Fluidos de Perforación - Descarga Libros

Introducción

· El fluido de perforación es un líquido o gas que circula a través de la sarta de perforación hasta a la barrena y regresa a la superficie por el espacio anular. Hasta la fecha un pozo de gas o aceite no se puede perforar sin este concepto básico de fluido circulante.
· Un ciclo es el tiempo que se requiere para que la bomba mueva el fluido de perforación hacia abajo al agujero y de regreso a la superficie,
· El fluido de perforación es una parte clave del proceso de perforación, y el éxito de un programa de perforación depende de su diseño.
· Un fluido de perforación para un área particular se debe diseñar para cumplir con los requerimientos específicos.
· En general los fluidos de perforación tendrán muchas propiedades que son benéficas para la operación, pero también algunas otras que no son deseables. Siempre hay un compromiso.


Una compañía de servicios proporciona los servicios de Ingeniería de Lodos en los equipos de perforación.

· La tecnología de Fluidos de Perforación se rige por tres factores :
· Desempeño,
· Economía
· Asuntos Ambientales.


Funciones Básicas;
· Hay por lo menos diez funciones importantes del fluido de perforación:
· Remover los recortes del fondo del agujero, transportarlos a la superficie y liberarlos con la ayuda de los equipos para control de sólidos.
· Enfriar y lubricar la barrena y la sarta de perforación,
· Recubrir el agujero con un revoque de pared de baja permeabilidad,
· Controlar las presiones sub superficiales,
· Sostener los recortes y el material pesado en suspensión cuando se detenga la circulación,
· Soportar parte del peso de la sarta de perforación y del revestimiento,
· Prevenir o reducir al mínimo cualquier daño a las formaciones aledañas,
· Permitir la Obtención de información sobre las formaciones penetradas,
· Transmitir potencia hidráulica a la barrena,
· Controlar la corrosión de los tubulares y herramientas dentro del pozo.

Retirar los recortes del fondo del agujero, transportarlos y liberarlos en la superficie.

· La velocidad de flujo en el espacio anular es el parámetro clave para vencer el efecto de la gravedad,
· Es frecuente utilizar velocidades entre 100 y 200 pies/min en el espacio anular,
· La velocidad de flujo en el espacio anular se puede obtener así:
· AV = 24.5(GPM) / (Dh2 - Dp2 ) o a partir de:
· AV= gasto de la bomba (bbls /min) / volumen espacio anular (bbls /pie).
· La densidad y la viscosidad también contribuyen a mejorar la capacidad transportadora de un fluido,
· Los recortes y los sólidos deben retirarse en la superficie para obtener un fluido limpio que se pueda bombear de nuevo hacia el agujero a través de la sarta.
· La arena es muy abrasiva y si no se remueve dañará las bombas de lodo, las líneas , los tubulares y el equipo de subsuelo.
· Si no se remueven los recortes se fragmentarán y llenarán el lodo con coloides que deteriorarán sus propiedades reológicas.

Enfrar y lubricar la barrena y la sarta de perforación:

· Conforme la barrena y la sarta de perforación giran contra la formación, se genera una gran cantidad de calor,
· El fluido de perforación absorbe el calor generado y lo lleva a la superficie, donde se libera a la atmósfera,
· El fluido de perforación debe tener algunas propiedades de lubricación que ayudarán a reducir el torque y la fricción.
· La lubricación ocurre entre el agujero y la superficie de la barrena o sarta de perforación, no tiene nada que ver con los cojinetes de la barrena.

Depositar un revoque de pared impermeable :

· Un buen fluido de perforación debe depositar un revoque delgado y de baja permeabilidad en la pared del agujero frente a las formaciones permeables para consolidarlas y para retardar el paso del fluido desde el agujero del pozo hacia la formación permeable.
· La presión diferencial resultará en invasión del fluido, la cual en ausencia de un revoque empujaría al lodo o a su filtrado hacia la formación,
· La pérdida de lodo o de filtrado causará daños a la formación

Controlar las presiones del subsuelo:

· La presión hidrostática del lodo debe ser suficiente para prevenir un brote imprevisto del pozo,
· La densidad del lodo (peso del lodo) es el factor de control:
· Una ecuación muy común para obtener la presión hidrostática ejercida por la columna de lodo es:

Presión hidrostática (psi ) = (Profundidad Vertical pies) x (densidad del lodo, lb/gal) x (0.052)
El gradiente del lodo en (psi/pie) = (densidad del lodo, lb/gal)(0.052)

Sostener los recortes y el material pesado en suspensión cuando se detenga la circulación:

· Esto se logra con buenas propiedades tixotrópicas del fluido.
· La tixotropía es la capacidad de un fluido de desarrollar resistencia de gel con el tiempo cuando se le deja en reposo, pero permitiéndole regresar a su estado fluido al aplicarle agitación mecánica.
· Soportar parte del peso de las sartas de perforación y de revestimiento:
· Conforme un pozo es perforado a mayor profundidad, el peso de las sartas de perforación y derevestimiento se convierte en un factor crítico.
· El lodo ayuda a reducir el peso de las sartas conforme ellas flotan hacia arriba por una fuerza de empuje igual al peso del lodo desplazado.
· Al aumentar el peso del lodo aumenta también la fuerza de flotación.

Evitar daños de permeabilidad en la zona productiva :

· El fluido utilizado para perforar la zona de producción tendrá un impacto importante en la productividad del pozo,
         - La pérdida de la producción resulta de:
         - Arcillas hinchadas por hidratación,
         - Poros del yacimiento bloqueados con sólidos y/o gotas de micro-emulsión.

• Permitir la obtención información de las formaciones penetradas
• Las propiedades del fluido no deben interferir con el programa de registro, deben facilitar la obtención de la información deseada.
• Por ejemplo, el lodo debe tener una resistividad definida para que cuando los registros se corran se pueda derivar la resistividad de la formación.

Transmitir caballaje hidráulico a la barrena:

· El fluido de perforación es el medio para transmitir la potencia hidráulica hasta la barrena,
· Las propiedades de flujo del lodo ejercen una influencia considerable sobre la hidráulica. Ellas se deben
optimizar para lograr una hidráulica óptima.
· Una hidráulica adecuada promueve altas velocidades de penetración.

DESCARGA DE LIBROS:

API Energy - Manual Fluidos de Perforación

Fluid SP

Manual de Fluidos de Perforación PDVSA

Manual de Fluidos de Perforación - Baroid