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7/24/2019 Aditivo para fluido de perforacin a base de mcilago de nopal
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INTEGRADORA II
Aditivo para fluido de perforacin a base de mucilago de nopal
UNIDAD II
CATEDRATICO
Ing. Cesar Augusto Rodrguez Garca
5 B
ALUMNOS
Juan Fernando Maciel Bautista
Luis Fernando Narvez Cadena
Jimm M!ndez Gil
Carlos "nri#ue Mao Gonzlez
Juan "dgardo $amora Morn
Jos! Luis %!lez Ruiz
Jos! Manuel &orrez M!ndez
Argelia Custodio 'ernndez
Francisco Javier %elz#uez (lan
"d!n Gonzlez Garca
Adrin Gonzlez Garca
Jes)s Manuel Montero de los *antos
%iernes + de Noviem,re de -/0
Universidad Tecnologica
de Taasco
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In!rod"cci#n
El lodo de perforacin es un lquido o gas capaz de circular atravesatraves
de la sarta de perforacin hasta la barrena y regresa a la superficie por el espacio
anular hasta un pozo de gas aceite no se puede perforar sin este concepto bsicodel lodo de circulacin!
Es una parte clave del proceso y el "#ito de un programa de perforacin
depende de su dise$o!
En general los lodos de perforacin% tendr muchas propiedades que son
ben"ficas para la operacin% pero tambi"n algunas otras que son deseables!
&iempre hay un compromiso! Es de vital importancia seleccionar el lodo de
perforacin tomando en cuenta las propiedades fisicoqumicas del fluido
encontrado en el yacimiento ya que de ello depende gran parte del "#ito en la
completacin!
'os aditivos son los elementos principales para elaborar el fluido de
perforacin los cuales le dan la consistencia que se requieren para realizar
diferentes procesos!
En la actualidad e#isten diversos tipos de fluidos de perforacin en la ampliagama de la perforacin de yacimientos de hidrocarburos! De acuerdo a diferentes
medios de investigacin los fluidos de perforacin que contiene aditivos sint"ticos
tienen un alto impacto ambiental!
(uchas de las empresas que se dedican a este giro% no se preocupan por
el medio ambiente ya que su ob)etivo es e#plotar yacimientos con el mnimo gasto
que les afecte a las mismas!
*or ello hemos decidido un aditivo a base de nopal ya que con las pruebas
reolgicas aplicadas al mucilago de nopal% tiene propiedades fsicas aceptables
para crear un fluido de perforacin sin alto riesgo en el medio ambiente!
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(A+,- .E-+I,-
$is!oria de los %l"idos de &er%oraci#n'
'os primeros pozos perforados por el m"todo de rotacin solo se usaban agua
como fluido que al mezclarse con los slidos de formacin formaban el lodo! &i un
pozo era demasiado espeso o pesado se le agregaba agua para adelgazar% y si la
viscosidad era insuficiente se agregaba otro lodo de reserva para espesarlo!
,ualquier problema en el lodo durante la perforacin era solucionado agregando
agua o lodo de reserva!
En /001% un ingeniero franc"s de nombre 2lauvile se hallaba mirando la operacinde perforacin con herramienta de cable cuando el aparato de perforacin
descubri agua! Entonces% se dio cuenta que el agua que brotaba era muy efectiva
para sacar los recortes fuera del pozo! Este fue el momento en que se estableci
el principio de usar un fluido en movimiento para retirar los recortes de pozo!
El franc"s ideo una manera para que el agua se bombeara hacia aba)o dentro de
una tubera de perforacin% y arrastrara los recortes consigo cuando regresara a la
superficie% en el espacio entre tubera de perforacin y la pared del pozo! 'uego%en /344 mientras se perforaba un pozo en &pindletop% .e#as% los traba)adores
condu)eron un reba$o de ganado a trav"s de un foso lleno de agua! El lodo
resulto% una pasta aguada lodosa y viscosa de agua y arcilla% se bombeo dentro
del pozo! 'os fluidos de perforacin a un se denominan lodo% pero ya los
ingenieros no confan solo en el agua y arcilla!
'a historia moderna de la perforacin comienza en /35/ con la propuesta de
&truod% quien recomendaba la utilizacin de aditivos qumicos inertes y pesados
a$adidos a los lodos de tal manera de controlar las propiedades del mismo dentro
del proceso de sondeo! 6oy en da se dise$an compuestos y mezclas con sumo
cuidado para satisfacer necesidades especficas ba)o diversas condiciones de
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perforacin! 'os fluidos de perforacin son realmente un elemento vital para el
pozo!
(l"idos de &er%oraci#n
Un fluido puede ser lquido o gaseoso tiene propiedades fsicas y qumicas y
adopta la forma del recipiente que lo contiene% los fluidos de perforacin ayudan a
la perforacin de un pozo de sondeo en la tierra! A menudo se utiliza durante la
perforacin de pozos de petrleo y gas natural% y en las plataformas de perforacin
de e#ploracin% los fluidos de perforacin se utilizan tambi"n para pozo mucho
ms simples% tales como pozos de agua! 2luido de perforacin lquido a menudo
se denomina lodo de perforacin! 'as tres categoras principales de los fluidos de
perforacin son lodos a base de agua% lodos no acuosos% generalmente lodo a
base de aceite!
'as principales funciones de los fluidos de perforacin incluyen el suministro de
presin hidrosttico para evitar que los fluidos de formacin de entrar en el agu)ero
del pozo% manteniendo la barrena fra y limpia durante la perforacin% llevar a cabo
cortes de perforacin% y la suspensin de los distritos de perforacin durante la
perforacin esta en pausa y cuando el con)unto de perforacin se pone en y fuera
del agu)ero! El fluido de perforacin utilizado para un traba)o en particular se
selecciona para evitar da$os a la formacin y limitar la corrosin!
Ti&os de %l"idos de &er%oraci#n
(uchos tipos de fluidos de perforacin se utilizan en el da a da! Algunos pozos
requieren que los diferentes tipos se utilizan en diferentes partes del agu)ero% o
que algunos tipos pueden usar en combinacin con otros! 'os diversos tipos de
fluidos generalmente se dividen en varias categoras amplias7
Agua7 El agua por s mismo se utiliza a veces!
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'odos a base de agua7 Un sistema de lodo a base de agua ms bsico con agua%
a continuacin% arcillas y otros productos qumicos se incorporan en el agua para
crear una mezcla homog"nea que se aseme)a algo entre la leche de chocolate y
una malta! 'a arcilla es por lo general una combinacin de arcillas nativas que
estn suspendidos en el fluido durante la perforacin% o tipos especficos de
arcillas que se procesan y se venden como aditivos para el sistema de 89(! El
ms com:n de ellos es la bentonita% que se refiere a la frecuencia en el campo
petrolfero como ;gel
se est bombeando el fluido% que puede ser muy delgada y de flu)o libre% aunque
se detiene cuando el bombeo% el fluido esttico construye una estructura de ;gel grandes de
arenas en una corriente de movimiento lento se depositan en el lecho de la
corriente% mientras que los peque$os granos de arena en una corriente de
movimiento rpido se realizan )unto con el agua! 'a viscosidad del lodo es otra
propiedad importante% como esque)esrecortesse depositan en el fondo del pozo si
la viscosidad es demasiado ba)a!
'a mayora de los lodos de perforacin son ti#otrpicos! Estas
caractersticas mantiene los esque)esrecortessuspendidos cuando el lodo
no se est moviendo durante% por e)emplo% de manteniendo! 'os lquidos que tienen adelgazadores por cortes y viscosidad elevadas son
eficientes para la limpieza del pozo! ?elocidad anular superior me)ora el transporte de recortes! 'a r+elacin de
transporte debe ser de al menos el @4
2luidos de alta densidad pueden limpiar adecuadamente incluso con lasvelocidades del anillo inferior! &in embargo% puede tener un impacto
negativo si el peso del lodo es superior al necesario la necesaria para
equilibrar la presin de la roca circundante% por lo que el peso del lodo no
suele estar aumentado a para la limpieza del agu)ero!
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&uperior rotativos velocidades taladro de cadena de introducir un
componente circular% a la ruta de flu)o anular! Este flu)o helicoidal alrededor
del taladro cuerdas provoca cortes de perforacin cerca de la pared% donde
se producen malas condiciones de limpiezas del pozo% para entrar en las
regiones de transporte ms altos de la corona circular! El aumento de la
rotacin son los me)ores m"todos en camas altas angulares y horizontales!
2'UID-& 9A&E A=UA!2luidos para iniciar a perforar
'os fluidos para iniciar a perforar se utilizan en la perforacin del tubo
conductor del pozo! =eneralmente consiste de una mezcla sencilla de agua
yubentonita o atapulgita% a fin de proporcionar viscosidad al fluido y ayudar
en el levantamiento y suspenden con suspensin de recortes perforados!
Estos fluidos generalmente se desechan luego de perforar la longitud del
conductor! *or esta razn debe hacerse hincapi" en que no debe ser
contaminantes!
2luidos bentniticos'os fluidos bentniticos% de los ms populares% es una mezcla de agua y
bentonita! &on los ms sencillos% despu"s de los fluidos para iniciar! De
hecho% pueden ser los mismos! Estos fluidos son e#celentes para perforarzonas en las que no se tengan pronsticos de problemas% en las que la
tendencia de las presiones de formacin sea normal!
2luidos con dispersantes
'os fluidos tratan dos con dispersantes se utilizan para reducir la viscosidad
de los fluidos bentniticos que han sido contaminados con slidos de la
formacin o con cemento! 'os slidos de la formacin pueden ser% en este
caso% en su mayora arcillas hidratables que aumentan la viscosidad del
fluido original! .ambi"n se utilizan en la molienda de cemento! 'os
dispersantes ms utilizados son los fosfatos! No controlan el filtrado y son
inestables a ms de B@ C,! Aun as% los fosfatos son los dispersantes ms
econmicos y solo se requieren en peque$as cantidades! &e pueden utilizar
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en la parte superior del pozo% siempre y cuando no hayanhayagradientes
anormales de temperaturas! &in embargo para pozos ms profundos y por
supuesto con mayor temperatura de fondo% se puede utilizar un fluido
gelatinoso qumico% el cual es una mezcla de bentonita y lignosulfonatos!
(l"idos con ligni!os ) lignos"l%ona!os'os fluidos con lignitos y lignosulfonatos se utilizan en pozos en los que el
contenido de solidos aumenta! Esto es una doble venta)a! *or un lado% el
uso de estas sustancias en los fluidos ayudan a mantener las propiedades
reologicas punto de ceadencia y gelatinosidad aun con alto contenido de
solidos perforados! Esto se aprovecha para me)orar o aumentar las
velocidades de penetracin en las etapas que as lo ameritan% como por
e)emplo7 ciertas zonas de lutitas arcillosas! 'a segunda venta)a importante
es que dado que controlan la reologa con alto contenido de slidos% es
utilizada para incrementar la densidad del fluido!*or otro lado% los fluidos con lignosulfonatos son resistentes a la
contaminacin con calcios o cloruros! Esto los hace ideales para perforar
zonas de carbonatos o con flu)os de agua salada% hasta cierto lmite!
.ambi"n resisten la contaminacin con cemento en peque$a escala!(l"idos c*lcicos'os fluidos clcicos estn saturados con cloruro de calcio ,a,l ) o sulfato
de calcio ,a&-! &e utilizan para perforar zonas de anhidrita sulfatos%zonas de flu)o de agua salada cloruros o zonas de lutitas deleznables%
sean estas arcillas sdicas% como la bentonita% o clcicas! En un fluido
clcico las arcillas sdicas se convierten en arcillas clcicas mediante la
adicin de cloruro de calcio o sulfato de calcio!'os fluidos clcicos preparados con cloruro de calcio se preparan mediante
la adicin de hidr#ido de amonio% adelgazantes orgnicos y cal hidratada a
un fluido bentnico! Esto fluidos resisten contaminaciones de sal de hasta
@4%444 ppm% equivalentes a unos 14%444 ppm de cloruros! &in embargo%
tienen la desventa)a de que a altas temperaturas tienden a solidificarse o a
desarrollar altos valores de gel! 'os fluidos clcicos preparados con sulfato
de calcio se pueden utilizar en la perforacin de zonas de anhidrita y yeso o
con intercalaciones de sal y lutitas!
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(l"idos &oli+,ricos'os fluidos polim"ricos de ba)o contenido de solidos no dispersos se
preparan con agua% bentonita y polmeros! El contenido de solidos de arcilla
en estos fluidos se reduce de dos maneras! 'os polmeros me)oran elcomportamiento de la bentonita de tal manera que se requiere solo la mitad
apro#imadamente de bentonita para obtener las propiedades reologicas
deseadas! 'os polmeros floculan y cubren los slidos perforados de tal
manera que puedan ser removidos mecnicamente!El motivo principal de utilizar estos fluidos es reducir el contenido total de
solidos de arcilla por medios mecnicos y qumicos cuyo resultado sea una
mayor velocidad de penetracin! *or otro lado% los sistemas dispersos se
dise$an para tolerar mayores concentraciones de solidos de la arcillamediante la desintegracin qumica en partculas ms que finas
generalmente mantienen o elevan la viscosidad pero que resultan en
menores velocidades de penetracin!'os fluidos polim"ricos son estables a altas temperaturas 544 ,% se
pueden densificar hasta 5!/B grFcc y tienen buenas propiedades de
filtracin! &in embargo% no son resistentes a la contaminacin de sal en
concentraciones mayores de /4%444 ppm ni a la de calcio en
concentraciones mayores de /44 ppm! (l"idos salados'a salinidad de los fluidos salados puede variar desde /4%444 ppm hasta un
valor de saturacin% el cual puede ser del orden de 1/@%444 ppm a 54C,!
la'asalinidad del fluido puede provenir del agua de tratamiento% de sal
adicionada en superficie o de sal de las formaciones perforadas! &e pueden
utilizar diversas sales para propsitos especficos! Entre ellas estn
incluidas el cloruro de sodio% calcio% magnesio y cloruro de potasio!
El componente bsico para preparar los fluidos salados es la atapulgita o labentonita prehidratadapre hidratada! 'os fluidos salados tienen altos
valores de filtracin y en)arres gruesos! *ara el control de filtrado se utilizan
compuestos de almidn o ,arbo#ilmetil celulosa ,(,! El p6 generalmente
es de 0! 'a suspensin de recortes es difcil% debido a la floculacin de la
arcilla!
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Estos fluidos se utilizan para perforar zonas de sal% anhidrita% yeso% y
algunas lutitas problemticas!Arcillas
Arcilla es una asociacin de silicatos comple)os hidratados de aluminio de
fino tama$o de partcula que% humedades plstica y seca% dura yquebradiza de peque$o tama$o de partculas originadas por la alteracin de
rocas qumicas% que ba)o condiciones propias de temperatura% presin%
acidez% etc! Desclasifican a minerales arcillosos slice libre y alcalies!
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(arco metodolgico
Se retiraron las
espinas y se
procedi a
Se procedi a
cortar en pedazos
de menor
Se hirvi y
fltr para
obtener un
Se de en bao
mara por !"
horas a #$% &.
Se fltr a base
de bomba de
vaco hasta
obtener el
(epetimos
proceso var
veces hasta
obtener la
cantidadSe a're' eltanol a la
solucin de
Se de reposar mucila'o con el
etanol para su
precipitacin
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Se empez a
separar el
mucila'o del a'ua
destilada.
Se obtiene como
resultado el mucila'o
con el a'ua destilada y
se ve la separacin
despu*s la precipitacin
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,-N,'U&IGN
(ediante los procesos de la e#traccin para obtener el mucilago del nopal en loslaboratorios de la U..A9 se logr obtener una determinada cantidad de mucilago%pero sin embargo a una:nfalta poder convertirlo en polvopulverizarlo% dicho polvo
el cualser nuestro producto finalel cual ser usado en la elaboracin de un fluidode perforacin! que ayudara a realizar nuestro aditivo!
Una vez que hayamos obtenido nuestro aditivo mucilago de nopal lo utilizaremospara agregarlo a un fluido de perforacin% haciendo que sus propiedades me)oren%es decir % que evite la filtracin de fluidos de la formacin del subsuelo al pozo yviceversa> as mismo% ayude a contrarrestar las presiones que se encuentren en elfondo del pozo!
*ara poder obtener el mucilago se utiliz un procedimiento echo publicado por la
&E(A+NA.% en el cual nos basamos para obtener el mucilago de nopal! la cualnos ayud a obtener el mucilago del nopal!
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