trabajo de fluidos lodos espumosos

7/24/2019 Trabajo de Fluidos Lodos Espumosos

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Repblica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental

Politcnica de la uerza !rmada Nacional Bolivariana

Ncleo !nzo"te#ui $ !mbiente Paria#u"n

Lodos Espumosos

Profesor: Bachilleres:

%n#& 'ern"ndez Mi#uel ern"ndez Daniel(s )*&+,+&+-*

Medina .osmar /&% )0&123&4-*

Rodr5#uez 6o7ana /&% )0&+3)&3*1

V%% 8emestre 8ecci9n :P;,e9rico?

,& luidos Espumosos======================&&&&0

)& /omposici9n #eneral del fluido espumado de perforaci9n ======&1+& Venta@as==========&&&=================40& luidos Espumados en la Perforaci9n Ba@o Balance=========-*& Propiedades de lu@o de la Espuma===============&&&&-*&, Propiedades reol9#icas=====================31& >ipos de espumas=======================&&&3

/onclusi9n===========================,,

Biblio#raf5a===========================,)

Introduccin

En situaciones en Aue los fluidos de perforaci9n normales no son

apropiados el aire la espuma ( los lodos aireados son alternativas eficaces&

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Ca perforaci9n con espuma usa espuma como a#ente de transporte para la

remoci9n de recortes en lu#ar de la velocidad del aire& Ca perforaci9n con espuma

reAuiere menos volumen Aue la perforaci9n con aire ( se vale de la fuerza de las

burbu@as para eliminar los recortes& Una indicaci9n de eficaz perforaci9n con

espuma la da un flu@o de espuma continuo ( re#ular en la l5nea de descar#a& Un

flu@o pulsante e irre#ular puede indicar problemas con las columnas de flu@o&

Ca ma(or parte de los (acimientos de 7idrocarburos presentan formaciones

fracturadas los efectos de estas fracturas a menudo se conocen pocos no

obstantes se sabe Aue estos conductos de alta permeabilidad en al#unas

ocasiones entorpecen el flu@o de los fluidos dentro del (acimiento incrementando

en al#unas ocasiones la producci9n prematura de a#ua (o #as& Cos .acimientosNaturalmente racturados comnmente se presentan en formaciones

carbonatadas por lo Aue son conocidos tambin como .acimientos /arbonatados

Naturalmente racturados su importancia radica en Aue son el componente m"s

importante de las reservas de 7idrocarburos ( aportan la ma(or producci9n a nivel

mundial&

El fluido espumado ma(ormente es utilizado para la perforaci9n de

(acimientos naturalmente fracturados& Dada la importancia de estos (acimientoses absoluto Aue se lleven a cabo correctamente las operaciones de perforaci9n

( terminaci9n con la finalidad de no daFar las formaciones productoras ( prolon#ar

la vida de los pozos& El factor clave para lo#rar esto es la buena elecci9n de un

fluido de control de ba@a densidad en este caso se 7abla del fluido espumado&

Marco Terico

1 !luidos es"u#osos

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Estos fluidos est"n constituidos por emulsiones estables de lodo aireadas

con aditivos estabilizadores ( a#entes espumosos la espuma se emplea

ocasionalmente como fluido de circulaci9n para las operaciones de completaci9n&

Este fluido esta compuesto por una mezcla especial de fluidos incompresibles

in(ectados con aire comprimido u otros #ases& Para crear una espuma el

componente incompresible usualmente esta 7ec7o de a#ua dulce tratada con un

surfactante o a#ente espumante&

Cos lodos espumosos tienen aplicaci9n cuando otras tcnicas no son

satisfactorias por razones econ9micas mec"nicas u otras&

!dem"s con los fluidos espumosos se puede lo#rar?

Ba@ar la presi9n 7idrost"tica contra la formaci9n con lo cual se minimiza la invasi9n

de s9lidos ( la prdida de circulaci9n&

Este flu@o es mu( utilizado en completaciones a ba@a presi9n&

Cas espumas usadas como fluidos de perforaci9n consisten de una fase

l5Auida continua Aue forma una estructura celular alrededor del #as

entramp"ndolo& Cas espumas pueden lle#ar a alcanzar viscosidades

extremadamente altas ( al mismo tiempo sus densidades son usualmente

menores a un medio de las del a#ua&

/on esta combinaci9n de alta viscosidad ( ba@a densidad los fluidos

espumados pueden incorporar varios beneficios a las operaciones de perforaci9n

tales como?

Una alta eficiencia en el transporte de recortes&

/ondiciones de ba@o balance en formaciones sensibles o con presiones

subnormales&

Ma(or presi9n anular para reducir los mecanismos de inestabilidad del 7o(o&

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!dem"s de limpiar el pozo la espuma deposita una costra fina sobre las paredes

del pozo para me@orar su estabilidad&

Para espesar la espuma ( me@orar la limpieza del pozo ( su tolerancia al

a#ua se usan pol5meros (o bentonita&

En la formulaci9n de espumas para perforaci9n #eneralmente la fase

#aseosa es aire ( la fase l5Auida es a#ua& Cas espumas se clasifican de

acuerdo con la forma de las burbu@as Aue contienen ( #eneralmente se

denominan como espumas esfricas ( espumas polidricas&

Gtros dos trminos usados en la caracterizaci9n de las espumas son la

textura ( la calidad?

Ca textura describe el tamaFo ( distribuci9n de las burbu@as&

Ca calidad es la fracci9n de volumen de #as expresada en por ciento& Una espuma

de calidad es aAuella Aue contiene un porcenta@e de #as en volumen superior a

32&

Este fluido se puede usar al perforar las si#uientes formaciones?

ormaciones sumamente porosas

ormaciones con presiones subnormales

ormaciones cavernosas

Ca espuma en estas formaciones se utiliza de la si#uiente manera? 8e

a#re#a al aire comprimido una mezcla de a#ua o lec7ada de pol5meros ( a#entes

espumantes& 8e aplica en los espacios anulares m"s #randes Aue la perforaci9n

con aire&

2 $o#"osicin general del fluido es"u#ado de "erforacin %ases usados

;eneralmente los #ases mas usados en la perforaci9n con espuma estable

son el aire ( el #as natural& Gtros #ases Aue 7an sido usados son nitr9#eno

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di9xido de carbono ( #ases de combusti9n& !unAue se prefiere el #as natural por

lo #eneral se usa aire debido a la indisponibilidad del #as&

&gua e#"leada

/uando el a#ua dulce no esta disponible se puede usar a#ua salada o

a#ua de formaci9n& /uando esto se 7ace deben realizarse pruebas mu(

cuidadosas para ase#urar el exito& El a#ua de formaci9n puede contener sales (

metales Aue causen problemas con la estabilidad de la espuma&

&gentes es"u#antes e#"leados

En los fluidos espumados de perforaci9n mas estables es empleado uno de

varios tipos de a#entes espumantes&

a& !lco7ol ter sulfato? Estos a#entes espumantes est"n formados por una lar#a

cadena de alco7ol etoxilato la cual esta sulfonatada& 8on los a#entes de m"s

amplio uso ( pueden estar formulados para cualAuier soluci9n de a#ua dulce o

salada&

b& 8ulfonato de alAuilbenceno? Estos espumantes tienen me@or estabilidad en altas

temperaturas Aue los primeros pero no son tan efectivos& 8e necesita mas

a#ente espumante por #al9n de a#ua espumada&

c& !lfa 8ulfonato de Glefina? El desempeFo de estos a#entes es mu( similar a los del

#rupo anterior& En cada aplicaci9n es necesario determinar la cantidad de tiempo

Aue la espuma estar" en el pozo ( la temperatura a la Aue ser" expuesta antes de

Aue las concentraciones puedan ser estimadas&

Inhi'idores de corrosin

>res elementos aceleran la corrosi9n en la sarta de perforaci9n?

a& Gx5#eno&b& Di9xido de carbono&c& !cido sulf75drico&

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Estos tres a#entes corrosivos por lo #eneral son tratados mediante el

incremento del P' del a#ua a ,2 con la adici9n de 7idr9xido de sodio o arcilla (

mediante la adici9n de un in7ibidor el cual forma un recubrimiento

de protecci9n Au5mica& Ca presencia de un alto P' neutraliza la presencia de "cido

sulf75drico&

( )enta*as

Ca tcnica no reAuiere de eAuipo adicional en el fondo del pozo&

a& /asi todo el espacio anular se llena con espuma por lo tanto se pueden lo#rar

ba@as presiones de fondo de pozo&

b& .a Aue la estructura de las burbu@as de la espuma de perforaci9n estable tienen unalto punto cedente estas estructuras pueden soportar los recortes de roca en

suspensi9n cuando las operaciones de perforaci9n son interrumpidas para 7acer

conexiones& Ca espuma estable tiene de siete a oc7o veces la capacidad de

acarreo de recortes del a#ua&

c& Cos recortes retirados de la espuma en la superficie son f"ciles de analizar para

recabar informaci9n acerca de las propiedades de la roca&

+ !luidos s"u#osos en la Perforacin Ba*o Balance

/uando en la perforaci9n ba@o balance se encuentran zonas altamente

productoras de a#ua es posible aFadir a#entes espumantes al fluido de

perforaci9n si es Aue se usa aire #as o lodo de ba@a densidad o bien emplear un

fluido espumado para facilitar su remoci9n& Ca formaci9n de espuma se realiza

mediante la in(ecci9n de un a#ente espumante dentro de la corriente de aire Aue

ba@e suficientemente la tensi9n superficial del a#ua& Cas espumas sin embar#o

tienden a colapsar en corto tiempo debido a Aue la ener#5a superficial del sistema

es reducida por lo Aue el a#ente espumante debe ser cuidadosamente

seleccionado tomando en cuenta las condiciones operativas&

5 Pro"iedades de !lu*o de la s"u#a

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El factor principal Aue afecta el comportamiento de flu@o de una espuma es

su calidad Aue es la relaci9n entre el volumen de #as ( el volumen total de la

espuma a una presi9n ( temperatura espec5ficas& Ca viscosidad de una espuma se

incrementa r"pidamente conforme la calidad de la espuma se incrementa desde

cerca de 2&-* a 2&34 Aue es el l5mite de la estabilidad de la espuma&

Ca capacidad de acarreo de recortes de la espuma depende de la velocidad

anular ( de las propiedades reol9#icas de la espuma& Cas propiedades reol9#icas

de la espuma dependen principalmente de la viscosidad del aire ( del l5Auido ( de

la calidad de la espuma&

51 Pro"iedades reolgicas

Cas propiedades reol9#icas de una espuma pueden ser mu( importantes?

Ca alta viscosidad puede ser parte de la raz9n de Aue una espuma sea

problem"tica una resistencia al flu@o Aue debe ser tratada o una propiedad

deseable para la cual se formula una espuma& Ca descripci9n m"s simple aplica a

un comportamiento neHtoniano en flu@o laminar

- Ti"os de es"u#as

Espuma Estable? Cos sistemas de perforaci9n con espuma estable se producen

por la in(ecci9n de a#ua dentro de la corriente de aire conteniendo de , a )I de

a#ente espumante por volumen a la presi9n de in(ecci9n& Esta concentraci9n de

a#ente espumante con una cuidadosamente controlada tasa de in(ecci9n de

fluido ( #as produce una espuma viscosa Aue tiene una consistencia similar a la

espuma de afeitar&

En los sistemas de perforaci9n con espuma estable las velocidades

anulares contribu(en a la reducci9n de erosi9n del a#u@ero ( al acarreo de #randes

recortes a la superficie& Cas operaciones de perforaci9n con espuma estable son

capaces de remover efectivamente tanto como *22 barriles por 7ora de entrada de

a#ua de formaci9n en el fondo del pozo& Ca in(ecci9n de a#ua dentro de la

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corriente de aire durante la perforaci9n con espuma estable proporciona un

mecanismo para la introducci9n de otros aditivos Au5micos& Pol5meros

estabilizadores de arcillas in7ibidores de corrosi9n ( otros aditivos necesarios

pueden ser empleados dependiendo de los reAuerimientos de cada pozo& Una

adaptaci9n de la perforaci9n con espuma estable fue desarrollada por Est"ndar Gil

/ompan( de /alifornia a mediados de los 12s& Este sistema emplea una unidad

de #eneraci9n de espuma Aue mezcla las fases l5Auida ( #aseosa en la superficie&

Mediante el uso de esta unidad una espuma preformada es introducida dentro de

la sarta de perforaci9n en la superficie& /on sistemas convencionales de espuma

estable las fases l5Auida ( #aseosa no eran completamente mezcladas 7asta Aue

alcanzaban la barrena (a Aue los sistemas de perforaci9n con espuma estable

son sistemas de aire con altas concentraciones de espuma ( a#ua el ries#o de

una potencial explosi9n o incendio en el fondo del pozo est" virtualmente

eliminado& Esta caracter5stica adem"s de la 7abilidad de proporcionar un

transporte excelente de a#ua ( recortes 7acen del sistema de espuma el m"s

vers"til de todos los sistemas de perforaci9n de presi9n reducida& 8in embar#o

debido a las cantidades de a#ente espumante ( otros aditivos necesarios ste

sistema es tambin uno de los mas costosos&

Espuma R5#ida? El sistema de perforaci9n con espuma r5#ida es una variaci9n de

la perforaci9n con espuma estable& Este sistema fue desarrollado en a principios

de los 12s ( #an9 popularidad cuando fue empleado para perforar pozos de 10

pul#adas& El sistema de espuma r5#ida incorpora bentonita ( pol5meros dentro de

la espuma estable para producir una espuma r5#ida con #randes propiedades de

estabilizaci9n del a#u@ero necesarias cuando se perforan pozos de #randes

di"metros& Este sistema desarrollado por la comisi9n de ener#5a at9mica de los

Estados Unidos consisti9 de un fluido premezclado Aue conten5a 31I de a#ua

2&+I de sosa c"ustica +&*I de bentonita ( 2&,4I de #oma #uar& Una

concentraci9n de ,I de a#ente espumante se aFadi9 al fluido antes de su

in(ecci9n a la corriente de aire& El resultado fue una espuma tipo crema de afeitar

con propiedades me@oradas de estabilizaci9n de a#u@ero& Ca bentonita proporciona

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una pared de en@arre ( la #oma #uar me@ora la estabilizaci9n del a#u@ero ( la

remoci9n de recortes& Posteriormente se encontrar5an pol5meros mas efectivos

Aue la #oma #uar ( tambin se remplaz9 la bentonita en al#unas aplicaciones&

$onclusin

Cos fluidos espumosos est"n constituidos por emulsiones estables de lodo

aireadas Jaire o #asK con aditivos estabilizadores del lodo ( a#entes espumosos&

Cos lodos espumosos son fabricados mediante la in(ecci9n de a#ua (

a#entes espumantes dentro de una corriente de aire o #as creando una espuma

estable ( viscosa o mediante la in(ecci9n de una base #el conteniendo un a#ente

espumante& En los fluidos espumosos la capacidad de acarreo depende m"s de

la viscosidad del fluido Aue de la velocidad del fluido&

Cas velocidades de penetraci9n con estos fluidos son bastante #randes& El

fluido se forma con la in(ecci9n de a#ua ( surfactantes espumosos a la corriente

de aire& >ambin se pueden formar espumas estables in(ectando fluidos de

perforaci9n con surfactantes a una corriente de aire&

Cos fluidos espumados cumplen con su papel al ser empleados en zonas

con alta permeabilidad& Cos a#entes #eneradores de espuma reaccionan para

#enerar un #as dentro del fluido de perforaci9n ( para espumar de ese modo el

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fluido& Es por esto Aue son altamente recomendables para las formaciones con

ba@a presi9n&

Para una 9ptima remoci9n de las recortes los retornos de espuma en la

l5nea de descar#a deben ser continuos& Ca acumulaci9n ( descar#a pueden indicar

problemas con la columna de espuma& 8e pueden a#re#ar a la espuma aditivos de

fluido de perforaci9n cuando ocurra al#n problema espec5fico tal como influ@o de

a#ua&

Bi'liograf.a

J)2,* 2)K& luido espumado& Buenas>areas&com&

J)2,*&2)K buenastareas&comensa(osluidoLEspumado1-+4),10&7tml

J)2,, ,2K& Utilizaci9n De Espumas En luidos& Buenas>areas&com

!ntonio 8 J)2,2K Pro(ecto luidos Espumosos&

6ess !& J)22)K Universidad /entral de Venezuela& >raba@o de #rado

luidos espumosos&

Manual de fluidos de perforaci9n Baroid 22)&

NEC8GN R& /& !plicaci9n de fluidos espumosos en la %ndustria Petrolera

6& !m& Gil /7emists 8oc& *3

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http://www.buenastareas.com/ensayos/Fluido-Espumado/68372164.htmlhttp://www.buenastareas.com/ensayos/Fluido-Espumado/68372164.html

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