en la tabla

anterior por 0,40:

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

Ejemplo:

Relación aceit e:agu a 70:30

VG -69 (lb /bbl) 4 (de la tabla an t er io r

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

HRP (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 F ER -O X .

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

70:30 10 0,597 0,252 31,1 98,311 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

(OBSERVACI Ó N: Se puede necesitar HRP o V ERSAMOD para aumentar la viscosidad y los esfuerzos dgel, según el aceite base usado. HRP es especialmente aplicable antes de transportar los lodos al equipo

perforación. Usar el cálculo proporcionado a continuación para determinar la cantidad de HRP y ajustla cantidad de VG-69.)




Calcular la cantidad reducida d e VG-69

multiplicando la cantidad de VG-69 indicada


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

Calcular la cantidad de HRP multiplicando la


anterior por 0,40:

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

Ejemplo:

Relación aceit e:agu a 75:25

VG-69 (lb /bbl) 10 (de la tabla an ter ior)

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

HRP (lb/bbl) = 10 x 0,40 = 4



SISTEMAS VERSA DE FILTRADO RELAJADO

Los sistem as VERSA relajados sonfluidos emulsionados de maneram enos estable, resultando en un

filtrado m ás alto que ayuda amaximizar las velocidades depenetración . Estos sistem asecon óm icos com binan laspropiedades inhibidoras que soninh erentes a los fluidos de perforaciónbase aceite, con altas velocidades depenetración .

Los sistem as VERSA de filtradorelajado usan VERSACOAT comoem ulsificant e prim ario, VERSAWET

como agen te h um ectant e y VG-69 yHRP com o viscosificado res y agent es

gelificantes. La salmuera de cloruro decalcio (CaCl2) a 25% en peso

constituye n ormalmen te la faseintern a, pero se pu ede usar cualqu ierporcentaje en peso deseado hasta38%. En general no se usa nin gún

aditivo de filtrado en los sistemasrelajados.Cuan do se m ezcla un sistema

relajado, se recom ienda usar elsiguiente orden de adición :1. Aceite.2. Arcilla organof í lica (VG-69).3. HRP o VERSAMOD.4. VERSACOAT.5. VERSAWET.6. Cal (m ezclar duran te 20 m inut os).7. Salmuera CaCl2 (añ adir

lentamente).

8. Material den sifican te (m ezclardurante 30 a 60 m inutos).

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 90:10

VERSACOAT (lb/bbl) 2 - 3 3 - 4 4 - 5 5 - 6

VERSAWET (lb/bbl) 1 - 2 2 - 3 2 - 3 3 - 4

VG-69 (lb/bbl) 8 - 10 6 - 8 6 - 8 4 - 6

Cal (lb/bbl) 1 - 2 1 - 2 1 - 2 1 - 2

Relación Peso del Lodo Aceite Agua CaCl2 M-I BAR


75:258,5 0,703 0,231 28,5 21,5

9 0,690 0,227 27,9 49,0

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

80:2011 0,675 0,166 20,5 166,1

12 0,646 0,159 19,6 220,5

13 0,617 0,152 18,8 274,9

85:1514 0,622 0,108 13,3 335,8

15 0,591 0,103 12,7 389,9

16 0,590 0,065 8,0 449,8

90:10 17 0,558 0,061 7,5 503,5

18 0,526 0,058 7,1 557,3


Tabla 4: Sistemas relajados – formulaciones de barita.

(OBSERVACI Ó N: Se puede necesitar HRP o Versam od para aum entar la viscosidad y los esfuerzos degel, según el aceite base usado. HRP es especialmente aplicable antes de transportar los lodos al equipo de

perforación. Usar el cálculo proporcionado a continuación para determinar la cantidad de HRP y ajustar la cantidad de VG-69.)

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Tabla 5: Sistemas relajados – formulaciones de F ER -O X .

Relación Aceite:Agua → 70:30 80:20

VERSACOAT (lb/bbl) 3 - 8 2 - 6VERSAWET (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 - 4 250,714 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 especí ficos proporcionados a continuación

TABLA DE FORMULACIÓN DE FER-OX DEL SISTEMA VERSA RELAJADO


(OBSERVACI Ó N: Se puede necesitar HRP o Versam od para aum entar la viscosidad y los esfuerzos dgel, según el aceite base usado. HRP es especialmente aplicable antes de transportar los lodos al equip

perforación. Usar el cálculo proporcionado a continuación para determinar la cantidad de HRP y ajusla cantidad de VG-69.)


Calcular la cantidad reducida de VG-69multiplicando la cantidad de VG-69 indicada


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

Calcular la cantidad d e HRP mu ltiplicando la


anterior por 0,40:

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

Ejemplo:

Relación aceite:agu a 70:30VG -69 (lb /bb l) 8 (de la tabla an t er io r

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

HRP (lb/bbl) = 8 x 0,40 = 3,2





Los sistemas

V ERSA

mejorados

reol ó gica-

mente

utilizan

altas

viscosidades

a m uy baja

velocidad d e

corte...

Al dise ñ ar un

sistem a V ERSA

mejorado

reol ó gica-

mente se

requiere un m edidor VG

(viscosí metro)

de seis

velocidades

para verificar

la s

propiedades

reol ó gicas.

SISTEMAS VERSA MEJORADOS

REOLÓGICAMENTE

Los sistem as VERSA mejorados

reológicamen te utilizan altasviscosidades a muy baja velocidad decorte (LSRV) para mejorar la limpiezadel pozo en los pozos de alto ángulo.El tratam ien to con un m odificadorreológico de LSRV aum en tará la LSRV

en cualquier sistem a VERSA. Esto s

sistemas pueden ser un sistemaconvencional o un sistema de filtradorelajado. Se puede usar VERSAMOD oHRP para m od ificar la LSRV de lossistem as VERSA convencionales. Sin

embargo, se recomienda usarsolamente HRP para m odificar laLSRV de los sistem as Versa d e filtrad o

relajado. OBSERVACI Ó N: V ERSAMOD no

es usado en los sistemas relajados porque

requiere un alto contenido de cal para ser

eficaz, y estos sistemas normalmente no

usan un alto contenido de cal.

VERSAMOD es un agente gelificant eorgánico que aumenta la LSRV y losesfuerzos de gel, ten iendo m uy po coefecto sobre las viscosidades a alta

velocidad de corte. El mayorcon ten ido de agua (A/A más baja)

m ejora el rendimiento de VERSAMOD, yla concentración n ecesaria para lograrel efecto d eseado es m ás baja.También se requiere la adición de unalibra de cal por cada libra deVERSAMOD usado para lograr el efectodeseado. Se debe someter VERSAMOD acon dicion es de alto esfuerzo de corteo altas temperaturas para que pueda

produ cir su efecto m áximo. Como la

mayorí a de las plan tas de lodo lí quidon o tienen la capacidad de som eterVERSAMOD a con diciones que perm itanactivarlo totalm en te, será necesariotom ar precaucion es para evitar elsobretratamien to al m ezclar VERSAMOD

u ot ros aditivos de ácido graso en una

planta de lodo. Una vez en el equipode perforación , estos aditivosaumentarán f ácilmente la viscosidad

al ser som etidos al esfuerzo d e corte através de la barrena y al ser expuestosa las temperaturas, produciendo

propiedades reológicas excesivas encaso de sobretratamiento.

HRP es el viscosificado r preferidopara aumentar la reologí a con el fin

de suspend er el material densifican tean tes de enviar el lodo h acia elequipo d e perforación . Este productoaumenta la viscosidad mejor en laplanta de lodo y p roducirá un aviscosidad m ás estable a m edida qu eel sistem a circula en el pozo. HRP esun agente gelificant e de poliamida

que aum enta el punto cedente y losesfuerzos de gel, produciendo efectosm í n imo s sobre la viscosidad plástica.A diferencia de VERSAMOD, el cualactúa con la fase de aguaemulsionada, HRP requiere y actúasobre los sólidos activos (arcillaorganof í lica o sólidos perforados) paraviscosificar un fluido .

Al diseñ ar un sistema VERSA

m ejorado reológicamen te, se requiereun m edidor VG (viscosí m etro) de seis

velocidades pa ra verificar laspropiedades reológicas. Las Tablas 6 y7 son tab las de formu lación para lossistem as VERSA mejoradosreológicamente convencionales.Cuando se mezcla un sistema VERSA

m ejorado reológicamen te, serecomienda usar el siguiente orden de

adición :

1. Aceite.

2. Arcilla organo f í lica (VG-69).

3. Cal.

4. VERSAMOD o HRP.

5. VERSAMUL.

6. VERCACOAT (dejar m ezclar por 20minutos).

7. Salmuera CaCl2 (añ adirlentamente).

8. Material densificante.

9. VERSATROL (dejar m ezclar duran te 30

a 60 m inutos).





12

*En general, con pesos de lodo m ás altos, puede ser ventajoso usar una combinación de HRP y Versamod en la planta de lodo para evitar una

viscosidad excesiva un a vez que el fluido ha sido desplazado y circulado.


Tabla 6: Sistema V ERSA mejorado reol ó gicamente – 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 92,211 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 m ás altos, puede ser ventajoso usar una combinación de HRP y Versamod en la planta de lodo para evitar una

viscosidad excesiva un a vez que el fluido ha sido desplazado y circulado.OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl es igual a 2,85 kg/cm 3

Tabla 7: Sistema V ERSA mejorado reol ó gicamente – 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






Los sistemas

T RUCORE™ son

sistemas

100% base

aceite o con

un contenido

de agua

m í nimo.

Los ba jos

valores ATAP

son muy

buenos

indicadores

de la

capacidad que un fluido

de extracci ó n

de nú cleos

tiene para

m inim izar la

invasi ó n de

fluido.

SISTEMAS TRUCORE™

Los sistemas TRUCORE™ son sistemas

100% base aceite o con un contenido deagua m í n imo. Estos sistemas son

generalm ente usados para lasoperaciones de extracción de núcleosdonde se desea evitar la invasión delfluido de perforación que contiene aguaemu lsionada o cambios de lahum ectabilidad causados por altasconcen tracion es de em ulsifican tes yagen tes hum ectantes. Los sistem asTRUCORE

™ pueden ser form ulados a partirde cualquier aceite base, usando variosm étodos.

Con estos sistemas 100% aceite, lodif í cil es obtener una viscosidad

adecuada, al igual que con los prim eroslodos base aceite. Una solución consisteen u sar una con cen tración m uy alta, 15a 30 lb/bbl, de aditivos asf álticos comoVERSATROL o STABIL HOLE

®. Otro m étodoconsiste en usar la com binación de HRPcon un a arcilla organof í lica y un acantidad menor de VERSATROL. Un tercerm étodo usa la combinación de asfalto,arcilla organof í lica y un polí meroviscosificador de aceite. Existe un grannúm ero de polí meros de este tipo, loscuales requieren pruebas pilotoespecí ficas para identificar unaformulación apropiada. Losviscosificadores polim éricos pueden serusados para mejorar aún más laviscosidad del sistem a TRUCORE

™ básico.Cualquiera que sea la formulaciónusada, los sistem as TRUCORE

™ aumentansu viscosidad cuando se usan arcillasorganof í licas especiales de altorendim iento tales como VG-HT oVERSAVERT VIS.

Estos sistemas pueden ser formulados

con cantidades m í n imas deemulsificante y agente humectante, yaque n o contienen agua adicional.Adem ás, la selección de unemulsificante y agente humectante esm enos im portante. De hecho, laselección de un emulsificante y agentehumectante potente (como VERSAMUL yVERSAWET, los cuales son generalm enteusados en otros sistemas base aceite)

puede ser perjudicial porque estosproductos pueden cambiar lahumectabilidad. Los sistemas pueden serf ácilmente formulados con sólo 1 lb/bbl

de VERSAMOD y 1 lb/bbl de VERSACOAT, dem anera que la h um ectabilidad delnúcleo sea men os afectada. Aun que n ose agregue agua al sistema, éste suelecaptar agua de los tanques durante eldesplazamiento y la perforación; por lotan to, el conten ido de agua efectivo estácomprendido en el rango de 3 a 5%.

Los valores ATAP bajos son m uybuen os indicadores de la capacidad queun fluido de extracción de n úcleos tienepara m inimizar la invasión de fluido.Los valores ATAP bajos representan una

de las ven tajas obtenidas al usar una altaconcentración de VERSATROL. Los agentespuenteantes son sumamenteimportantes para minimizar la invasióndel núcleo, adem ás de los valores ATAPbajos. La barita y el carbonato de calciom olido (como LO-WATE

™ o SAFE-CARB®)

son excelentes agentes puen teantes. Lacantidad y la granulometrí a del agentepuen teante son im portantes. Comoregla general, para iniciar el puenteo senecesita 15 a 30 lb/bbl de agentepuenteante con un tamaño de partí culam ediano com prendido entre la mitad yun tercio del diámetro de garganta delporo m ás grande. La Tabla 8proporciona las formulacion es deTRUCORE

™ usando LO-WATE (carbonato decalcio) como agente puenteante y M-IBAR para la densidad.

Cuando se mezcla un sistemaTRUCORE

™, se recomienda usar elsiguien te orden de adición:1. Aceite.2. Arcilla organof í lica de alto

rendimien to tal com o TRUVIS

™

.3. HRP™.4. Cal.5. Em ulsificant e o agente h um ectante:

VERSACOAT®, VERSAMOD

™, VERSAWET®,

VERSAMUL®, etc. (mezclar durante 20

minutos).6. VERSATROL

® (mezclar durante 30 a 60minutos).

7. Mat eriales den sifican tes.





12

*TRUVISTM o arcilla organof í lica de alto rendim iento similar.

**Se recomienda 1 lb/bbl VERSACOAT y 1 lb/bbl VERSAMOD.OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl es igual a 2,85 kg/cm 3.

Tabla 8: Formulaciones gen é ricas de T RUCORE TM.

EmulsificantePeso Arcilla y Agente

del Lodo Aceite organof í lica* HRP Hu m ectan te** Cal LO-WATE VERSATROL M-I B(lb/ gal) (bbl) (lb/ bbl) (lb/ bbl) (lb/ bbl) (lb/ bbl) (lb/ bbl) (lb/ bbl) (lb/ b

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 14

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




Sist em a s Ba se Aceit e 1 2.1 0 N° de Revisión : A-1 / Fech a d e Revisión: 14-02-01

Productos_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

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ACEITES BASEEsta sección describe las prop iedadestí picas de algunos aceites base usadospara los sistem as VERSA que estánindicados en la Tabla 9.

La composición del aceite dieselpuede variar de un refinador a otro,pero se puede usar la mayorí a delaceite diesel de calidad n º 2 en loslodos base aceite sin requ erir cam biosen las formu laciones del lodo.Algunos refinadores agreganrebajadores de pu n to d e fluidez a suaceite diesel en los clim as frí os (y

cambian las calidades que venden)duran te los meses de invierno. Estopuede afectar el rendimiento de losaditivos de lodo . El aceite dieseldeberí a ser som etido a u n a pruebapiloto cuando se anticipa algúnproblema de este tipo.

Los aceites minerales tienencomp osicion es y propiedades muyvariables según el crudo , el proceso derefinación y el “corte”. Las prop iedadesdel aceite mineral de una compañ í ason generalmen te un iform es, pero laspropiedades de los aceites minerales de

diferentes comp añ í as son m uyvariables. Un m étodo u sado paracomparar los aceites minerales es elcontenido arom ático. Existen variosm étodos para m edir y reportar elcontenido arom ático de los aceites.

Una de las n orm as propuestas es elcontenido de Hidrocarburos

Arom áticos Policí clicos (opolinucleares) (PAH) reportad o com ofenantreno. Estos valores arom áticos defenan tren o son aproxim adamen te 1/10de los valores normales por reportar, esdecir mucho menos que los valoresusados normalmente para expresar elcontenido arom ático. Usando estam edida de PAH, los aceites m ineralesestándar, como los que se usan en lossistemas VERSACLEAN, contienen ~0,35%PAH como fenan treno.

Los sistemas de toxicidad ultra-bajacomo el sistema VERSAVERT usan aceite

minerales base que pueden serclasificados como Aceites MineralesMejorados (EMO). Éstos son m aterialesm uy purificados que tienen u ncontenido de PAH m ás bajo. Unanorma propuesta para los EMOs es quetengan un conten ido de PAH deaproximadamente 0,001% comofenantreno.

ADITIVOS

VERSAMUL es una mezcla deemulsificantes lí quidos, agentesh um ectant es, gelifican tes y agen tesestabilizadores d e fluidos. Se u sacomo emulsificante primario en lossistem as VERSA convencionales ypuede ser usado frecuen temen tecomo el único producto necesariopara formar la emu lsión básica deaceite en agua. VERSAMUL reaccionacon la cal para forma jabón de calcio.Este jabón de calcio actúa comoem ulsificant e en los sistem ascon vencion ales de bajo filtradoemu lsionados de m anera m uy estable.Las formu laciones iniciales del

sistema requ ieren de 4 a 10 lb/bbl(11,4 a 28,5 kg/m 3), según laspropiedades deseadas y otroscomponentes en el sistema. Para queVERSAMUL sea eficaz, se debe añ adirun a libra de cal por cada libra deprodu cto. Un exceso de cal de 3lb/bbl debe ser mantenido. VERSAMUL

forma u n a emulsión extremadam ente

Sistem a VERSADRIL VERSACLEAN

Aceite base Aceite diesel n º 2 Aceite m in eral

Den sidad (SG) 0,83 - 0,86 0,80 - 0,86

Viscosidad(cSt* a 106°F) 3 - 4 2 - 3

Punto de inflamación (°F) 150 (130 m in .) 212 (150 m in .)

Punto de fluidez (°F) 14 -0,4

Punto de an ilina (°F) 149 (135 m in .) 169 (150 m in .)

Arom áticos (unidadesn orm ales por reportar) 18 - 30% 1 - 15

Arom áticos PAH(com o fen an tren o) ~3% ~0,35%

*cSt = cent istokes.

Tabla 9: Propiedades t í picas del aceite base.




Sist em a s Ba se Aceit e 1 2.1 1 N° de Revisión : A-1 / Fech a d e Revisión: 14-02

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estable y perm an ece estable a altastemperaturas.

El agente tensioactivo VERSACOAT es

un aditivo lí quido multifuncionalusado como agente humectante en lossistem as VERSA convencionales y com oemulsificante primario en los sistem asVERSA relajados. Las ventajas secundariasofrecidas por VERSACO AT incluyen un am ejor estabilidad térmica y un mejorcontrol de filtración ATAP. El productoes eficaz sobre un a am plia gam a detemperaturas y en presencia decontaminantes. VERSACOAT tambiénreduce los efectos perjudiciales de lacontaminación por agua. Lasformulaciones iniciales del sistema

requieren de 1 a 8 lb/bbl (2,85 a 22,8kg/m 3), 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® es

un lí quido concentrado y potenteagente de humectación por aceite quese usa en los sistemas de filtradorelajado don de el exceso de cal esinferior a 2 lb/bbl. Se trata d e unexcelente agente hum ectan te que esespecialm ent e eficaz en los sistem as queusan FER-OX (hematita) dif í cil de

hum ectar. Las form ulaciones in icialesdel sistema requieren 1 a 4 lb/bbl deVERSAWET

® (2,85 a 11,4 kg/m 3). Tam biénes eficaz para h um ectar por aceite labarita y los sólidos perforados, y parareducir los efectos perjudiciales de lacontaminación de agua. VERSAWET

® esun diluyente y agente h um ectante delodo base aceite a baja alcalinidad , peroactúa m ás bien como un emu lsificant ecuan do la alcalinidad es alta. Elsobretratam ien to con VERSAWET

® diluiráel lodo cuan do la alcalinidad es baja ylo viscosificará cuando la alcalinidad esalta.

La arcilla organof í lica VG-69 es elviscosificante p rimario y agentegelificante que se usa en la mayorí a delos sistemas base aceite. VG-69 es unabentonita tratada con aminas queproduce viscosidad y estructura de gelpara aum entar 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 revoqual control de filtración. Las

concentracion es tí picas varí an d e 2 alb/bbl (5,7 a 28,5 kg/m 3). Según el acbase, mayores concentraciones de VG69 pueden ser necesarias para obtenelas m ism as propiedades reológicas quun lodo base aceite diesel com parableAdem ás, VG-69 no aumenta laviscosidad tan rápidam ente en algunaceites base y duran te la m ezcla denuevos fluidos en las plantas de lodoEvitar el sobretratamiento , porqu e VG69 aum entará totalm ente la viscosidaal ser expuesto al esfuerzo de corte y la temperatura en el pozo. El agua ac

como activador polar en estos sistemy el rendimiento de VG-69 es mejorapor relaciones de aceite a agua m ásbajas (contenido de agua m ás alto).

La arcilla organof í lica VG-PLUS es uviscosificador y ad itivo gelificantemejorado para todos los fluidos noacuosos, incluyendo los sistemas NOV

base sintético y los sistemas VERSA basaceite. VG-PLUS es una bentonita tratacon amin as que m ejora la capacidad transporte, el esfuerzo de gel y lasuspensión del material densificante.También ayudará a m ejorar la calidad

del revoque y el cont rol de filtración .VG-PLUS tiene una aplicación particulen las plantas de mezcla y durante lapreparación de fluidos nuevos, paraaum entar la viscosidad de los fluidosque no han sido expuestos al esfuerzode corte y a la tem peratura. Lasconcentracion es tí picas varí an d e 2 alb/bbl (5,7 a 28,5 kg/m 3). El agua actúcomo activador polar en estos sistemy el rendimiento de VG-PLUS esm ejorado por las relaciones de aceite agua m ás bajas (contenido de agua malto).

La arcilla organof í lica VG-HT es unviscosificante y agente gelificante deprimera calidad que se usa en lossistem as VERSA base aceite/seudoaceitelos sistemas NOVA base sintéticoexpuestos a altas temperaturas. Estahectorita de alta calidad tratada conamin as se usa para aum entar lacapacidad de transporte y laspropiedades de suspensión ,proporcion ando la sustentación de lomateriales densificantes y mejorando

V ERSACOAT

tambié n

reduce los

efectos

perjudiciales

de la

contaminaci ó n

por agua.





Se debe usar

CaCl 2 granular o

en polvo envez d e

escam as o

pí ldoras...

La cal v iva

es un

producto

quí mico muy

reactivo y no

deberí a ser

usada en situaciones

donde

pudiera

entrar en

cont acto con

el agua…

remoción de los recortes en los pozosde altas tem peraturas. VG-HT tambiéncontribuye a la formación del revoque yal con trol de filtración. Lasconcentracion es tí picas varí an d e 2 a 10lb/bbl (5,7 a 28,5 kg/m 3). El agua actúacomo activador polar en estos sistemasy el rendim iento de VG-HT es mejoradopor relaciones de aceite a agua m ásbajas (contenido de agua m ás alto).

La sal de cloruro de calcio (CaCl2) esusada en la mayorí a 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 p olvo de alta pureza(pureza de 95 a 98%) a los productos decalidad técnica (pureza de 77 a 80%) oescam osos. Se debe iden tificar la calidaddel CaCl2 que se está usando duran te lapreparación de los sistemas VERSADRIL yVERSACLEAN. Se debe usar CaCl2 granularo en polvo en vez de escam as o pí ldoras,especialmen te cuan do se agrega a unlodo existente. La salmuera básica decloruro de calcio de 11,6 lb/bbl usadapara rehabilitacion es y terminacionespuede ser diluida y usada en vez de losm ateriales en sacos. Ver la tab la de salcorrespondiente para la correlación deactividad vs. porcentaje en peso de sal,en el capí tulo sobre Emulsiones No

Acuosas.Se usa cal (cal hidratada o apagada –Ca(OH)2) en todos los sistemas baseaceite para con trol de alcalinidad, con elfin de aum entar la POM y man tener unexceso de cal. En los sistemasconvencionales, se usa cal enconcentraciones m ás altas como fuen tede calcio para formar jabones de calciocon los emulsificantes primarios. Entodos los sistemas de lodo base aceite, lacal es usada como fuen te de alcalin idadcuando se perforan gases ácidos (CO2 yH2S).

La cal viva (CaO) puede ser usadaocasionalmente como fuente de calcio yalcalinidad en los lodos base aceite. Enambientes húm edos o m ojados(lluviosos), la cal hidratad a deberí ausarse en vez de la cal viva. En lossistemas convencionales, la cal vivareacciona con los emulsificantes paraformar jabon es de calcio. La cal vivareaccion a con el agua para desprendercalor y formar h idróxido 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 alcalin idad cuan do se perforangases ácidos (CO2 y H2S). ADVERTENCIA: ¡ La cal viva es un producto quí mico muy reactivo y nodeber í a ser usada en situaciones donde pudiera 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 fuerte y deber í an tomarse precauciones paraevitar la inhalación y la exposición de la piel.

HRP, un lí quido d e poliamida,aum enta el pun to ceden te y losesfuerzos de gel de los sistem ascon vencion ales y de filtrado relajadosin afectar m uch o la viscosidadplástica. La p rincipa l aplicación deHRP es la mezcla de n uevos sistem asVERSA, pero pu ede ser usado concualquier tipo d e aceite paraaum entar la capacidad de tran sporte ymejorar sus caracterí sticas dedisminución de la viscosidad con elesfuerzo de corte. La concentraciónrecom endada de HRP para lapreparación inicial de nu evos fluidoses de 1 a 4,5 lb/bbl (2,85 a 12,83kg/m 3) de HRP, con 4 a 12 lb/bb l

(11,4 a 34,2 kg/m3

) de arcillaorganof í lica. También se puede usarHRP en las p í ldoras de barrido y losespaciadores viscosificado s. HRP n oviscosifica el aceite. Requiere só lidosactivos (arcilla organ of í lica o só lidosperforados) para viscosificar.OBSERVACI Ó N: HRP deber í a ser sometidoa una prueba piloto antes de ser añadido aun sistema de lodo.

SWA, un agen te tensioactivo an f óteropara todos los lodos base aceite, es unpotente agente hu m ectantesuplemen tario qu e contribuye a la

humectación por aceite de los sólidos.Puede invertir la humectación por agua,incluso en los lodos muycontaminados. Es especialmente útilcuan do se perforan sales com plejas ocuando se encuentran flujos de agua.Pequeños tratamientos (generalmen temenos de 1 lb/bbl) son adecuados. Elproducto es un agente h um ectantesuplementario destinado a ser usadosolamente con el agente humectanteprimario, y se man tiene generalm enteen las existencias como producto de





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emergencia. Se recomienda realizar pruebas piloto antes del tratamiento.

VERSAMOD, un agente gelificanteorgán ico, es un modificador del perfil

reoló

gico de lí quidos para los sistemasde lodo base aceite. Aumenta la LSRV y

los esfuerzos de gel, afectando muy pocosus viscosidades a alta velocidad decorte. Se usa principalmen te en lospozos direccionales de gran diámetrodonde se necesita mejorar la limpiezadel pozo. El agua m ejora el rendim ientode VERSAMOD y la con centraciónnecesaria para lograr el efecto deseado esinferior cuando las relaciones aceite:aguason bajas. Las concentracion es norm alesvarí an de 1 a 4 lb/bbl (2,85 a 11,4kg/m 3) de VERSAMOD, según el con tenido

de salmuera. Se usa VERSAMODTM

paralograr altos valores de LSRV en lossistemas VERSA. Requiere la adición deun a 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 gilson ita VERSATROL es un asfaltom eteorizado de origen natural,térmicamente estable. Se trata de unaditivo de con trol de filtración y agentepuenteante eficaz que puede ser usado a

temperaturas de fondo de h asta 400ºF om ás. VERSATROL m ejora la estabilidad dela emu lsión y produce aumen tosm í nimos de la viscosidad. Lostratamientos varí an de 2 a 8 lb/bbl (5,7a 22,8 kg/m 3) de VERSATROL como agentede con trol de filtrado en la mayorí a de

los sistemas. Pruebas piloto deberí an realizadas para determin ar laconcentración efectiva necesaria paracada aplicación. En altas

concentraciones, VERSATROL puede serusado para aumentar la viscosidad desistem a. Los fluidos d if í ciles deviscosificar, com o TRUCORE

TM, puedenrequerir entre 15 y 30 lb/bbl (43 a 86kg/m 3) de VERSATROL para obtener unaviscosidad adecuada.

El lignito tratado con aminas VERSA

se usa como agente d e control defiltrado. VERSALIG puede ser usado comalternativa a los agentes de filtrado abase de gilson ita/asfalto u sadoscom únmente, como VERSATROL o STAB

HOLE. Los tratamientos recomendado

varí an de 2 a 12 lb/bbl (5,7 a 34,2kg/m 3) para la mayorí a de lasaplicaciones. Pruebas piloto deberí an realizadas para determin ar laconcentración necesaria para cadaaplicación .

VERSATHIN, un dispersan te lí quido lodo base aceite, está diseñ ado parareducir el punto cedente y los esfuerzde gel. Las adiciones de VERSATHIN

producen u n fluido m enos viscoso sique sea n ecesario realizar la d ilución cambiar la relación aceite:agua. Losniveles de tratamiento recomendado

var í an de 1 a 2 lb/bbl (2,85 a 5,7 kg/mde VERSATHIN. VERSATHIN suele ser m áseficaz en los lodos de alto cont enidosólidos, ya que tiende a dispersar lossólidos que se están agregando.OBSERVACI Ó N: V ERSATHIN debe ser sometido a pruebas piloto antes de ser

Se usa

V ERSAMODTM

para lograr

altos valores

de LSRV en

los sistemas

V ERSA .

V ERSATHIN

suele ser m á s

eficaz en los

lodos de alto contenido de

s ólidos...





Propiedades

La viscosida d

pl á stica

deberí a ser m ant enida a

valores

m í nimos

para

optimizar la

hidr áulica d e

la barrena y

la s

velocidades de

penetraci ó n.

Los filtrados bajos

reducen la

pé rdida de

fluidos

costosos

hacia la

formaci ó n...

añadido al sistema de lodo.

Es dif í cil especificar rangos exactos paralas propiedades del lodo como laviscosidad plástica, el punto cedente ylos esfuerzos de gel, debido a la ampliavariedad de aplicacion es. Much asvariables afectan el valor de estaspropiedades, incluyendo laspropiedades del aceite base; latemp eratura; el tipo, tamaño yconcentración de sólidos; y laestabilidad global del lodo. Determ inarsi estas propiedades están comprendidasdent ro del rango apropiado para un

peso 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 diám etro, pero pu ede que estaspropiedades no sean con venientes enlos pozos de diám etro pequeño conlodo del mismo peso.

La viscosidad plástica deberí a serm ant enida a valores m í nimos para

optimizar la hidráulica de la barrena ylas velocidades de pen etración . Si la

viscosidad plástica tiende a aum entarduran te un periodo determin ado, sinque aumente el peso del lodo, estoindica generalmente que los sólidosfinos se están acum ulando en el lodo.Los aumentos del porcentaje envolum en de sólidos, incluyend o los delm aterial den sificante, aum entarán laviscosidad plástica. La disminución dela relación aceite:agua (contenido deagua m ás alto) aum entará la viscosidadplástica.

El pun to ceden te y los esfuerzos de gelestán con trolados por dos requisitos. Elprimero es la n ecesidad de m anten eruna tixotropí a suficien te (estructu ra degel) para suspend er el mat erialdensificante y los recortes, yproporcionar la capacidad detran sporte. El segundo requisito esminimizar las pérdidas de p resiónanular y las Densidades de CirculaciónEqu ivalen te (ECDs). El pun to cedent e y

los esfuerzos de gel pueden seraum entados m edian te adiciones de VG-

69, VERSAMOD o HRP. Pueden serreducidos por ad icion es de Versath in ode aceite base.

El contenido admisible de sólidosdepende de la relación aceite:agua, laden sidad de la fase acuosa y el volum eny la gravedad especí fica de los sólidos.Los sólidos son abrasivos y puedenaumentar el espesor del revoque, laviscosidad plástica, las pérdidas depresión , la necesidad de tratamient osquí micos y la probabilidad dehumectación de los sólidos por agua.

Los sólidos de baja gravedad especí ficadeberí an ser m ant enidos al nivel másbajo posible desde el punto de vistaeconóm ico, m edian te los equipos decontrol de sólidos.

La alcalinidad (POM o VSA) de un lodobase aceite es un a m edida del exceso decal en el lodo. La POM de un sistemaconvencional de filtrado controladodeberí a ser man tenida encima de 2,5cm 3 de ácido sulf úrico 0,1 N. Si la POMde un sistema convencion al cae pordebajo de 2,5 por m ucho tiem po, la

emulsió

n puede volverse inestable. Enlos sistemas de filtrado relajado, la POMse man tiene n ormalmente a un n ivel deaproximadamente 1 a 2 cm 3 de ácidosulf úrico 0,1 N, para amortiguar contralos gases ácidos. OBSERVACI Ó N: M-I basa todas las recomendacionesrelacionadas con los tratamientos dealcalinidad en el m é todo VSA (POM ) del API. Si el operador lo desea,determinaremos la POM usando el mé tododel API y el mé todo de “ Retrovaloración”.Sin embargo, todas las decisiones detratamiento se basar án exclusivamente enel mé todo POM del API (valoración directa).

El filtrado ATAP (300ºF y 500 psi) delos sistem as convencion ales esgeneralmente inferior a 10 cm 3. Losfiltrados bajos reducen la pérdida defluidos costosos hacia la formación y laprobabilidad de pegadura por presióndiferencial en las formaciones muypermeables. Normalmente, los sistemasrelajados no u san n ingún aditivo decon trol de filtración y pueden contener





12

un poco de agua en el filtrado ATAP.

ESTABILIDAD DE LA EMULSIÓN

La Estabilidad Eléctrica (ES) constituyeun a indicación relativa de laestabilidad de la em ulsión . Se trata deuna medida del voltaje requerido pararomper la emulsión y permitir que lasgotas de agua em ulsion ada se con ecten(i.e., se fusion en ), permitiend o 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 en tre las gotas de aguadisminuye, facilitand o laterminación del circuito eléctricom ediant e la coalescencia de las gotasde agua y la reducción de laestabilidad eléctrica.

• Só lidos hum ectados por agua. Unsólido humectado por agua tiene unapelí cula delgada de agua sobre susuperficie, la cual funciona paraconducir la electricidad como unagota de agua. Los sólidos de unaemulsión inversa reducen la

estabilidad eléctrica al serh um ectados por el agua.

• Emulsificación. El grado d eemulsificación afecta el tamañ o delas gotas de agua. Las gotas de aguason generalm ente m ás grand es en lossistemas de lodo n uevos e inestables,resultan do en valores de estabilidadde emulsión bajos. Cuand o seaum enta la exposición al esfuerzo d ecorte y a la tem peratura, las gotasformadas serán m ás pequeñ as y laemulsión será mejor. Esto aumentalos valores de estabilidad eléctrica, al

igual que el aum ento de laconcentración de emulsificante yagente h um ectante.

• Temperatura. La tem peratura a lacual se mide la estabilidad eléctricacambiará el valor obtenido. Estatemp eratura siem pre deberí a serregistrada con el valor de estabilidadeléctrica. La misma temperaturadeberí a ser usada para analizar lastendencias.

• Tipo d e só lidos. 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 estabilidde la em ulsión, pero no d eberí a serusada como valor o indicaciónabsoluta de su condición . Es posibleque un lodo que tiene un estabilidaeléctrica alta pero declinante no seatan estable como un lodo que tieneuna estabilidad eléctrica m ás baja peestable. Los lodos con una estabilidade emulsión extremadamente bajatendrán ind icaciones en el filtrado yreologí as, así com o valores bajos y

declin an tes de estabilidad eléctrica.Una estabilidad eléctrica baja puede

m otivo d e preocupación, pero unatenden cia comp robada de valoresdeclin an tes de estabilidad eléctricapuede ser más grave y requiere un aacción inm ediata. Los valores deestabilidad eléctrica están relacion adcon el sistem a a p artir del cual fueroregistrados. Una tendencia declinanbien definida o un a dism inuciónrápida indica que la emulsión estádebilitándose.

La estabilidad eléctrica d eberí a ser

medida y registrada rutinariamente.Estos valores deberí an serrepresen tados gráficamente parafacilitar la o bservación de lastendencias. Las tendencias ascendeno declin antes indican cam bios en elsistema. Un an álisis de los controlessecuen ciales del lodo ind icará lasposibles causas del cambio.

SALINIDAD Y ACTIVIDAD CONTROLAD

El cont en ido de cloruro de calcio(CaCl2) deberí a ser probado po rvaloración y com parado con la AW d

los recortes cuand o se h ace circular lodo de actividad con trolada. Elcontenido de CaCl2 del lodo deberí aser mantenido a una concentraciónque comp ense o sea igual a la AW deformación . Las con centracion es deCaCl2 m ayores que 38% n o sonrecomendadas debido a la casisaturación de la salmu era, la cualpuede causar la in estabilidad delfluido. La cristalización de la salcausada por el calentamiento yenfriamiento de las soluciones

Las

emulsiones

fuertes

requieren

alt os volta jes

para

fusionar las

gotas de agua y

romper la

emulsi ó n.

El contenido

CaCl 2 del lodo

deberí a ser

mantenido a

una

concentraci ó nque com pense

o sea igual a

la AW de la

formaci ó n.





AW es una

m edida del

potencial

quí mico para

que el agua

sea transferida

entre el lodo

y las lutit as.

supersaturadas puede producir sólidosh um ectados por agua y emu lsionesinestab les. Tam bién se puede usarcloruro de sodio y m ezclas com plejasde salmueras de cloruro de magnesio,de po tasio, de calcio y de sodio en lafase interna. Adem ás de las sales decloruros inorgánicos como el clorurode sodio y el cloruro de calcio, sepuede usar un a mu ltitud de otrosmateriales orgán icos sin cloruro parareducir la actividad de la fase acuosa.

La actividad del agua (AW) es unam edida del potencial qu í m ico para queel agua sea tran sferida en tre el lodo ylas lutitas. La actividad se mide usandola presión de vapor (hum edad relativa)de la lutita o el lodo, o p uede serestimada en base a la composiciónqu í mica de la salmuera (salinidad). Elagua pura tiene un a AW de 1 ,0. Lassalm ueras de cloruro de calcio u sadasen la mayorí a de los lodos de em ulsiónno acuosa tienen un a AW comprendidaent re 0,8 (22% en peso) y 0,55 (34%en peso). Los valores más bajos deactividad son m ás in h ibidores.

Las form aciones que con tienenarcillas se hinchan y se debilitanmediante la adsorción de agua. Cabe laposibilidad de que el agua de un lodode emulsión modifique las lutitas si la

AW 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 teóricamen te acero.

La tran sferencia del agua en tre un asalmuera emu lsionada y un a lutitasuele ser com parada a la ósmosis. En laósmosis, un solvent e (agua) se propagaa través de una m embranasemipermeable, desde una baja

concentración de soluto o sal a unaalta concentración de soluto o sal, paraequilibrar las concentraciones. Lateorí a de actividad controlada define alfluido base aceite o sintético y a losem ulsificant es que en vuelven las gotasde agua como un a membranasem ipermeable. El cont rol de lutitausando esta actividad controlada (oequilibrada) se limita p rincipalmen te alos lodos de em ulsión base aceite osintético. Los lodos base agua quecon tienen aditivos (com o glicoles y

silicatos) sólo ofrecen débilescaracterí sticas de mem branasemipermeable.

El cloruro de calcio (CaCl2) es usadon ormalmen te para obtener actividadesde 1,0 a 0,40. El cloruro de sodio(NaCl) puede ser usado p ara obten eractividades de 1,0 a 0,75 (NaClsaturado). Se puede usar un a granvariedad de diferentes productosqu í micos de fase interna para reducirla actividad. Sin embargo, muchosm ateriales alternativos noproporcion an un a actividad losuficientemente baja para lograr unainhibición adecuada. La m ayorí a de laslutitas se form aron en ambientesm arin os que con ten í an salescom plejas, las más comunes siendo lassales de cloruro de calcio, cloruro demagnesio y cloruro de sodio. Estassales com plejas suelen ten er un aafinidad m ás grande con el agua que lasalm uera de cloruro de sodio, inclusocuando está saturada. Las salmueras decloruro de calcio son usadas como faseinterna en la mayorí a de los lodos baseaceite, ya que p ueden equilibrar lasalinidad de la mayorí a de lasformaciones.

Cuan do se agrega cloruro de calcio(CaCl2) a una salmuera saturada de

NaCl, se reduce la actividad pero elefecto n o es cum ulativo. La actividaddepend e de la solubilidad m utua.Como CaCl2 tiene una solubilidad m ásalta que NaCl, el cloruro de sodio seprecipitará en la form a de sólidos finoscuando las condiciones exceden eln ivel de saturación .

La actividad de las muestras de lodoy lutita se mide con un h igrómetro. Secoloca la muestra a probar dentro deun m atraz, cerránd olo h erm éticamentecon un tapón que contiene la sondadel h igróm etro. Se deja un tiem po p ara

que la mu estra compen se el conten idode h um edad del espacio vací o en elmatraz. El porcentaje de humedadrelativa, corregido para tener en cuentala tem peratura, se registra como la“Actividad” (valor decimal) de lamuestra.

Los sistem as VERSA pueden serformulados con salmueras de CaCl2 ode NaCl. No se recom ienda usar estassales en forma combinada, ya que lasolubilidad de NaCl está lim itada porla presencia de CaCl2.





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La siguiente sección se refiere al

desplazamiento de u n lodo existen tecon un lodo base aceite. Muchos delos principios usados aqu í tambiénson aplicables al desplazamien to d eun lodo base aceite con cem ento o unlodo b ase agua. Sin em bargo, losespaciadores usados serí an diferent es.

RESUMEN

1. Celebrar una reun ión previa aldesplazamiento con el jefe deperforadores, el representante de lacompañ í a y el ingeniero de lodopara hablar del procedimiento d e

desplazamiento y coordinar elorden de las operaciones.

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

3. Antes del desplazamiento,acondicionar el fluido existente enel pozo p ara reducir la viscosidad ylos esfuerzos de gel al nivel m ásbajo aceptable.

4. Manten er todo el lodo base aceiteen el sitio an tes de realizar eldesplazamiento.

5. Pon er la barrena en el fon do o cercadel fon do cuan do el lodo base aceitesale por la barrena.

6. Usar mallas de gran tamañ o en lazaran da du rante el desplazam ientoy 1 a 2 circulacion es subsiguient es.

7. Los espaciadores deberí angeneralm ente tener un a longitud d e200 a 500 pies.

a) Agua (base agua en el pozo).

b) Aceite viscosificado o lodo deaceite viscoso.

8. Usar las velocidades de b om beo

para obtener un flujo turbulento.9. No parar o reducir la velocidad de

las bom bas por cualquier m otivo.

10. Hacer girar y reciprocar la tub erí ade perforación du rante eldesplazamiento.

TÉCNICAS DE DESPLAZAMIENTO

El tipo m ás eficaz de desplazamientoocurre cuando el volumen total delodo base aceite puede ser desplazadoen un a operación rápida y con tinua,sin parar o reducir la velocidad de las

bom bas. Cualquiera que sea la técnde desplazamiento usada, todos los

desplazam ientos tien en varios factoen com ún q ue afectan a un buendesplazamiento e impiden lacontaminación cruzada.• Densidad. El fluido desplazador de

ser ligeramen te m ás pesado que elfluido que se está desplazand o. Comel fluido desplazador se encuen tradebajo del fluido desplazado en elespacio an ular, la densidad m ás altam antiene la separación de los dosfluidos (el fluido m ás ligero tiende flotar mientras que el fluido m áspesado tiende a hundirse). La

circulación inversa puede serventajosa cuando se debe usar unlodo base aceite de densidad m ás bpara desplazar un fluido de densidam ás alta.

• Espaciadores. El espaciador idealdiluye el fluido, mantiene laturbu lencia del fluido desplazado yviscosifica el fluido desplazador. Ladiferencia de viscosidad en lasuperficie de contacto reduce latendencia que los fluidos tienen aentremezclarse. El acondicionamiendel fluido existen te para reducir la

viscosidad y el punto cedente es tanimportante como el fluido espaciadLa reducción de la viscosidad, el usde un espaciador diluyente y el flujturbulento en el fluido desplazadoreducen la canalización y laentremezcla de los fluidos. Elvolum en del espaciador se selecciongeneralmente en base a la longitudanular; tí picamente la columnadentro del espacio anular es de 200500 p ies (61 a 152 m ). Estaslongitudes deberí an ser seleccion adtoman do en cuenta el control delpozo y o tros factores de ingen ierí a.Los espaciadores tí picos son:1. Lodo base agua desplazado con

lodo base aceite:• Agua o,• Agua, seguido p or aceite

viscosificado o lodo base aceitviscoso.

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

viscosificada o lodo base agua

Desplazamientos

El fluido

desplazador

debe ser

ligeramente

m á s pesad o

que el fluido

que se est á

desplazando.





En general la

tuberí a de

perforaci ó n no

est á dispuesta

concé ntricamente,

incluso en un

pozo vertical...

El perfil de

velocidad en el

flujo turbulento es

plano y cubre

todo el espacio

anular,

dejando

solamente una

peque ñ a capa

l í mite.

viscoso.• Posición y m ovimiento de la

tuberí a. En general la tuberí a deperforación no está dispuesta

concéntricam ente, incluso en un pozovertical, y estará cerca de la pared delpozo. Este espacio anular excéntricocausa la can alización de los fluidos porel lado m ás grande del pozo (al igualque la situación de limpieza del pozoen un pozo horizontal). Esto hace queun a porción de la sección transversaldel espacio an ular no ten ga ningunacirculación , de man era que el lodoantiguo quede detrás de la tuberí a deperforación , en el lado estrecho delpozo. Por este motivo, siempre se debegirar y reciprocar la tuberí a de

perforación durante todos losdesplazamientos. La rotación de latuberí a empuja el lodo de detrás de latuberí a h acia la corriente y m ueve latuberí a alrededor del espacio anular.Esto cam bia la trayectoria del flujo ypermite la circulación de toda lasección transversal, lo cual produce undesplazamiento m ás uniforme.

• Velocidad de bombeo. Losdesplazamientos siem pre deben serrealizados a un a velocidad de bom beosuficientem ent e alta para asegurar unflujo turbulento, si es posible. El perfilde velocidad en el flujo turbulent o esplano y cubre todo el espacio an ular,dejando solam ente un a pequeña capalí mite. Esto cumple varias funciones.Minimiza la entremezcla de los dosfluidos, favorece un desplazamientom ás com pleto del lodo en el pozo,“restregando” el pozo con laturbu len cia, y puede limpiar m ejor elrevoque si una sección de pozoabierto está expuesta.

• Contaminación. Parte del fluidodesplazador puede ser contam inadopor el fluido desplazado. Cualqu ierfluido que esté contaminado demanera apreciable por el lodo baseagua o el revoque deberí a serdesechado. El resto de lacontaminación deberí a ser tratada conemu lsificante y/o agen te hu m ectan tepara asegurar que el agua seemulsione y que los sólidos estén enun a condición hu mectada por agua.No se recomienda realizar untratamiento preliminar para lacontaminación. Los tratamientos m ás

eficaces pueden ser realizados despuésdel desplazamiento

• Acondicionamiento yestabilización . Una vez que un

sistema d e lodo b ase aceite ha sidodesplazado, se requiere un periodode circulación y un t iempo deacondicion amiento antes de que elsistem a esté completamenteestabilizado. Esto quedaespecialmente de manifiesto en lossistem as recién preparados. Lacontaminación del sistem a de lodobase agua durante el desplazamientopu ede d esestabilizar el sistema , locual aum enta la importan cia de unbuen desplazamiento. Después deldesplazam iento, será generalmente

n ecesario usar tratam iento s másaltos de lo norm al durante un oscuantos d í as, hasta que el sistema seestabilice. Estos tratamientos m ásaltos pueden incluir emu lsifican tes,agen tes h um ectant es yviscosificadores.

• Indicadores de desplazamientocompleto. En algunos casos, es dif í cilidentificar el m om ento en q ue elfluido desplazador regresa a lazaranda, especialmente cuando laentremezcla de los fluidos es tanpequeñ a que no se puede observarninguna superficie de contactoviscosa. Ocasion almen te, algun ossacos de Material de Pérdida deCirculación (LCM) serán bombeadosal frent e del fluido desplazador p araservir de indicador. Aun que elvolumen del tanque y las carreras dela bomba constituyan las mejoresm edidas, otros indicadores descritosa continuación pueden ayudar adeterminar el mom ento en que eldesplazamiento está comp leto ocuán do se debe em pezar a regresar ellodo a los tan ques activos:

1. Medidas del peso d el lodo, si el pesodifiere en tre los dos fluidos.

2. Medidas de la estabilidad eléctricao del pH.

3. Cam bio en la viscosidad.4. Cam bio de color o del aspecto

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

5. Presencia y eliminaciónsubsiguiente de los sólidosh um ectados por agua en las m allasde zaranda.





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La pérdida d e circulaci

ón con los lodosbase aceite puede hacerse rápidamente

intolerable debido a los costosgenerados. En algunos casos, laprobabilidad de pérdida de retornos esm ás alta con los fluidos de perforaciónbase aceite debido a l efectoviscosificante de la presión sobre elaceite, en comp aración con el agua. Porlo tan to, será necesario mantenercontroles estrictos para minimizar laviscosidad y/o velocidad de circulación .Esto reducirá las pérdidas de presiónanular y el riesgo de pérdida de

circulación .Otro factor que aum enta el riesgo depérdida de retorn os con los lodos baseaceite son los bajos valores de fuga deestos lodos. Las prop iedades del aceitehacen que sea un excelente fluido defracturación, lo cual aumenta laprobabilidad de fracturación de laformación. Su carácter de h um ectaciónpor aceite dificulta el proceso de“cicatrización” de la formación. Poreste motivo, los lodos base aceite noson recom end ados para realizar laprueba de las zapatas de cemen tación

de la tuberí a de revestimient o y d e laspresiones de fractura.

El aumento demasiado rápido de lasvelocidades de bom beo después derealizar las conexiones y los viajespuede causar la pérdida d e circulacióncon los fluidos base aceite. Los lodosbase aceite se diluyen cuando lastem peraturas generadas duran te lacirculación aumentan y se espesancuando las temperaturas disminuyendurante los periodos de inactividad. Si

no se aumenta lentamente la velocid

de las bombas, las presiones decirculación impu estas sobre laformación pueden ser mucho m ásaltas. No es raro que las presiones decirculación en el tubo verticaldisminuyan en m ás de 100 psim ientras que el lodo se calient a h astlograr la temperatura de circulación .

Los procedimientos usados en casode pérdida d e circulación son similara los que se usan con los sistemas delodo base agua. El uso de pí ldoras deLCM puede ser ú til bajo ciertascondiciones. Se deberí a colocar 30 a

lb/bbl (86 a 143 kg/m3

) de m aterial dpérdida d e circulación en la zona deescape. Se recomienda usar calidadesm edianas y/o fin as de mica y/o NUT

PLUG® en estas pí ldoras. Una mezcla

partí culas de carbonato de calcio degranulometrí a determinada ha sidousada con éxito en algunas áreas. Lomateriales fibrosos cortados en tirascomo las fibras de madera, losperiódicos cortados en tiras, etc.deberí an ser usados con cuidadodebido a los efectos perjud iciales qu epueden tener sobre la em ulsión . En

casos de pérdida d e circulación gravela inyección de una lechada de tierradiatom ácea de alto filtradoespecialmen te formu lada (tipo DIASE

M), la inyección de benton ita o lainyección de cem ento p uede constitel m étodo m ás p ráctico.

En los casos m ás graves de pérdidacirculación don de los procedimientonormales no han podido establecerretorn os tot ales, el sistem a base aceitdeberí a ser desplazado con un sistem

Pérdida de Circulación

El aum ento

demasiado

r á pido de las

velocidades

de bombeo

despué s de

realizar las

conexiones y

los viajes

puede causar

la pé rdida d e

circulaci ó n

con los

fluidos base

aceite.

conven cion al de lodo base agua.

Los fluidos del sistema VERSA sonexcelen tes fluidos de empaq ue qu epueden ser dejados en el espacioanular, encima del empaque de latuberí a de producción, después determinar el pozo. Las ventajas ofrecidaspor un empaque base aceite incluyenun a excelent e estabilidad térmicadurante largos periodos, excelentes

caracterí sticas de suspen sión delm aterial densifican te y una proteccióduradera de los materiales metálicoscon tra los efectos de la corrosión . Posistemas de lodo base agua, si los hapueden ofrecer estas ventajassimultán eamente. Para un an álisis mcompleto de esta aplicación, ver lasección sobre los fluidos de empaquen el cap í tulo sobre Emulsiones No

Lodos de Em paque

sistemas base aceite

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