Laboratorio de perforación. Fluidos de perforación (base agua)

Maturín, 03 de diciembre de 2021.

Laboratorio de perforación.

Fluidos de perforación (base agua)

Un fluido de perforación se puede definir como un fluido circulante a base de agua, aceite o gas con propiedades modificadas y controladas por sólidos y líquidos disueltos o mantenidos en suspensión necesarios para modificar sus propiedades. Constituyen un medio para transportar los recortes a la superficie, evitar derrumbes en la pared del pozo, mantener en suspensión el material cortado por la barrena, equilibrar la presión de formación, minimizar el daño a la misma y no permitir flujo de fluidos hacia la formación.

Los fluidos de perforación son utilizados principalmente para controlar las presiones de formación y garantizar la limpieza del hoyo a través del arrastre de los cortes hacia superficie durante las actividades de perforación. Para lograr estos objetivos, el fluido debe tener unas características físicas y químicas apropiadas, no debe ser tóxico, corrosivo, ni inflamable, pero sí inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales, debe ser estable a las altas temperaturas e inmune al desarrollo de bacterias. El estudio y diseño de un fluido de perforación se debe hacer teniendo en cuenta consideraciones económicas, ambientales, geológicas y operacionales. Tomando en cuenta dichas consideraciones, se debe escoger un fluido que satisfaga las condiciones operacionales. Los fluidos de perforación pueden clasificarse en tres grandes grupos, estos tienen como fase continua un liquido y una fase discontinua que se compone por sólidos, en algunos casos se puede presentar una fase gaseosa; ya sea por su diseño o que se de como resultado del arrastre de gas en la formación. Entre la clasificación de los fluidos de perforación se tienen los fluidos base agua, fluidos base aceite, fluidos neumáticos y fluidos de perforación poliméricos. Los fluidos de perforación base agua son los que mayormente se utilizan en la industria petrolera debido a que cumplen con los requerimientos ambientales y el costo de formulación es bastante reducido.  En este sentido describimos lo que es un fluido de perforación base agua, así como sus ventajas y desventajas de los mismos.

Un fluido base agua, es un fluido que tiene como característica principal que su fase líquida o continua es el agua y su fase discontinua son sólidos suspendidos (arcillas). Es por ello que este tipo de fluidos son más versátiles y económicos, y por lo general se utilizan para perforar formaciones no reactivas y formaciones productoras.  A pesar de que estos fluidos son los más utilizados en la industria petrolera gracias a sus costos y a la disposición del mismo, es importante mencionar que estos pueden generar problemas cuando interactúan con contenido de arcilla, ya que las arcillas tienden a hidratarse y posteriormente se hinchan ocasionando la pega de la tubería de perforación.

Los fluidos de perforación base agua se pueden clasificar de la siguiente forma: no inhibidos, dispersos, inhibidos y visco-elásticos. Los fluidos no inhibidos (agua-gel), estos son un sistema de fluidos menos contaminante, se utilizan para iniciar la perforación de un pozo en la fase somera y no poseen aditivos para la inhibición o dispersión de arcillas reactivas. Los componentes principales de estos fluidos son arcillas nativas, bentonita, polímeros y adelgazantes orgánicos. Los fluidos dispersos, Su principal característica es la dispersión de las arcillas, controlando la hidratación de las mismas asegurando la estabilidad del hoyo. Son más económicos y de alta tolerancia a sólidos de formación. Estos fluidos contienen adelgazantes químicos y son muy útiles cuando se perfora a grandes profundidades, están compuestos principalmente por bentonita, solidos perforados y bajas concentraciones de agentes dispersantes. Los fluidos inhibidos, son los que se encargan de inhibir la capacidad de hinchamiento de las arcillas reactivas de formación. La inhibición de las arcillas se logra con: Acetato de potasio, glicol y aminas. Los inhibidores más comunes son polímeros, cationes y glicoles. Y finalmente los fluidos visco-elásticos, los cuales se caracterizan por su baja resistencia al flujo y exhiben un punto cedente muy elevado, además posee un bajo contenido de solidos lo que genera un menor daño a la formación. Los fluidos visco-elásticos son aplicados en la perforación de zonas productoras debido a que causan menos daños.

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