DESARROLLO

7) Cuando aumenta el PC y el PV se trata de un problema químico que se puede reducir sólo por la adición de un des floculante, cuando aumenta la PV y el PC apenas cambia, indica un problema de alta concentración de sólidos que se puede resolver bien con dilución o con el uso apropiado del equipo de control de sólidos, cuando existen grandes aumentos de simultáneos de la PV Y PC, es porque hay un aumento en el contenido de arcillas en el lodo y debe tratarse con des floculantes y dilución simultánea.

8) MÉTODOS DE CONTROL DE SÓLIDOS

Dilución: Reduce la concentración de sólidos perforados adicionando un volumen al fluido de perforación.

Desplazamiento: Es la remoción o descarte de grandes cantidades de fluido por fluido nuevo con óptimas propiedades reológicas.

Piscinas de asentamiento (gravedad): Es la separación de partículas sólidas por efecto de la gravedad, debido a la diferencia en la gravedad específica de los sólidos y el líquido. Depende del tamaño de partículas, gravedad específica y viscosidad del fluido.

Piscinas de asentamiento-Trampa de arena: Es el primer compartimiento localizado en la sección del sistema activo. La trampa de arena básicamente es un compartimiento de asentamiento que está localizado directamente debajo de las Temblorinas. La trampa de arena recibe le fluido y lo entrega al siguiente tanque por rebose. La trampa de arena funciona como un aparato de asentamiento para remover sólidos grandes que pueden ocasionar taponamientos en los hidrociclones. Estos grandes sólidos llegan a la trampa cuando hay mallas rotas o se han hecho by- pass en las Temblorinas.

Separación Mecánica: Separación selectiva de los sólidos perforados del Fluidos por diferencia de tamaño y masa. Hay varios tipos de equipos los cuales son diseñados para operar eficientemente bajo condiciones específicas.

9) MOVIMINETOS DE ZARANDAS

Movimiento circular: Su canasta se mueve en un movimiento circular uniforme, su patrón de vibración balanceado y su diseño es horizontal (Capacidad limitada). Su trasporte es rápido y mayores fuerzas G´s. Los vibradores son colocados a cada lado de la canasta en su centro de

gravedad con el eje rotacional perpendicular a su canasta. Es recomendada para remover sólidos gruesos o para arcillas tipo gumbo.

Movimiento Lineal: Es obtenido usando dos vibradores contra—rotativos, su patrón de vibración balanceado y dinámicamente. La fuerza neta en la canasta es cero excepto a lo largo de la línea que pasa por el centro de gravedad. El ángulo de esta línea de movimientos es normalmente a 45-50 grados en relación a la superficie de la zaranda para obtener un trasporte de sólidos máximo. Existe un buen trasporte y gran capacidad de manejo de fluidos, recomendadas para todo tipo de operación que requiera el uso de mallas finas.

Movimiento elíptico: existen dos tipos:

-Movimiento elíptico desequilibrado: Su patrón de vibración Desbalanceado, diferentes tipos de movimiento sobre la canasta. NO rotan en le centro de gravedad de la zaranda aplicándose el torque sobre esta. Opera con inclinación hacia la descarga de sólidos disminuyendo la capacidad, y son recomendados para remover sólidos gruesos o pegajosos.

-Movimiento elíptico equilibrado: Su canasta se mueve con un movimiento elíptico uniforme, hay un mejor trasporte de los cortes, mejor que el lineal, las mallas duran más debido al movimiento elíptico, además provee un patrón de aceleramiento más suave. Es recomendado para ser usado en cualquier tipo de operación en especial con fluidos base aceite

10) CONTAMINATES DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN

• BENTONITA: Es una arcilla coloidal plástica, incrementa la capacidad de limpieza del agujero ayuda al fluido a despeñar sus propiedades reológicas se emplea para el control de viscosidad.

• SOSA. Controla la alcalinidad dentro del sistema.

• PROTEPAC R: Se utiliza como agente de control de filtrado y como viscosificante secundario, es un polímero de cadena media.

• PROTOX OH. Se emplea para controlar la corrosión y reduce el contenido de carbonatos en el lodo.

• DISPER X: Es utilizado como dispersante y como estabilizante para altas temperaturas es térmicamente estable a 160 °C. Es estable a las contaminaciones de cemento gases ácidos y flujos de agua salada.

• PRODET PLUS: Detergente.

• PROTELUBE: Reduce sustancialmente el esfuerzo de torque en la sarta de perforación.

• GILSONITA LÍQUIDA: Actúa como reductor de pérdidas de filtrado y como estabilizador del agujero. Se utiliza para formar una enjarre firme y delgado permite el control de la reología a altas temperaturas.

• DIESEL: Es la fase continua o externa, se encuentra en mayor proporción. El diesel que se utiliza es de bajo contenido de azufre y de bajo puntos de anilina.

• LIGNAMIN: Ayuda a aumentar los sólidos dentro del lodo tales como viscosidad plástica, viscosidad aparente, punto de cedencia y geles.

• DISPERMUL I: Ayuda a que se forme la emulsión, ayuda a que la fase continua y la fase dispersa se unen y formen la emulsión.

• SAL: Aumenta la actividad del fluido y de esta forma se logra que dicha actividad sea mayor que la lutita a perforar. Para que debido al proceso de ósmosis se deshidrate dicha lutita. Debido a la deshidratación de la lutita se permite perforar sin problemas y lograr una buena calibración y estabilidad del pozo. Hace que la actividad de la fase interna del fluido sea igual o mayor a la de formación y que con ello se obtenga la deshidratación de la lutita

• CAL: Se utiliza como reductor de filtrado cuando se tienen contaminaciones con CO2 durante la perforación.

• DISPERMUL II: Aparte de ser un humectante proporciona viscosidad al sistema y es un reductor de filtrado.

• GELTEX: Es dispersable en diesel que genera tixotropía y permite que los sólidos en suspensión (densificantes) logren quedar en suspensión cuando se interrumpe la circulación del fluido de perforación.

11) REACTIVIDAD EN MEDIOS ACUOSOS DE ARCILLA

Una medida de la reactividad de la arcilla se obtiene con el estudio de la cantidad de cationes intercambiables, obteniendo:

Arcilla Esmectita con CEC entre 80 y 150 (meq/100g) Arcilla Ilita con CEC entre 10 y 40 (meq/100g) Arcilla Clorita con CEC entre 10 y 40 (meq/100g) Arcilla Kaolonita con CEC entre 3 y 10 (meq/100g)

12) CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO

La capacidad de intercambio catiónico (CIC) es la capacidad que tiene

un suelo para retener y liberar iones positivos, merced a su contenido en arcillas y

materia orgánica. Las arcillas están cargadas negativamente, por lo que suelos

con mayores concentraciones de arcillas exhiben capacidades de intercambio

catiónico mayores. A mayor contenido de materia orgánica en un suelo aumenta

su CIC.

La capacidad de intercambio catiónico (CIC) es una medida de un material

(coloide) para retener cationes intercambiables.

También puede ser definida como las cargas negativas por unidad de cantidad de

coloide que es neutralizada por cationes de intercambio. Un catión es un ión que

tiene carga eléctrica positiva mientras que el coloide tiene carga negativa.

La capacidad de intercambio generalmente se expresa en términos de miligramos

equivalentes de hidrógeno por 100 g de coloide, cuya denominación abreviada es

mili equivalente por 100 gramos o meq/100 g. Por definición, se convierte en el

peso de un elemento que desplaza un peso atómico de hidrógeno.

Un peso equivalente es igual al peso atómico dividido entre la valencia:

EJEMPLO

ELEMENTOPESO

ATÓMICOVALENCIA PESO EQUIVALENTE

Ca 40,08 2 20,04

Mg 24,31 2 12,16

K 39,1 1 39,1

Na 22,99 1 22,99

En el laboratorio la CIC se mide en términos de la suma de las concentraciones en

partes por millón (ppm) de los cationes desplazados, estos valores son

convertidos a meq/100 g de la forma siguiente:

meq/100 g= ppm del catión /(peso equivalente x 10)

A continuación se indican los números de los pesos usados para lo conversión de

cationes a valores de miliequivalentes:

CONVERSIÓN DE CATIONES A VALORES MILIEQUIVALENTES

200 ppm Ca 1 meq Ca/100 g coloide

120 ppm Mg 1 meq Mg/100 g coloide

390 ppm K 1 meq K/100 g coloide

10 ppm H 1 meq H/100 g coloide

230 ppm Na 1 meq Na/100 g coloide

Los excesos de sales, sales libres o compuestos alcalinos que no forman parte del

complejo de intercambio catiónico, pero que aparecen en los resultados de las

pruebas, alteraran los resultados de la CIC.

13) MODELOS REOLÓGICOS

Modelo de la ley de NEWTON de la viscosidad

Viene expresada por la ecuación: g=Mý

que indica que cuando un fluido es sometido a un esfuerzo cortante, g, existe una proporcionalidad directa entre al velocidad de deformación o gradiente de velocidad, ý, que sufre el fluido y dicho esfuerzo cortante. Esta constante de proporcionalidad, M,es el llamado coeficiente de viscosidad, viscosidad dinámica o simplemente viscosidad.

Modelo de BINGHAM

Se define como

g = g0 + M’ ýn

Donde g0 es el umbral de fluencia y M es la viscosidad plástica.

Según Rha (1978), el umbral de fluencia puede ser consecuencia de un entrelazado de moléculas o partículas debido a su gran tamaño, ramificaciones o forma irregular. También puede ser debida a la formación de redes provocadas por las interacciones entre moléculas o partículas.

Ley de la POTENCIA o de Ostwald-De Waale

Esta dado por g = K ýn

Donde K es el índice de consistencia de flujo y n es el índice de comportamiento al flujo. K da una idea de la consistencia del producto y n de la desviación del comportamiento al flujo respecto al newtoniano.

Modelo de WELTMANN (1943)

La expresión matemática propuesta por Weltmann g = g0 - log t

Relaciona la viscosidad plástica con el tiempo de aplicación de un determinado gradiente de velocidad a través del coeficiente temporal de ruptura tixotrópica (B), el cual representa, en cierta manera, la cantidad de estructura que se degrada durante el cizallamiento. El parámetro g0 indica la tensión tangencial necesaria para que comience a degradarse la estructura que origina la tixotropía.

Una modificación de esta ecuación ha sido utilizado por varios autores para analizar la dependencia del tiempo al flujo de varios alimentos, como la clara de huevo (Tung et al., 1970), el zumo de tomate (Jiménez et al., 1988), los aderezos de ensalada (Paredes et al., 1988) y el puré de albaricoque (Costell y Duran, 1978). g = g0 - B ln t

Pero su periodo de recuperación en muy largo o su estructura sólo es parcialmente recuperable. Por ello es más adecuado utilizar los términos

“dependencia del tiempo en el flujo” o “destrucción estructural” para definir este tipo.

Modelo de HAHN et al. (1959) log (g - ge) = g0 - B1 t

Donde g0, al igual que en el modelo de Weltmann, indica el esfuerzo cortante inicial necesario para que comience a degradarse la estructura que da lugar a la tixotropía. El valor de B1 informa sobre la velocidad del proceso de degradación de la estructura y depende de la resistencia estructural del fluido frente al cizallamiento que se aplica. g es el esfuerzo cortante y ge es el esfuerzo cortante de equilibrio.

Modelo de TIU y BOGER (1974)

Este modelo permite caracterizar de forma completa el comportamiento reológico de materiales cuyo comportamiento se podría definir como plástico, pseudoplástico y dependiente del tiempo: g = k (g0 + KH ýn)

Este modelo asume que el parámetro estructural k varía con el tiempo según una ecuación cinética de segundo orden, válido para k > ke:

Dk/dt = Kt (k - ke)2

En la que la constante Kt es una constante de velocidad que es función de la velocidad de deformación y debe ser determinada experimentalmente.

Modelo de FIGONI y SHOEMAKER (1983)

Este modelo supone que la disminución del esfuerzo cortante es una suma de funciones cinéticas de primer orden: g - ge = Pi (g0i - gei) exp (-Kit)

Donde ge es el esfuerzo cortante del equilibrio, g0 es el esfuerzo cortante correspondiente al tiempo inicial y Ki las constantes cinéticas de degradación de la estructura.

14) FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN ESTÁTICA

La filtración estática es controlada por el tiempo, la presión, la temperatura (que incide en la viscosidad del filtrado) y las propiedades de la torta, como grosor y permeabilidad.

Relación entre volumen de filtrado y el tiempo: el volumen de filtrado es proporcional a la raíz cuadrada del tiempo y que los valores Qw/Qc y K son constantes durante el transcurso de la filtración.

Relación entre la presión y volumen de filtrado. El volumen de filtrado no es proporcional a la raíz cuadrada de la presión, como se podría deducir de la ecuación principal para el cálculo de las pérdidas de fluido a condiciones estáticas, debido a que el incremento en la presión aumenta la compresión sobre la torta de lodo, disminuyendo su permeabilidad y la porosidad. La existencia de una torta de filtrado compresible es importante para un buen control de las pérdidas de fluido.

Relación entre la temperatura y el volumen de filtrado: Un incremento de temperatura puede aumentar las pérdidas de fluido de varias formas. En primer lugar, la temperatura reduce la viscosidad del filtrado y por lo tanto aumenta su volumen. Los cambios en la temperatura, también pueden afectar el volumen de filtrado a través de cambios en el equilibrio electroquímico que influye en el grado de floculación y agregación. Esto ocasiona que la permeabilidad de la torta del filtrado se altere, por lo que el volumen de filtrado puede ser mayor o menor que el calculado.

Influencia de las características de la torta sobre la filtración. Los factores que más influyen sobre la filtración del lodo son el espesor, la permeabilidad y la compresibilidad.

Espesor de la torta. Es un factor vital en los problemas relacionados con huecos apretados, torque, arrastre y pega de tubería. En un lodo, el espesor de la torta es proporcional a la pérdida de filtrado y está relacionado con el contenido de sólidos en el lodo.

Permeabilidad de la torta del lodo. La permeabilidad de la torta del lodo es el parámetro fundamental que controla la filtración estática y dinámica. El comportamiento de filtración es más claramente reflejado por la permeabilidad que por cualquier otro parámetro; además tiene la ventaja de no ser afectada por el contenido de sólidos.

15) MÉTODOS PARA CONTROLAR UN FLUJO

Método del Perforador: en uno de varios métodos para matar un pozo, la idea principal del método es matar el pozo con una presión constante en el

orificio inferior, este requiere de dos circulaciones completas y al a vez que estén separadas del fluido de perforación del pozo.

Método de Esperar y Pesar: El Método de Esperar y Pesar o también conocido como el Método del Ingeniero, es aquel en el que se controla el pozo a través de una sola circulación. El Lodo de Matar es desplazado dentro de la tubería de perforación y la arremetida o influjo en el pozo se remueve mientras se realiza el desplazamiento en el pozo.

Método Concurrente

16) PROBLEMAS CON BARITA EN FLUIDOS DE PREFORACIÓN

El principal problema del uso de la barita en los fluidos de perforación es el asentamiento de esta, es decir, la sedimentación de barita que causa grandes variaciones en la densidad del lodo. Es una de las principales causas de preocupación, especialmente cuando lodos densificados son usados en la perforación de pozos direccionales y de alcance extendido. El asentamiento está generalmente relacionado con ángulos del pozo de 50 a 80º, bajas velocidades anulares y lodos limpios de baja viscosidad. Las posibles consecuencias incluyen pérdida de circulación, pega de la tubería, empaquetamiento del pozo, inestabilidad del pozo y problemas de control del pozo. El asentamiento de barita ocurre cuando las partículas del material densificante inerte (barita, hematita, etc.) se sedimentan y forman una lechada de densidad ultra-alta o una “cama” de barita en el lado bajo del pozo.

17) DENOMINACIONES COMUNES

Acumulación de viruta: “Nido de Pájaro”

Ingeniero de Lodos: “ Lodero”

18) OPERACIÓN COMÚN CON LODOS CONTAMINADOS CON CLORUROS

La operación más común cuando un lodo se contamina de cloruros incluye añadir suficiente desfloculante para mantener las propiedades de flujo y la dilución con agua dulce deseables a fin de obtener una reología adecuada. Se debe continuar el tratamiento químico hasta que las arcillas estén desfloculadas. Se requiere una cantidad adicional de soda cáustica para aumentar el pH. Esto depende de la cantidad de sal perforada y de si existe una cantidad suficiente para deshidratar todas las arcillas contenidas en el sistema. Si el pH disminuye hasta menos de 9,5, será necesario aumentarlo con soda cáustica para que los desfloculantes base ácido se vuelvan solubles a fin de ser eficaces.

19)

En pozos desviados la zona de más difícil limpieza es la parte baja del pozo pues los recortes se acumulan a lo largo de la parte inferior del pozo formando camas de recortes. Estas camas restringen el flujo, aumentan el torque y son difíciles de eliminar. Si los recortes no son retirados del pozo, se acumulan en éste, causando el empaquetamiento del pozo. Este problema ocurre frecuentemente en las secciones agrandadas, donde las velocidades anulares son más bajas. En los pozos desviados, los recortes se acumulan en la parte baja del pozo y pueden caer dentro del pozo, causando el empaquetamiento.

20)

Las causas de pérdidas de circulación varían de una situación a otra dependiendo de las condiciones de perforación de las formaciones que se estén atravesando y del cuidado y atención con que se está llevando a cabo la perforación.las principales causas son:

Si el lodo de perforación no transporta con eficiencia los derrumbes y recortes hacia la superficie, éstos se acumularán en el anular incrementando el torque y la presión hidrostática.

Cuando en formaciones muy porosas y permeables la presión dentro del wellbore es suficiente para forzar el lodo dentro de los espacios porosos los cuales son tan grandes que no permiten la formación de una torta lo suficientemente fuerte que prevenga el flujo.

Cuando fluidos de perforación sobre la formación ocasionan su fracturamiento y por lo tanto favorecen que la formación tome fluidos provenientes del pozo. Si la tubería se baja muy rápido en el pozo durante un viaje se produce un efecto pistón que puede quebrar la formación.

Cuando existen fracturas naturales, fisuras y cavernas que son aberturas que pueden ser grandes o pequeñas, horizontales o verticales o de los dos tipos y pueden formar grandes zonas intercomunicadas o estar confinadas en un área localizada. Las presiones de estas zonas comúnmente son más bajas que el gradiente de presión del agua, por lo que permite la entrada de lodo en forma fácil hacia la formación. Usualmente se presenta en calizas y dolomitas.