Fluidos De Perforacion

Los sistemas lignosulfonato son considerados dispersos no inhibitorios debido a que estos lodos utilizan adelgazantes químicos para deflocular la bentonita sódica. En su preparación no se usan iónes de inhibición, ya que los adelgazantes van a actuar sobre los sólidos arcillosos perforados, minimizando su dispersión, es decir; tienden a mantener las arcillas de la formación en su condición natural.

a) Se cree que los lignosulfonatos de cromo se fijan sobre las partículas, de arcilla por atracción de valencias del borde del enlace fracturado, reduciendo de esa manera la fuerza atractiva entre las partículas. Este fenómeno explica la habilidad del dispersante para reducir la viscosidad y la resistencia del gel.

b) Los tratamientos con lignosulfonato de cromo proveen un excelente control de la reología del lodo así como estabilidad de las paredes del pozo. El dispersante actúa también como agente efectivo de control de filtrado debido al efecto taponante de las sales ferrocrómicas y a la máxima dispersión que se logra. Las sales de metales pesados en estos lignosulfonatos modificados no se descomponen fácilmente a temperaturas elevadas. Esta característica permite tener una buena dispersión a temperaturas que provocarían la descomposición de muchos otros reductores orgánicos de la viscosidad. En consecuencia los lodos de lignosulfonato crómico, al mantener bajo pH y la baja concentración de iones calcio, son estables a temperaturas por encima de los 400 ºF.

c) Los lodos de lignosulfonatos son compatibles con diversos aditivos que se pueden añadir, si se considera necesario, para lograr un mejoramiento de las propiedades del lodo. Agentes de control de filtrado, tales como el IMCO CMC, se pueden agregar para disminuir aún más la pérdida de filtrado, pero conviene reducir su empleo al mínimo. Adiciones suplementarias de lignitos naturales y de otras sustancias orgánicas se utilizan a veces para el control del filtrado. Para una mejor estabilización de la viscosidad y de la resistencia gel en pozos con alta temperatura se emplea a veces el cromato de sodio (Na2CrO4) o el dicromato de sodio (Na2Cr2O7) como aditivos a los lodos de lignosulfonato.

d) A menudo se obtienen mayores velocidades de perforación mediante el uso de los lodos de lignosulfonato, especialmente cuando se mantienen bajas concentraciones de sólidos. El aumento de la velocidad de perforación se debe principalmente al mejoramiento en las propiedades de flujo y como resultado de ello, a una mejor hidráulica y a un aumento de la estabilidad de las paredes del pozo.

En altas concentraciones, el lignosulfonato, por absorción masiva sobre la estructura de las arcillas, tienen un efecto bloqueante que minimiza la reacción de intercambio de bases. Este efecto bloqueador y taponador se supone en una parte debido al ion crómico, en razón de su naturaleza trivalente. La absorción masiva de los cationes de lignosulfonato crómico sobre la partícula de arcilla tiende también a suprimir la hidratación de las partículas, por su efecto bloqueante. En consecuencia los lodos tratados con altas concentraciones de lignosulfonato crómico poseen cualidades inhibitorias las cuales tienden a mantener las arcillas de la formación en su condición natural.

a) La concentración de sólidos debe mantenerse en el rango apropiado mediante la centrifugación y/o la dilución con agua. Debe añadirse diariamente bentonita para el control de sólidos en el fondo del pozo, de acuerdo a las mediciones del filtro prensa HT-HP.

b) El sistema a pesar de ser estable sufre degradación termal cuando permanece bajo períodos de exposición prolongados a altas temperaturas (más o menos 300 ºF). En un lodo arcilla-agua la formación de CO2 comienza aproximadamente a los 280 ºF, y la descomposición ocurre entre 370 y 400 ºF, mientras que la formación de H2S comienza algo antes de los 400 ºF, y se hace significativo a los 450 ºF.

c) Algunos lignosulfonatos son pocos efectivos en el control de viscosidades y fuerza gel a partir de aproximadamente 250 ºF.

d) El pH de los lodos lignosulfonatos se mantiene, generalmente, con soda cáustica en el rango de 9.5 a 11.5, pero se puede variar de ser necesario cubrir ciertas condiciones especiales. No obstante, en estos sistemas es más importante controlar el pf que el pH. El pH es la alcalinidad del filtrado, se determina con fenoltadeína y la cual se mantienen usualmente entre 0.2 y 1.0 cc.

e) El extralimitarse en el agregado de lignosulfonato inhibe por completo al sistema y causa la formación de espumas, resultando difícil lograr de nuevo la viscosidad deseada.

f) Al estar en presencia de un área cuyas formaciones son problemáticas, se recomienda el sistema a base de cal o yeso, en lugar que el sistema de lignosulfonato porque este no ofrece el mismo grado de cualidades inhibitorias, sin embargo, los lignosulfonatos se emplean con mucha frecuencia en lodos tratados con calcio como dispersantes y para el control del filtrado.

g) Algunos operadores pueden preferir perforar la porción superior del pozo con un tipo diferente de dispersante o tal vez sin ningún tratamiento químico. En ese caso, cuando la perforación a progresado hasta un punto en que la obtención de las propiedades deseables en el lodo es más crítica, se convierte a un lodo de lignosulfonato en el curso de una o dos circulaciones. Si se planea realizar este tipo de conversión es necesario que el lodo posea una baja concentración de sólidos. Si los sólidos son demasiado altos, debe añadirse agua al lodo para una dilución adecuada de los mismos.

h) Si el agua de preparación es dura o si el lodo contiene calcio; se pueden emplear carbonato de sodio o fosfato para la remoción del calcio, estas sustancias se pueden aplicar para cada turno, pero se deben emplear solamente cuando hay calcio en el lodo. Sin embargo, la práctica varía según las localidades. En algunas áreas el calcio es tolerado en el sistema y aparentemente no produce efectos delétereos sobre las propiedades del lodo, a menos que prevalezcan a altas temperaturas.

Si bien los lodos de lignosulfonato ofrecen muchas ventajas, hay situaciones en que el empleo de lodos tratados con calcio (lodos de cal o de yeso) puede resultar más práctico. Los lodos de lignosulfonato no ofrecen el mismo grado de cualidades inhibitorias. Por consiguiente, en áreas cuyas formaciones son problemáticas, los lodos tratados con cal pueden ser más aconsejables. Sin embargo los lignosulfonatos se emplean con mucha frecuencia en lodos tratados con calcio como dispersantes y para control de filtrado.

a) Los tratamientos en cada turno consistirán generalmente

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