DESMANTELAMIENTO DE EQUIPOS DE PERFORACION

Control de Solidos Ing. Química Petrolera

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I CONCEPTOS BÁSICOS DE CONTROL DE SÓLIDOS.

Se puede definir el proceso de control de sólidos como aquel en el cual se persigue la eliminación y remoción de la mayor cantidad posible de los sólidos indeseables generados durante dicho proceso, mediante la utilización de equipos especializados para tal fin, en función del tamaño y tipo de sólido.

El objetivo principal de un sistema de control de sólidos, es la remoción de los fragmentos y/o cortes de la formación generados durante un proceso de perforación. Este es uno de los aspectos más importantes dentro de un proyecto de este tipo debido a que es una medida directa de la eficiencia del proceso, ya que la inversión realizada para el control de sólidos y para la solución de problemas relacionados a los mismos, representan una parte significativa de los costos de perforación (aproximadamente entre un 10 y 15%).

II ANTECEDENTES DEL CONTROL DE SÓLIDOS

Lo que hoy conocemos como tecnología de control de sólidos, fue un proceso evolutivo que se dio a través de muchos años, el cual se basó en métodos rudimentarios que buscaban darle una pronta solución a problemas que fueron surgiendo a medida que el proceso de perforación se iba perfeccionando. El método más rudimentario fue la utilización de fosas de sedimentación del fluido para el control de sólidos. Sin embargo, en vista de las implicaciones económicas y ambientales que traían estas fosas, la industria petrolera adoptó los métodos de separación ya existentes en la industria de la minería y el carbón, pero con algunas modificaciones y adaptaciones al área petrolera. Una vez que se observaron los beneficios que traía la remoción de sólidos del fluido de perforación, las grandes compañías petroleras comenzaron a crear laboratorios de investigación para estudiar las soluciones a las comunes aplicaciones de perforación de pozos y entonces comenzaron a mejorar los métodos disponibles para la industria. Las principales compañías petroleras, junto con los proveedores de servicios, unieron fuerzas para desarrollar mejores equipos y métodos de control de sólidos con el fin de reducir los costos de perforación y minimizar problemas en el pozo relacionados con la contaminación de sólidos.

La primera forma de control de sólidos fue un sistema de fosas y canales que eran excavados en el sitio, donde los ripios eran separados del fluido por gravedad conforme el lodo fluía desde el tubo campana a través de las fosas y canales de sedimentación hacia una fosa de succión. El fluido “limpio” era levantado por una bomba y recirculado. Con el tiempo, en estas fosas llenas con ripios, el fluido llegaba a ser demasiado viscoso para ser bombeado. Para resolver este problema, parte del fluido era bombeado hacia una fosa de reserva y el remanente era diluido con agua para reducir su viscosidad lo suficiente para reanudar la perforación.

III PROCESO DE CONTROL DE SÓLIDOS.

Principalmente se utilizan dos tipos de control de sólidos en los fluidos de perforación: dilución y separación mecánica. La dilución es la disminución de la concentración de sólidos en el fluido con lodo fresco (bajo contenido de sólidos), además requiere tratamiento químico adicional y genera excesivos volúmenes de fluido que tienen que ser almacenados o desechados, lo cual es particularmente difícil y costoso en áreas ambientalmente sensitivas.

La remoción de sólidos que se lleva a cabo mediante la utilización de una diversidad de equipos, se denomina separación mecánica. Estos equipos cumplen una función específica dentro del

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sistema de separación. La mejor combinación, o, combinación más óptima de los mecanismos de separación depende del tamaño y tipo de partícula a separar.

Sin embargo, dentro de lo que se denomina separación mecánica podemos subdividir la misma en separación mecánica por métodos primarios y la clasificación húmeda. Los métodos primarios son los métodos que tienen como principio fundamental el asentamiento gravitacional, mientras que la clasificación húmeda, se refiere a los métodos en donde el asentamiento de las partículas se lleva a cabo mediante aceleración centrífuga.

Todos los métodos se rigen según las mismas leyes físicas, así que si el fluido se mantiene en movimiento, el asentamiento de las partículas está gobernado por la ley de Stoke, la cual se expresa mediante la siguiente ecuación:

3.1 SEPARACIÓN MECÁNICA: MÉTODOS PRIMARIOS

Los principales métodos de separación mecánica que normalmente se emplean en cualquier proyecto de perforación, tomando en cuenta el tipo de sólidos que maneja cada uno de ellos, así como también sus características y limitaciones operacionales.

3.1.1 Divisor de Flujo

Este equipo distribuye uniformemente el fluido de perforación junto con los ripios a la entrada de las zarandas primarias, permitiendo el uso de mayores tasas de circulación y así mejorar la relación de área de malla disponible con respecto al volumen total de fluido procesado (Figura)

3.1.2 Tanque de asentamiento o Trampas de Arena

De acuerdo a la ley de Stoke, la velocidad de asentamiento de una partícula depende de su densidad, forma y tamaño, de la viscosidad y densidad del fluido, y de la fuerza de gravedad. En control de sólidos de perforación la técnica del asentamiento se puede utilizar de dos formas, Asentamiento Gravitacional, y, Asentamiento Gravitacional Acelerado. Con la utilización de los

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tanques de asentamiento o trampas de arena, se está aplicando la técnica de Asentamiento Gravitacional.

El asentamiento de las partículas en estos tanques depende también del régimen del fluido y del tiempo de estadía del fluido en el tanque. Se tendrá un asentamiento efectivo solo cuando el fluido se encuentre en régimen laminar y con baja viscosidad y fuerza de gel. Los tanques de fluido de perforación se colocan generalmente cuando no se cuenta en el taladro con zarandas de primera calidad, para remover algunos de los sólidos que no fueron eliminados por estas, y además mantener el fluido agitado. Estos tanques son rara vez utilizados en las operaciones de perforación modernas, sin embargo se encuentran de vez en cuando.

3.1.3 Zarandas Vibratorias

Las zarandas vibratorias son la primera línea de defensa contra el aumento del contenido de sólidos en el fluido de perforación. Se puede describir a una zaranda vibratoria como un separador vibratorio con tamices o pantallas, usada para remover sólidos de perforación del fluido. Las máquinas tienen

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