1.Características y aplicaciones del sistema viscoelástico. Características: Es un fluido con propiedades elásticas y de gel, con baja tensión superficial. Los lodos visco elásticos son también conocidos con el nombre de fluidos biopoliméricos o de reología específica y se distinguen por ser viscosos como un líquido y elásticos como un sólido. Estos fluidos se caracterizan propiamente por dar altas viscosidades, a bajas tasas de cortes y desarrollar altos geles instantáneos, pero frágiles y de fácil ruptura. Ofrecen baja resistencia al flujo con mínima presión de bomba y exhiben un esfuerzo verdadero de cedencia elevado, que indica la transición del estado casi sólido al casi líquido bajo condiciones de corte mínimo. Los sistemas de lodo viscoelásticos presentan una alta capacidad de limpieza del hoyo, debido a la gran concentración de goma xántica, lo que evita la formación de camadas de ripios. No lleva en su composición bentonita, pero en reemplazo de ella utiliza biopolímeros, los cuales se obtienen mediante un proceso de fermentación bacteriana. Proveen excelentes propiedades de adelgazamiento por corte además de su función principal dar viscosidad. Presenta un revoque bastante delgado con un espesor aproximado de 1/33” puesto que no se espera que las gomas xánticas que forman el sistema se queden en las paredes del hoyo, debido a que las mismas son biodegradables. Significativa reducción de fricción cuando poseen baja concentración de sólidos; esto significa que las pérdidas de presión en flujos turbulentos son altamente reducidos a rangos de 30 a 40% dentro de la sarta de perforación. Aplicaciones: Los fluidos visco elásticos se utilizan para diversas funciones en operaciones de perforación, reparación y completación para lograr proporcionar suspensión del material densificante, controlar perdidas de fluidos en formaciones permeables, estabilizar el pozo y sacar los ripios a la superficie. Se utiliza para perforar pozos horizontales y/o direccionales debido a su gran capacidad limpieza y de suspensión es tal que aun en condiciones estáticas minimiza la formación de lechos de ripios o camada que se forman usualmente en el punto de máxima desviación del pozo. Es usado en zonas de interés donde las tasas son bajas con lodos tradicionales, mientras que sistema visco elástico aumenta dichas tasas. El sistema visco elástico tiene como propósito el acarreo total (100%) de los cortes efectuados por la mecha, de manera tal que exista una limpieza excelente del hoyo. 2. Problemas que se presentan durante la perforación de pozos horizontales y7o altamente desviados. La perforación de pozos horizontales y altamente desviados se caracteriza por presentar problemas: Inestabilidad del hoyo Configuración irregular Pega por Presión diferencial Excesivo Torque y Arrastre. Estos problemas están asociados con la formación de camadas de ripios, hidratación y dispersión de las arcillas, sistema de lodos utilizados con poca disponibilidad de modelos reológicos apropiados estudiando detalladamente las propiedades que podrían solucionar en parte los problemas como son: Propiedades Reológicas Control de Filtrado Lubricidad. Requerimiento de Densidad Capacidad de Suspensión Daño a la Formación Control Óptimo de Sólidos Protección Ambiental. es necesario en estos la utilización de sistemas viscoelásticos que minimicen la formación de camadas de ripios al disminuir la velocidad de asentamiento de la partículas. Lubricidad del Sistema. Daño mínimo a la zona productiva 4. Alta lubricidad. por lo tanto. La limpieza pobre de los pozos horizontales tienen asociado el problema de la formación de camadas de ripios. las cuales requieren un diseño óptimo de perforación y el apoyo de un sistema de lodo que permita la adecuada estabilidad del hoyo se tiene: Estabilidad del Hoyo Limpieza. Tomando en cuenta estos parámetros el fluido a diseñar debe presentar las siguientes características: Sin sólidos coloidales Provee flujo laminar Elevadas tasa de flujo Tipos de flujo Tapón en la sección horizontal Bajo esfuerzo de corte Poseer viscoelasticidad Tixotropía independiente del tiempo Evitar la formación de camadas de ripios Altamente inhibitorios.para determinar los regímenes de flujo. ¿Cuáles son los rangos de valores para la viscosidad plástica y punto cedente en sistemas viscoelásticos? . Bajo contenido de sólidos. Cuáles son las propiedades y parámetros que se deben considerar para la selección del fluido en pozos horizontales? Para la selección de un fluido viscoelástico para una aplicación en particular se toman en cuenta los problemas que pueden ocurrir en los mismos. Características inhibitorias. 3. Entre los parámetros que se deben tener en cuenta para la selección de los fluidos de perforación en pozos con un ángulo de inclinación (donde son típicamente utilizados los fluidos viscolelásticos). las cuales a su vez presentan o generan alta ionización en la superficie expuesta. Efecto que puede causar el cemento en un lodo viscoelástico. Resulta ideal para perforaciones de pozos horizontales y/o direccionales Desventajas: Es susceptible a la degradación por bacteria. la cual altera drásticamente el PH y afecta las características de las arcillas en los fluidos visco-elásticos. CaCO 3.5 . las cuales a su vez presentan o generan alta ionización en la superficie expuesta. incremento de las propiedades reológicas. Barazan. producto de la mayor interacción eléctrica entre las superficies de las partículas presentes en el sistema. Se deben emplear píldoras de alta viscosidad para el acarreo de sólidos perforados. debe considerarse la posibilidad de perforarlo con agua y perforarlo lo más rápido posible y tratar el lodo con bicarbonato de sodio. Por ello es muy importante tomar todas las precauciones del caso para evitar el contacto del cemento con el fluido Estos sistemas sufren degradaciones cuando permanecen estáticos por largos períodos de tiempo. compactas y con presiones vecinas a la normal. menos erosión o desgaste de las paredes del pozo. es la fase continua del sistema. Esta situación indica un tamaño reducido de las partículas sólidas y/o baja concentración de las mismas. Si es necesario perforar una cantidad de cemento mayor que la usual. Los biopolímeros que forman parte del sistema presenta poca resistencia a las altas temperaturas. entre otros. lo que requiere de puntos de cedencia de 50. aumentos en las pérdidas de filtrado. proporcionando excelente capacidad de acarreo. Descripción y función de cada uno de los aditivos que conforman el sistema viscoelástico: Agua. proporcionando excelente capacidad de acarreo y limpieza en el espacio anular. produce floculación. formación de revoques heterogéneos. El agua fresca es a veces el mejor fluido para perforar formaciones duras. Xcide. Además. El 623 . Beneficios: Esta situación indica un tamaño reducido de las partículas sólidas y/o baja concentración de las mismas. comparado con una baja resistencia al flujo por fricción mecánica. Todo esto se debe a la utilización de un buen viscosificante. ¿Qué es reología especifica? ¿qué beneficios y/o desventajas ofrece? Se refiere a los casos particulares donde el Punto cedente resulta mayor a la viscosidad plástica. Son afectados severamente por el cemento en especial los biopolímeros. 6. 7. Pac-L.Viscosidad Plástica Punto Cedente 5. Para evitar la fermentación de fluidos no saturados con sal se debe usar un bactericida. no llegan a resistir más de 250 ºF. problemas de arrastre. Agua Fresca: Esta es utilizada por que es un fluido ideal para perforar en zonas de bajas presiones de formación y libres de problemas. Es necesario realizar viajes de calibre cada 500 pies para determinar la condición del hoyo. La contaminación con cemento es un parámetro a tomar en cuenta ya que este aumenta el pH del lodo destruyendo el polímero. KOH. la reología inversa produce geles instantáneos de buena capacidad de suspensión y de fácil restauración de movilidad cuando se le aplica esfuerzo de corte. El cemento contiene compuestos de calcio que reaccionan con el agua para formar hidróxido de calcio (cal). estabilidad del hoyo y reduce la dispersión de los cortes de perforación. también se puede utilizar en pequeñas concentraciones como adelgazante en agua de mar y fluidos base salmuera.agua empleada varía entre agua dulce y salmuera saturada. Gravedad Especifica 1 Densidad 8. No necesita bactericida. Provee propiedades tixotrópicas y características de flujo no newtoniano a un amplio rango de salinidades y a baja concentración. En operaciones de empaque de grava. Ventajas: Se dispersa fácilmente en agua dulce o salmuera con agitación. Xcide: CaCO3: el carbonato de calcio es utilizado como agente puenteante y/o material densificante en fluidos de perforación y de completación. Encapsular la lutita a fin de evitar su hinchamiento y desintegración. No es toxico.33lpg Viscosidad 1cps Barazan: Es un biopolímero en polvo (goma de Xanthan) que provee viscosidad y suspensión en fluidos a base de agua dulce. Efectivo en bajas concentraciones para controlar el filtrado. Dentro de sus aplicaciones y funciones están: Viscosificar fluidos a base de agua dulce o de salmuera usados para perforar. El agua constituye la fase continua de los lodos viscoelásticos. Provee excelente suspensión sin requerir arcillas adicionales. Aplicaciones y funciones: Controlar la velocidad de filtración sin aumentar significativamente la viscosidad del fluido. bromuro de potasio. Reduce al mínimo el potencial de daño a la formación Estable hasta 250 ºF. Está disponible en tamaños de fino a gruesos para proveer . Es usado en vez de soda cáustica en el sistema K-Mag. es un agente de control de filtradoaplicable a la mayoría de los fluidos de perforación base agua. bromuro de sodio. KOH: El Hidróxido de Potasio es usado para incrementar el pH en sistemas tratados con potasio. agua de mar. dependiendo la disponibilidad de agua y de la naturaleza de las formaciones. cloruro de potasio y cloruro de sodio. agua salada y salmueras. Los fluidos de perforación requieren aproximadamente 40% mas KOH para incrementar la alcalinidad en comparación con la soda cáustica. Ventajas: Efectivo en agua dulce. Contribuye con el tratamiento por inhibición de la lutita. Establece a temperaturas de hasta 300 °F (149 °C). PAC-L: Es una celulosa polianionica. suspender agentes puenteantes y materiales densificantes en sistemas de agua dulce y de salmueras. Fluido reciclable. de modo que no altere el comportamiento de los fluidos. degrada los polímeros aumentando el consumo de los mismos. aumento de pérdidas de filtrado. de modo que debe ser crítico el control para evitar el contacto del mismo con cemento durante las actividades de cementación. La anhidrita. Gravedad Específica de 2. Explique los efectos que puede causar la cal y el yeso en un sistema viscoelastico. Bajo coeficiente de adherencia. 8. De la misma forma el calcio proveniente de la anhidrita. de la pérdida de filtrado. Incrementan la productividad de los pozos. una disminución en la resistencia gel y por ende problemas de arrastre y torque. Reducen las presiones de bombeo. al igual que el resto de los componentes de los fluidos Viscoelásticos. Disminuyen el costo de la perforación. 9. Ventajas: Maximiza el régimen de perforación. De igual manera. 600. El yeso. 25. Este puede ser usado para preparar una píldora con el propósito de uso en una liberación de tubería. una disminución de la resistencia de gel y por ende problemas de arrastre y torque. Minimizan la concentración total de sólidos. . 150.un puente efectivo del intervalo productos. El carbonato de calcio según el tamaño-. 2300. reducción del pH. Beneficios y ventajas de los sistemas viscoelásticos. es necesario controlar por debajo de los niveles 100 ppm el contenido de contaminantes tal como el calcio de la formación. Control de pérdida fluido Problemas de pérdida de circulación. aporta iones calcio causando la floculación del lodo y produce ciertos efectos indeseables en los fluidos viscoelásticos entre ellos el aumento del revoque. Disminuyen la torsión. 50. Inhiben las arcillas de las formaciones productoras. Pueden ser usados para: Incrementar la densidad de los lodos base agua y aceite. entre estos el aumento del revoque. son afectados profundamente por la contaminación con cal. Incrementar la densidad de los fluidos base agua salada. Es usado para prevenir invasiones de fluidos en zonas permeables y/o productoras y la pérdida de circulación durante la completación y operaciones de perforación. Minimizan los daños de las formaciones y la sobrepresión. Tratamiento diario de bajo costo. Beneficios: Proveen excelente suspensión y acarreo de los recortes de perforación.7 (aproximadamente). aumento de la viscosidad. Estabilidad térmica a más de 300 oF. el arrastre y los atascos por presión diferencial. está disponible en seis grados: 5. Simplifican y facilitan las completaciones. Los biopolímeros. Causan menos preocupaciones ambientales. produce ciertos efectos indeseables en los fluidos Viscoelásticos. Los sistemas Viscoelásticos tienen la capacidad de formar un revoque o sello filtrante instantáneo que minimiza la invasión al medio poroso. A bajas tasas de corte. El régimen de flujo para limpiar el pozo en perforación horizontal es el de tipo Turbulento que permite una mejor calidad de limpieza. porque proporciona un buen control del filtrado. Los polímeros usualmente se mezclan en las concentraciones requeridas para un cierto modelo reológico específico de la perforación. Ello se logra con un Fluido viscoelástico que evita la formación de camadas de ripios dado que a menudo este perfil turbulento resulta ser el óptimo para eliminar sólidos cuando se perforan pozos horizontales. 10. Se aconseja premezclar sal con el viscosificador antes de adicionar el polímero catiónico. ventaja que rinde mejor aptitud para suspender los ripios. el sistema viscoelástico aumenta la viscosidad. el filtro formado atrapa todas las partículas contenidas en el fluido y solo permite pasar baja cantidad de filtrado libre de sólidos hacia el medio poroso. de manera tal que permita mejorar la estabilidad del viscosificador a elevadas temperaturas. Mejora la productividad de los pozos. Mantener un régimen turbulento para tener un mejor acarreo. Mantenimiento a los cuales deben estar sometidos los sistemas viscoelásticos. aseguran la suspensión superior de ripios y la máxima limpieza del espacio anular. Los equipos de control de sólidos deben estar funcionando durante la perforación de cemento por lo que se debe tener presente que el bicarbonato de sodio ayuda a bajar el PH y precipita el calcio soluble por lo que es necesario prehidratar el sistema y añadir el bicarbonato de sodio antes de perforar el cemento. ¿Cómo se comporta el sistema Viscoelástico en la perforación con respecto a la limpieza del hoyo? Las características excepcionales de los sistemas viscoelásticos. Los sistemas viscoelásticos tienden a degradarse cuando permanecen estáticos por largos periodos de tiempo. es delgado flexible y fácil de remover con la producción inicial del pozo. El PH debe ser controlado entre 7-9. Proporciona superior limpieza. debe existir un flujo tapón entre la zona horizontal y la de mayor desviación de la perforación. por lo que es aconsejable usar algún tipo de bactericida (Aldacide G) durante la preparación y mantenimiento del lodo. para lograr propiedades viscoélasticas se deben agregar inicialmente en concentraciones mayores a las mínimas requeridas para suspender y transportar los sólidos bajo las condiciones dadas de perforación. Excelente control de la filtración. ¿Cómo es el daño a la formación cuando se usa el sistema viscoelástico? Explique Con este tipo de sistemas el daño a la formación es mínimo. En presencia de flujo turbulento los sistemas viscoelásticos disminuyen notablemente el arrastre (fricción) dentro de la tubería de perforación. . no presenta altas concentraciones de sólidos que se podrían filtrar y obstruir los canales porosos. 11. No daña las formaciones. 12. sin embargo. Singulares propiedades reológicas. Su capacidad de suspensión es tal que aun en condiciones estáticas minimiza la formación de lechos o camadas de ripios que se forman en el punto de máxima desviación. A causa del bajo contenido de sólidos del sistema y de su base de polímero. por lo que es aconsejable usar algún tipo de bactericida durante la preparación y mantenimiento del lodo. no alcanzan a resistir más de 250ºF. . Se recomienda utilizar equipos adecuados para mezclar en forma continua y homogénea los componentes del sistema. no obstante su estabilidad térmica puede ser mejorada manteniendo una alta concentración de sal en el sistema. de manera tal de minimizar el daño de la formación por la mala hidratación de los coloides (efecto ojo de pescado). Los biopolímeros son pocos resistentes a las altas temperaturas. También se degradan cuando permanecen estáticos por largos períodos de tiempo. Para lograr un fluido estable es preciso antes de su preparación conocer las limitaciones y compatibilidades de sus componentes.