Fluidos De Perforación

Los fluidos de perforación son fluidos diseñados para cumplir una serie de requerimientos a condiciones específicas durante la perforación de un pozo, entre sus funciones primordiales se destaca mantener la estabilidad del hoyo durante el desarrollo de las operaciones. Un fluido de perforación está conformando por una fase líquida, una fase sólida y compuestos químicos. La fase líquida puede ser agua o aceite y los sólidos pueden ser reactivos o inertes. Dependiendo de su composición; existe una amplia variedad de fluidos de perforación.

El fluido apropiado para un pozo es aquel que es más económico en la perspectiva total de seguridad durante la perforación y que a su vez garantice un mínimo daño a la formación, puesto que éste proporcionará un mayor recobro durante la producción del pozo.

2.1 Funciones del Fluido de Perforación

El fluido de perforación debe tener la habilidad de desarrollar propiedades que le permitan cumplir con funciones específicas durante la perforación de un pozo, las cuales describen las tareas que los fluidos de perforación son capaces de desempeñar; entre las funciones más importantes se tienen:

2.1.1 Lubricación y Enfriamiento del Trépano y la Sarta de Perforación

La operación de perforación y rotación de la sarta de perforación produce calor en la broca y en toda la sarta debido a la fricción. El fluido de perforación no solo ayuda a enfriar la broca y la sarta mediante la lubricación, sino, también absorbe el calor que se ha generado y liberado hasta cierto grado a medida que retorna a la superficie.

El lodo debe enfriar y lubricar los dientes de la broca para permitir que la perforación sea efectiva y reducir al mínimo el deterioro y desgaste. El lodo lubrica la sarta de perforación reduciendo la fricción entre esta y las paredes del hueco.

2.1.2 Remoción de Recortes del Pozo

Se refiere a la extracción de los recortes o ripios dejados por el trépano durante la perforación; para evitar su acumulación en el fondo y prevenir así posibles camas de ripios. La velocidad con la que el fluido se desplaza hacia arriba debe ser mayor que la velocidad de asentamiento del ripio para garantizar así una buena limpieza; que en caso de no tenerse, puede dar origen a un sin número de problemas operacionales que implican gastos adicionales en el empleo de prácticas para resolverlos; y por consiguiente aumentan los costos de la perforación; entre éstos problemas se tienen: arremetidas, atascamientos y pérdidas de circulación inducidas.

2.1.3 Control de Presiones de Formación y Estabilidad del pozo

El fluido de perforación tiene que mantener el hoyo estable. La presión hidrostática debe mantenerse entre las presiones de poros y fractura de las formaciones atravesadas, de modo que evite la entrada de fluidos al pozo y las pérdidas de fluido debido a un fracturamiento. El control de las presiones de formación se logra con un monitoreo cuidadoso de la densidad o peso del lodo de perforación.

2.1.4 Mantener los Recortes en Suspensión

Las propiedades tixotrópicas del lodo, deben permitir mantener en suspensión las partículas sólidas cuando se interrumpe la circulación como por ejemplo durante un viaje, para luego sacarlas y depositarlas en la superficie con el inicio del bombeo. Bajo condiciones estáticas, la resistencia o fuerza de gelatinización debe evitar, en lodos pesados, la decantación del material densificante y garantizar así un buen desempeño del fluido.

2.1.5 Transmisión de la Energía Hidráulica al Trèpano

Efectivamente, el fluido de perforación transmite potencia hidráulica al trèpano a traves de las bombas del equipo de perforación. La tasa de circulación del fluido de perforación deberia tener la potencia adecuada para limpiar el frente del hueco delante del trépano, evitando con ésto la reperforación de los ripios y el desgaste innecesario de los equipos de fondo; alargando la vida útil de los mismos y permitiendo una perforación eficiente. La potencia usada en el trépano determina el grado de mejoramiento de la hidráulica.

2.1.6 Soporte del Pso de la Sarta de Perforación

Los bloques suspendidos desde la torre deben soportar el incremento de la sarta de perforación a medida que la profundidad se incremente. A través de este desplazamiento, la sarta de perforación es empujada hacia arriba por el fluido de perforación. Esto reduce efectivamente el peso total de los equipos de superficie tienen que soportar.

2.2 Tipos de Lodos de Perforación

2.2.1 Lodos Base Agua

No Dispersos

Usando agua dulce, estos sistemas incluyen lodos de inicio, naturales y otros sistemas ligeramente tratados. Se usan por lo general para pozos poco profundos o secciones de tope de hueco. No se agregan adelgazantes o dispersantes para dispersar sólidos y partículas arcillosas perforadas, más bien se permite que el agua reaccione con formaciones que contienen lutitas/arcillas para que el lodo forme sólidos y se densifique naturalmente.

Dispersos

Estos sistemas se usan en profundidades mayores donde se requieren mayores densidades o donde las condiciones problemáticas del hueco requieren tratamiento especializado. El sistema de lodo será dispersado con aditivos específicos para suministrarle propiedades especiales.

2.2.2 Lodos Base Aceite

Estos sistemas se utilizan cuando se requiere altos niveles de inhibición y estabilidad de fluido, tienen muchas ventajas, tales como:

• Inhibe para reducir problemas causados por hidratación e hinchamiento de lutitas.

• Aporta buena lubricidad, reduce el torque, el arrastre y riesgo de pega.

• Estable a altas temperaturas.

• Preserva la permeabilidad natural, no daña zonas de hidrocarburos a través de invasión.

Debido a estas características, estos sistemas proporcionan tasas de perforación más rápidas. Ayuda a comparar costos de sistemas de lodo base aceite, pero tiene las siguientes desventajas:

• Problemas ambientales.

• Inflamabilidad.

• Remoción de sólidos debido a alta Viscosidad Plástica.

• Problemas para interpretar registros.

• Costoso.

Los lodos base aceite contienen solo diesel en la fase líquida y aunque pueden tomar agua de formación, no se le agrega agua ni salmuera adicional.

2.2.3 Lodos Sintéticos

Una de las grandes desventajas de los lodos base aceite, a pesar de todas las ventajas para la perforación y la formación, es la amenaza que representan para el medio ambiente y al personal que lo manipula. Por esta razón, los aceites sintéticos han ganado terreno. Tienen las mismas ventajas que los sistemas base aceite, pero no tienen problemas ambientales asociados.

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