TEMA 5 – TIPOS DE FLUIDOS DE EPRFORACION 1.INTRODUCCION No existen dos lodos iguales, aún en el caso de que los lodos sean inicialmente muy semejantes, los efectos diversos de los elementos de la formación y el manejo que se haga de los lodos en superficie introducirán diferencias. A pesar de ello, es posible establecer amplias clasificaciones de los lodos. Los fluidos de perforación están clasificados dentro de 3 categorías: Fluidos de Perforación Base Agua (WBM). Fluidos de Perforación Base Aceite (OBM). Fluidos de Perforación Neumáticos (PF). FLUIDOS DE PERFORACIÓN FLUIDOS BASE ACEITE FLUIDOS BASE AGUA FLUIDOS NEUMÁTICOS DIESEL NO-INHIBIDO GAS SECO ACEITE MINERAL INHIBIDO NIEBLA HIDROCARBURO NO PETROLERO POLIMERICO ESPUMA LODO AIREADO 2. FLUIDOS BASE AGUA Los fluidos base agua son los fluidos de perforación mas extensamente usados. Son generalmente fáciles de preparar, baratos de mantener y pueden ser formulados para cubrir una gran cantidad de problemas de perforación. Podemos dividir los fluidos base agua dentro de 3 subclasificaciones. Fluidos Inhibidos. Fluidos No-Inhibidos Fluidos Poliméricos. 1 FLUIDOS BASE AGUA NO-INHIBIDO INHIBIDO POLIMERICO AGUA PURA BASE CALCIO NO-DISPERSO NATIVO BASE AGUA SALADA ALTA TEMPERATURA DESFLOCULADO AGUA/ BENTONITA BASE POTASIO LIGNITO/ LIGNOSULFONATO (DESFLOCULADO) 2.1. FLUIDOS NO-INHIBIDOS Estos lodos son simples y poco costosos. Generalmente están compuestas de arcillas nativas o bentonita comercial con algo de soda cáustica o cal. También pueden contener desfloculantes y/o dispersantes tales como: Lignitos, Lignosulfonatos o Fosfatos y tal vez algo de Barita como material densificante. Los fluidos no inhibidos son generalmente usados como Lodos de Inicio de Perforación (Spud Mud). Los Lodos No-Inhibidos son subdivididos dentro de los siguientes tipos: Agua Pura. Lodos Nativos. Lodos de Agua-Bentonita. Lodos de Lignito/Lignosulfonatos (Desfloculado). 2.1.1. Agua Pura A veces es el mejor fluido para perforar formaciones duras, compactas y con presiones vecinas a la normal. El agua empleada varia entre “agua dulce” y “salmuera saturada”, dependiendo de la disponibilidad de agua y de la naturaleza de las formaciones. 2 4. pequeñas cantidades de bentonita pueden ser agregadas para incrementar la viscosidad y tener un mejor control del filtrado. producirán un lodo con una viscosidad de embudo de 35 a 40 seg/qt. El lignito y el lignosulfonato son térmicamente estables hasta temperaturas aproximadas de 325 ºF. lo cual depende también del valor del pH.5 a 10. pueden ser densificados hasta 18 o 19 lb/gal. 2. La dilución puede ser necesaria para controlar la excesiva viscosidad y de la misma manera. 2. 3 .1. Como regla empírica podemos decir que 20 a 25 lb/bbl de bentonita en agua dulce.El agua pura es un fluido newtoniano y es por eso que requiere altas velocidades anulares para limpiar el pozo. Ocasionalmente se bombean tapones viscosos para limpiar el pozo de los recortes. el cual se mantiene con soda cáustica. Lodos Nativos En algunas áreas. las formaciones perforadas contienen arcillas o lutitas productoras de lodo. sin embargo a veces se usa para perforaciones profundas. Se puede incrementar la viscosidad agregando más bentonita o agregando un polímero extendedor de bentonita o cal o soda ash.3. El pH esta entre 8.1.0 y 9. Usualmente se añade soda cáustica o cal para el control de la corrosión.5. Lodos de Lignito/Lignosulfonato (Desfloculado) Estos lodos pueden ser usados para perforar una variedad de formaciones.5. buen régimen de penetración y usualmente u adecuado control de filtrado. La viscosidad aumenta con la circulación continua y el resultado es un lodo nativo. El rango de pH esta entre 9. Usualmente se añade soda cáustica o cal para el control de la corrosión. para perforar los tramos superficiales. este retorna con sólidos nativos dispersos.2. Lodos de Agua Bentonita La bentonita dispersa en agua fresca produce un lodo con buena capacidad de levantamiento de los recortes. 2. Cuando se bombea agua hasta el fondo del pozo durante la perforación.1. Este lodo de agua bentonita es comúnmente usado como lodo de inicio de perforación (Spud Mud). 25 – 8 pH = 9.12 4-8 Ventajas y Desventajas de un Lodo de Lignito/Lignosulfonato Ventajas Fácil de densificar hasta 18 lb/gal Desventajas Recortes dispersos.0 2-8 Función Viscosificador Control de Filtrado Desfloculante Control de Filtrado Control de Alcalinidad Remoción de Calcio Control de Filtrado Agente Densificante Control de Filtrado Control de Filtrado Propiedades Típicas de un Lodo de Lignito/Lignosulfonato Densidad (lb/gal) 9 12 Viscosidad Plástica (cPs) 8 – 12 15 – 20 Punto Cedente (lb/100 pies2) 6 . hacen difícil la remoción mecánica.5 10.5 0.Aditivos Principales de un Lodo de Lignito/Lignosulfonato Aditivo Bentonita Lignosulfonato Soda Cáustica Soda Ash Lignito Barita PAC/CMC Gilsonita Concentración (lb/bbl) 10 – 25 0.10 10 .10 4 .14 Geles 10’’/10’ (lb/100 pies2) 2-4 2-4 4 .25 – 1 1–4 Según densidad requerida 0.25 – 1. Se requieren velocidades anulares Buen control de filtrado con un altas para una adecuada limpieza del revoque de baja permeabilidad pozo – baja reología Simple de elaborar y fácil de Problemas de pozo en formaciones mantener arcillosas Buena protección a la corrosión Económico de preparar mantener hasta los 325 ºF Consideraciones en la descarga de efluentes – (Oxigeno Biologico) y Disposición de sólidos que contienen metales pesados o Cr+++ Se deteriora a temperaturas mayores a 325 ºF Efectivo en rangos de salinidad de agua fresca a agua salada Fácil de convertir a un lodo calcio o yeso (lodo inhibido) de 4 .10 Filtrado API (cc/30 min) 8 . Lodos Base Calcio Los lodos base calcio son principalmente usados para perforar intervalos con elevadas arcillas reactivas. Contemplan una mayor inhibición que los lodos base sodio a través de la reducción de la hidratación de las arcillas. Los Lodos Inhibidos son clasificados de la siguiente manera: Lodos Base Calcio. Calcio (Ca++) y Potasio (K+). Lodos Base Salado. 5 . 2.8 –2 Intermedio 2-5 Alto Cal 5 . Estos sistemas son usados para perforar arcillas hidratables y arenas con arcillas hidratables. FLUIDOS INHIBIDOS Los fluidos inhibidos no causan apreciables cambios en la formación. a) Lodos de Cal Los lodos de cal son usados en lugares donde se desea un lodo inhibido y donde las temperaturas no exceden los 300 a 350 ºF. Lodos de Yeso y Lodos de Cloruro de Calcio.10 El valor del pH de un lodo base Cal varia entre 10.2.2.5 a 12. Los lodos base calcio son altamente resistentes a los contaminantes. sin embargo también son usados en áreas donde con problemas de contaminación.5. Lodos Base Potasio. Estos lodos varían en un amplio rango de alcalinidades y contenidos de cal y son agrupados en tres categorías.1. Los principales lodos de calcio son: Lodos de Cal.2. Estos fluidos retardan apreciablemente la hinchazón de las arcillas y logran la inhibición a través de la presencia de cationes como Sodio (Na +). Clasificación de los Lodos Base Cal sobre el rango de alcalinidad Bajo Cal PF 0. Son particularmente usados por su alta tolerancia a los sólidos. Los aditivos principales que conforman un lodo base cal se muestran a continuación. 6 . durante las dos circulaciones. Esto se conoce como el “pico” de la cal.5 12.5 Alto Cal 10.5 .0 8 – 12 2-4 4 . El agua debe ser añadida antes de agregar los químicos restantes.10 12 .12.Aditivos Principales de un Lodo de Cal Aditivo Bentonita Lignosulfonato Cal Soda Cáustica Lignito Almidón PAC Concentración (lb/bbl) 22 – 26 2–6 2 .15 6 . Si el lodo se hace demasiado viscoso se debe aumentar mas dispersante y/o agua. luego adicione los desfloculantes y la cal juntos.5 Función Viscosificador Control de Filtrado Desfloculante Inhibición Control de Alcalinidad Control de Alcalinidad Inhibición Control de Filtrado Control de Filtrado Control de Filtrado Propiedades Típicas de un Lodo de Cal Densidad (lb/gal) Viscosidad Plástica (cPs) Punto Cedente (lb/100 pies2) 6 . o ambos. Hacer esto en dos circulaciones. sin embargo el método más común puede realizarse primeramente reduciendo la viscosidad de embudo de 30 – 35 seg/qt con agua.10 Geles 10’’/10’ (lb/100 pies2) PM PF pH Exceso de Cal (lb/bbl) 1-2 Filtrado API (cc/30 min) 6 – 12 Bajo Cal 10. Cuando se añade la cal el lodo flocula y se hace viscoso.25 – 1.10 pH = 10.5 2–4 3–4 0.18 12 – 12. El grado de aumento de la viscosidad depende de la concentración de sólidos.5 – 12. en la primera añada toda la soda cáustica en la primera circulación y el desfloculante y la cal.12 Conversión de un lodo tratado con Cal Un lodo de cal puede prepararse a partir de cualquier lodo de base agua. Añada primeramente la soda cáustica.0 – 12.14 2-4 4 . Mantener una adecuada agitación en las piletas de succión.5 5 . La conversión de un lodo tratado con cal puede hacerse de varios métodos.10 5 – 10 1-2 10.0 15 – 20 10 . con la excepción de que las concentraciones de desfloculantes y aditivos para la perdida de filtrado son altos. Si se mantienen el PF bajo (0. Desventajas Valores altos de ECD durante la conversión que pueden causar daño al pozo La gelificación puede ocurrir a temperaturas excesivas de 300 ºF 7 . debido a su bajo valor de alcalinidad. Los lodos de yeso son menos susceptibles a la solidificación a altas temperaturas que otros lodos de cal. Sin embargo estos lodos tienen mayor perdida de filtrado que los lodos de cal y requieren el uso adicional de desfloculantes.1 – 0. hasta la introducción del lignosulfonato de cromo como un desfloculante. Un Alto pH puede causar problemas de seguridad Estabilización de las paredes del pozo.Ventajas y Desventajas de un Lodo de Cal Ventajas Baja Viscosidad y Buenos Geles Alta tolerancia a los sólidos Fácil de densificar hasta 18 lb/gal Inhibe la hidratación de las esquistos y arenas arcillosas Resistente a los contaminantes como cemento. anhidrita y sal b) Lodos de Yeso Originalmente los lodos base yeso fueron usados para perforar secciones masivas de formaciones de anhidrita o yeso.4) un lodo de yeso puede tolerar temperaturas de hasta 350 ºF. Los principales aditivos de un lodo de yeso son similares a los lodos de cal. La falta de un desfloculante eficaz redujo su empleo a los lodos de baja densidad que poseían normalmente alta viscosidad y altas resistencias de gel. 0 2–3 2–6 0.0 – 12. anhidrita y sal.15 2–3 11. La gelificación puede ocurrir a temperaturas excesivas de 350 ºF Resistente a los contaminantes como cemento.15 10 .7 9.Aditivos Principales de un Lodo de Yeso Aditivo Bentonita Lignosulfonato Yeso Soda Cáustica Tanino (Quebraco + Lignito) Almidón PAC Barita Concentración (lb/bbl) 20 – 24 4–8 4-8 pH = 9. Alta tolerancia a los sólidos.10 2-4 8 . 8 .5 Según densidad requerida Función Viscosificador Control de Filtrado Desfloculante Inhibición Control de Alcalinidad Control de Alcalinidad Desfloculante Control de Filtrado Control de Filtrado Viscosificador Agente densificante Propiedades Típicas de un Lodo de Yeso Densidad (lb/gal) Viscosidad Plástica (cPs) Punto Cedente (lb/100 pies2) Geles 10’’/10’ (lb/100 pies2) Yeso lb/bbl PF pH Exceso de Cal (lb/bbl) Filtrado API (cc/30 min) 9 12 – 15 6 .11.0 5 . los Desventajas Valores altos de ECD durante la conversión que pueden causar daño al pozo.15 0.15 6-8 Ventajas y Desventajas de un Lodo de Yeso Ventajas Baja Viscosidad y Buenos Geles.15 0-5 2 .5 – 11.2 – 0.25 – 1. Fácil de densificar hasta 18 lb/gal Inhibe la hidratación de esquistos y arenas arcillosas.12 10 .0 1-2 8 – 12 12 15 – 20 2 .5 . estos lodos son mas el resultado de usar agua de mar o también por la incorporación de sal encontrada durante la perforación. Los efectos de la sal sobre el lodo dependen de la cantidad de sal en el fluido y del tipo y calidad de los sólidos. Lodo Saturado de Sal. La sal actúa como contaminante en un sistema de lodo base agua dulce. Existen básicamente 3 tipos de lodos salados: a. canales de islas o agua pantanos y ciénagas. Lodos de Salmuera.. Aditivos Principales de un Lodo Base Salado Aditivo Bentonita Prehidratada Almidón Soda o Potasa Cáustica Soda Ash PAC Lignosulfonato Lignito Concentración (lb/bbl) 15 – 25 4–8 0..Con un contenido de cloruro de sodio entre 25000 a 35000 mg/L.2. c.2.25 – 1. Lodos de Salmuera. los valores de gel y las perdidas por filtrado.5 (pH = 9.0 – 11) 1-3 0.2.5 3-6 2-4 Función Viscosificador Control de Filtrado Desfloculante Control de Corrosión Control de Alcalinidad Removedor de calcio Control de Filtrado Viscosificador Desfloculante Control de Filtrado HTHP 9 . estos lodos son el resultado de usar agua proveniente de bahías. para evitar el lavado de estas secciones o debido a que el agua salada llega a ser la fuente preponderante de fase continúa del lodo. b. Los lodos saturados de sal se emplean para perforar secciones masivas de sal. pueden ser preparados intencionalmente o por la perforación de formaciones de sal. La sal puede causar el incremento en la viscosidad.5 – 1.. Lodos Base Salado Los lodos base sal son lodos que contienen una cantidad de cloruro de sodio en el rango de los 10000 mg/L a 315000 mg/L de saturación.Con un contenido de cloruro de sodio mayor a 315000 mg/L.Con un contenido de cloruro de sodio entre 10000 a 25000 mg/L. 2. Lodos Base Potasio Los lodos base potasio son usados en áreas donde la inhibición se requiere limitando la alteración químicas de las arcillas. flujos de agua salada Tendencia a espumar o contener Bajo contenido de sólidos cortes de aire Buena capacidad de limpieza del Requiere bentonita prehidratada pozo Buena estabilización del pozo 2.Propiedades Típicas de un Lodo Salado Densidad (lb/gal) Viscosida d Plástica (cPs) Punto Cedente 2 (lb/100 pies ) Geles 10’’/10’ 2 (lb/100 pies ) Cloruros mg/L Filtrado API (cc/30 min) 9 16 – 18 10 . Se vuelve corrosivo si la saturación de agua desciende.14 2-4 5-8 10000 – 35000 10000 35000 6 – 10 12 22 – 24 12 . Lodos KCl – Polímero Cationico.3. depende de como cemento. sal y los polímeros y/o el almidón. 10 . Básicamente existen 4 tipos de lodos base potasio. KCl-Polímero (KCL-PHPA) Lodo KOH – Lignito. Resistente a la contaminantes Control de filtrado difícil. decrecimiento en la eficiencia. Lodo KOH – Cal.16 2-4 5-8 6-8 Ventajas y Desventajas de un Lodo Salado Ventajas Promueve la inhibición Desventajas Incremento en la concentración de aditivos. El desarrollo de estos fluidos se basa en el intercambio catiónico de potasio por iones de sodio o calcio de las esméctitas o arcillas estratificadas. anhidrita. para proveer las propiedades al lodo en una diversidad de aplicaciones. encapsuladotes de sólidos.0 . Algunos de los lodos poliméricos no dispersos más usados son: Lodos con Extendedor de Bentonita.5 pH = 9. Aditivos Principales de un Lodo Polimérico Aditivo Bentonita Barita SPA (Poliacrilato de Sodio) Soda Cáustica Soda Ash Extendedor de Bentonita PAC/CMC PHPA Concentración (lb/bbl) 5 – 14 Según densidad requerida 0. etc. flujos de agua de mar. con o sin interacción de arcillas (bentonita).05 – 0.3.3. polímeros desfloculantes. polímeros que ofrecen estabilización a alta temperatura. estabilidad del pozo 11 .5 – 1. Estos fluidos pueden ser inhibidos o no-inhibidos. 2.2.0 Función Viscosificador Control de Filtrado Agente densificante Floculante selectivo Control de Filtrado Control de Alcalinidad Removedor de Calcio Extender propiedades de bentonita Control de Filtrado Viscosidad. Están compuestas por macromoléculas. Lodos Poliméricos No-Dispersos. También la sal. por su intolerancia a la contaminación por sólidos. yeso/anhidrita y contaminación por cemento limitan seriamente el uso de estos lodos. Lodos Poliméricos Desfloculados de Alta Temperatura.1 0. para el control del filtrado. Los lodos poliméricos se dividen en dos categorías.25 – 0.75 0.9. Lodos de bajo contenido de sólidos PAC/CMC y Lodos de bajo contenido de sólidos PHPA.5 1. Los lodos poliméricos han demostrado una aplicación en áreas con formaciones duras y regímenes de penetración bajos. FLUIDOS POLIMÉRICOS Los lodos poliméricos contienen polímeros para generar viscosidad. Lodos Poliméricos No-Dispersos En muchas áreas el agua pura no puede ser usada como fluido de perforación debido a sus efectos sobre las formaciones y la deficiencia en una apropiada viscosidad para limpiar el pozo.5 0. Estos lodos contienen menos del 5% de sólidos de baja gravedad y a veces son referidos como “Lodos de Bajo Contenidos de Sólidos No Dispersos (LSND). Estos lodos no tienen un buen desempeño en áreas con largos intervalos de arcillas reactivas.1. La estabilidad térmica de los sistemas poliméricos puede tener rangos arriba de los 400 ºF. encapsulador de sólidos.25 – 0. 20 6 .15 <=2000 6-8 Ventajas y Desventajas de un Lodo Plimérico Ventajas Alta ROP en formaciones altas Bajo esfuerzos de corte y bajos ECD Buena limpieza del pozo Fácil de correr Desventajas Usos limitados Adsorción irreversible de polímeros sobre las arcillas Baja estabilidad a la temperatura.3. en cuales casos resultan más atractivos por razones de seguridad y medioambiente. Proveen de estabilidad en zonas donde también lo hacen los lodos base aceite. Intolerante a los sólidos los Fácil de convertir a un sistema Requiere mas dilución que los desfloculado sistemas desfloculados Control de perdida de fluidos no es Bajo contenido de sólidos dispersos muy económico Mas corrosivo que los sistemas desfloculados Sensible a los contaminantes. Difícil incremento de la densidad No inhibido 2. Lodos Poliméricos Desfloculados de Alta temperatura Fueron desarrollados para extender la estabilidad a la temperatura de los lodos poliméricos convencionales.10 <= 2000 10 – 12 12 8 – 10 10 .Propiedades Típicas de un Lodo Polimérico Densidad (lb/gal) Viscosidad Plástica (cPs) Punto Cedente 2 (lb/100 pies ) Geles 10’’/10’ (lb/100 2 pies ) Cloruros mg/L Filtrado API (cc/30 min) 9 4–8 8 .12 10 .14 4-8 8 . A temperaturas sobre los 375 °F sistemas sintéticos son preferidos a muchos sistemas desfloculados de lignito o lignosulfonato por ser rápidamente 12 .2. Se diseñaron para ser más tolerantes a los contaminantes y además de ser inhibidores. Inicialmente el costo por barril de una lodo base aceite es muy alto en comparación con sistemas convencionales base agua. previene el movimiento del agua hacia las arcillas. Altas Temperaturas. Los sólidos de un fluido base aceite son petróleos húmedos.degradados. Algunos de los más comunes sistemas de polímeros desfloculados de alta temperatura son: Therma-Drill. debido a que su formulación con agua salada. etc.Son lodos de petróleo que son formulados para contener moderadas a altas concentraciones de agua la cual puede contener sal como cloruro de calcio (CaCO3) o Cloruro de Sodio (ClNa).1.. FLUIDOS BASE ACEITE Un fluido base aceite puede ser definido como un fluido de perforación el cual contiene aceite (petróleo.Tiene la habilidad de perforar formaciones donde las temperaturas del fondo del pozo exceden la tolerancia de los fluidos base agua. Los desfloculantes sintéticos son más caros. Además toleran la presencia de contaminantes como anhidrita. pero ofrecen mayores beneficios económicos. todos los aditivos son dispersables en aceite y el filtrado de lodo es aceite. diesel. Materiales asfálticos son necesario para el control de la viscosidad y del filtrado... 3. APLICACIONES DE LOS FLUIDOS BASE ACEITE El costo de los fluidos base aceite es mayor. CO2 y gases ácidos (H2S). Estabilidad de las Arcillas.Tienen petróleo como fase continua.. Regimenes de Penetración (ROP). el contenido de bentonita debe ser menos a 10 lb/bbl y este contenido debe de decrecer con el incremento de la densidad. Lodos enteros de aceite. sal. Existen dos clasificaciones básicas para los fluidos base aceite: Emulsión Inversa. Duretherm y Polytemp. 3. 13 . Sin embargo los lodos base aceite pueden ser reacondicionados y rehusados y el costo en programas de pozos multilaterales puede compararse al uso de sistemas de lodo base agua. si esta presente.Usualmente pueden perforar más rápidamente que los fluidos base agua y proveer una excelente estabilidad de las arcillas.Son los fluidos mas recomendados para perforar arcillas sensibles al agua. esta emulsificado en la fase del petróleo. pero están diseñados para estar libres de agua. El agua. Una emulsión inversa puede contener como mucho 60% de agua. Los fluidos base aceite son especialmente usados para perforar con trépanos PDC. EL Phoebe ser controlado en los rangos de 9 – 11. Para densidades que exceden las 16 lb/gal. como fase discontinua o interna.). Son usados a temperaturas aproximadas de 550ºF. como fase continua o externa y agua (si esta presente). Pyro-Drill.. Hoy en día con el aumento de la preocupación por el cuidado medioambiental hacen que el uso de estos sistemas estén prohibidos en muchas áreas. 14 . manejados y dispuestos en lugares aprobados. Estos aditivo deben de asegurar que la emulsión sea estable y puedan soportar las condiciones de alta temperatura y contaminación.. 3. Esto lo hace especial para pozos altamente desviados y horizontales.2. especialmente en formulaciones basadas en aceites minerales o sintéticos. Estos aditivos deben ser dispersables en la fase continua del fluido.5 lb/gal. no pueden ser corridos en fluidos base aceite. Además existen áreas que requieren que el lodo y los recortes sean contenidos. La alta lubricación reduce el riesgo de pegas por presión diferencial.Las densidades de estos fluidos pueden ser bajos hasta 7. permitiéndoles perforar formaciones con presiones subnormales. 3.. además. lo cual puede promover reacciones alérgicas.Los fluidos base aceite proveen un mejor calibre de agujero sin lavar la formación salina. La inhalación de vapores de hidrocarburos pueden ocasionar irritaciones. Pueden ser guardados por largos periodos de tiempo. La capacidad de detección de surgencias o brotes se reduce por el uso de lodo base aceite. Resistividad y Dipmeter).Ofrece una alta lubricidad (reduce la fricción entre la pared del pozo y las tuberías). Estos lodos se hacen aún mas costosos cuando ocurren perdidas de circulación.. Los lodos base aceite pueden dañar las partes de goma del sistema de circulación.Perforación de Domos Salinos. el fluidos base aceite actúa como escudo sobre las tuberías. La formulación con agua salada evita la dilución de sal de formación dentro de la fase acuso emulsificada. DESCRIPCIÓN DE LOS ADITIVOS DE UN LODO BASE ACEITE Los lodos base aceite requieren de aditivos especiales. Se deben tomar precauciones especiales de cuidado en el contacto con la piel.La corrosión de las tuberías es controlada. Re-uso.. las bacterias no prosperan en los fluidos base aceite. Los aditivos de estos fluidos son muy estables térmicamente y no se degradan generando productos corrosivos. Se deben realizar modificaciones especiales a los equipos de perforación para minimizar las perdidas de lodo. DESVENTAJAS DE USAR FLUIDOS BASE ACEITE El costo inicial de los fluidos base aceite es alto. Lubricación. Los principales registros eléctricos (SP. debido a que el gas es soluble en el lodo..3. Perforación de Formaciones con Baja Presión (Subnormal).Los fluidos base aceite pueden ser reacondicionados para ser usados una y otra vez. Control de la Corrosión. Gelantes Organofilicos. Agentes Humectantes.. TIPOS DE PETRÓLEOS BASE USADOS A continuación se describen los petróleos base usados en la formulación de los fluidos base aceite: Petróleo Crudo. La gilsonita tiene una alta estabilidad a la temperatura (400 ºF)... 3. Este aditivo puede usarse en altas concentraciones sin que cause una elevada viscosidad (+/..Son químicos poderosamente humectantes del petróleo. Generan el aumento total de la viscosidad.. El lignito es tratado con aminas para hacerlo dispersable en petróleo.20 lb/bbl) Aditivos Asfálticos para perdidas de Fluidos. Las elevadas concentraciones pueden causar excesiva viscosidad y gelación del lodo.Son ácidos grasos de bajo peso molecular. Los aditivos sólidos y densificadores se humectan naturalmente con agua y estos agentes humectantes desplazan el agua y lo reemplazan con una capa de petróleo. También ayudan a la emulsificación del agua especialmente a altas temperaturas. Además tienen una viscosidad menor que el petróleo crudo o el diesel.. especialmente cuando su rendimiento se reduce por las altas temperaturas mayores a 400 ºF. Petróleos Refinados. los cuales son mas comúnmente usados para formular y mantener un fluido base aceite. Aceites Minerales. Típicamente están compuestos por Poliamidas.Tienen un contenido aromático menor que el diesel y son considerados menos tóxicos que el diesel.Usados como aditivos controladores de filtrado a altas temperaturas.Son constructores de viscosidad hechos de bentonita. Son elaborados en la emulsión a través de la reacción de la cal con una cadena larga de ácidos grasos.. por lo general no se excede de las 15 lb/bbl.Emulsificante Primario. Viscosificantes Poliméricos. Lignitos Organofílicos. en comparación al asfalto que no es estable por encima de los 350 ºF.Están compuestos por jabones de calcio... Modificador de la Reología. Ambientalmente son mas aceptables que el diesel o el petróleo 15 . Emulsificante Secundario.Estos son el diesel o kerosén...4.Generalmente consisten de gilsonita o derivados asfálticos.Aditivos suplementarios que de manera rápida y eficiente humectan con petróleo los sólidos antes de ser humectados con agua. El poliestireno sulfonatado de alto peso molecular es efectivo a temperaturas mayores a los 250 ºF.Son aditivos que incrementan la viscosidad en los fluidos base aceite en presencia de bentonita organofílica. hectorita o atapulguita tratados con aminas para hacerlos dispersables en petróleo.Puede ser usado en lugares donde el diesel no esta disponible en suficientes cantidades para formular y mantener un sistema de lodo base aceite. pero esta desciende con la temperatura. Presentan altas viscosidades a temperatura ambiente. Para perforar con fluidos neumáticos. Las altas presiones diferenciales permiten que los fluidos de formación de zonas permeables fluyan dentro del pozo.MI) (35% en peso de CaCl2. De todos el compreso es el elemento mas importante y costoso. como ser: compresores y potenciadores. Los fluidos Base Aire/Gas son ineficientes en áreas donde se encuentran grandes volúmenes de fluido de formación. Aditivos Principales de un Lodo Base Aceite (Sistema Versamul . pero son fácilmente biodegradables en agua de mar. que se comportan como un derivado del petróleo en las operaciones de perforación.5 8 – 10 Función Emulsificante Primario Agente Humectante Alcalinizante Arcilla Organofilica Controlador de Filtrado 4. Un gran influjo de fluidos de la formación requiere convertir el fluido neumático en un sistema de fluidos base líquido.Son compuestos orgánicos no petroleros. 16 . se requiere de la implementación de equipos adicionales a los usados con los fluidos de perforación convencionales. lo que ocasionaría un incremento en las perdidas de circulación o el daño a las zonas productivas. Los recortes son literalmente soplados de la superficie cortante de la cabeza del trepano como resultado de la enorme presión diferencial. FLUIDOS NEUMATICOS Los Fluidos Neumáticos (Base Aire/Gas) son usados en la perforación de zonas depletadas (Perforación Bajo Balanceada) o áreas donde pueden encontrarse formaciones con presiones anormalmente bajas.Aceites Sintéticos.. cabezas rotatorias. Son mas caros que los lodos OBM convencionales. pureza de sal de 96%) Aditivo Versamul (lb/bbl) Versacoat (lb/bbl) Cal (lb/bbl) VG-69 (lb/bbl) Versatrol (lb/bbl) 70:30 6–8 1–2 6–8 2–4 4–6 80:20 8 – 10 1–2 8 – 10 2–3 6–8 90:10 8 – 10 2–3 8 – 10 1 – 1. No son térmicamente estables. Una ventaja de los fluidos neumáticos sobre los sistemas de lodos líquidos puede verse en el incremento del régimen de penetración. Los fluidos neumáticos no son recomendados para pozos mayores a 10000 pies porque el volumen de aire requerido para levantar los recortes desde el fondo del pozo llega a ser tan grandes que la capacidad de entrega del equipo de superficie no abastece. bombas de inyección de químicos (para agentes espumantes o inhibidores de corrosión) y generadores de espuma. Fluidos de Perforación Tipo Niebla Usados para perforar zonas que producen mas agua y que pueden ser adecuadamente absorbidos a través de la adición de un agente secante. Evaluación inmediata y continua de los hidrocarburos. Fluidos de Perforación de Aire Seco Usado para perforar formaciones duras. 4. Este sistema usa aire seco o gas natural para enfriar y lubricar el trepano. Mejor control en áreas de pérdidas de circulación. Niebla.2.Los tipos de fluidos de perforación neumáticos son: Aire Seco (Aire o Gas Natural). remueve los recortes alrededor del trepano y los acarrea a superficie donde son atrapados en redes especiales al final de la línea de flujo. Lodo Aireado (Gasificado) Las ventajas de usar este tipo de fluidos incluye: Mayores velocidades de penetración. Se inyecta 17 . Espuma. Daño a la formación mínimo (usualmente) a las zonas productoras. Mayor Vida del Trepano. 4. donde no se espera encontrar flujos de agua o petróleo o en áreas donde la perforación de zonas acuíferas es escaso.1. 4. Los gases que mas se usan para inyectar al lodo son el aire y el nitrógeno. régimen de penetración. surfactantes e inhibidores de la corrosión. Fluidos de Perforación Gasificados o Aireados El aire o gas pueden ser usados para reducir la densidad del lodo y por ende la presión hidrostática del lodo. La intrusión de mayor cantidad de agua. arcillas. requiere convertir este tipo de lodo en un fluido tipo espuma. niebla o espuma. Lodos Líquidos Ventajas Alta ROP en formaciones secas Fluido de Bajo Costo Mayor Vida del Trepano Fácil de correr Desventajas No tolera el agua Problemas de ruido y polvo en la locación Excesiva erosión en el tope del pozo. tipo de formación. Se pueden provocar incendios en el fondo del pozo. Requiere de equipo especial adicional en el pozo 18 . Se puede hacer la transición de un fluido tipo niebla a un fluido tipo espuma cuando nos encontremos con problemas de erosión del pozo. pérdidas de fluido o influjos de agua. Fluidos de Perforación Tipo Espuma Se diferencia del fluido tipo niebla en el sentido que la espuma puede contener una mezcla de agua. Este sistema puede ser usado cuando las condiciones del fondo del pozo prohíban el uso de gas seco.4. la cantidad de agua a inyectar dependerá del tamaño del agujero. 4. polímeros.agua en superficie para permitir generar niebla. al encontrar hidrocarburos Menores problemas para la disposición La limpieza del pozo dificulta determinar de lo desechos la cantidad de recorte removido Identificación inmediata y continua de Requiere personal con experiencia los hidrocarburos Elimina las perdidas de circulación Limita la caracterización del reservorio debido a que los recortes son pulverizados. inadecuada limpieza del pozo. Ventajas y Desventajas de Perforar con Fluidos Aireados Gas Seco Vs.3. etc. debe ser estable con el tiempo y la temperatura. prevenir el colapso de la tubería de revestimiento y el reventón de la sarta de producción. Niebla o Aire Seco Ventajas Potencialmente constructora de revoques Desventajas Incrementa los costos del lodo y de químicos.1. 5. Adicionalmente el fluido debe poder ser bombeado y no debe dañar los sellos del empaquetador. Aire Seco Ventajas Desventajas Todas las ventajas presentadas por lo Requiere mayor volumen de aire fluidos de aire seco Grandes influjos de agua son mas Es corrosivo manejables Mayor interacción entre el agua y las arcillas Aditivos químicos incrementa costo Ventajas y Desventajas de Perforar con Fluidos Aireados Espuema Vs. así como proteger de la corrosión y facilitar la recuperación de la sarta de producción. gas o contaminación por calcio. 5. Propiedades de los Fluidos de Empaque 19 . además que debe ser económico. no debe permitir que los sólidos caigan sobre el packer. FLUIDOS ESPECIALES . Pierde la capacidad de acarreo de sólidos cuando se encuentran petróleo.FLUIDOS DE EMPAQUE Son lodos diseñados para ser dejados en el espacio anular entre la tubería de producción y el revestimiento. Un buen fluido de empaque no debe ser corrosivo. Las funciones primarias de un fluido de empaque incluyen proveer el control de la presión de la formación.Ventajas y Desventajas de Perforar con Fluidos Aireados Niebla Vs. secuestrantes de gases (O 2.ZnBr2. Los fluidos base agua. densidad 1.0 gr/cc. Que este libre de sólidos indeseables.31 hasta 2.30 gr/cc. Base Agua a) b) c) d) Agua tratada con densidad de 1. es que no dañan el medio ambiente y son de menor costo. que varía su densidad desde 1. Una de la ventajas principales de los fluidos de empaque base agua. 20 . con densidades de 0. Las características de los fluidos base aceite y base agua son los siguientes: Base Aceite a) b) c) d) Emulsiones libres de sólidos. Son particularmente usados en pozos profundos y con altas temperaturas.CaBr2. No ser corrosivo. Diesel o aceite estabilizado. Son mínimanente corrosivos y no son susceptibles de degradación bacteriana.39 gr/cc.19 gr/cc. Que no dañe al medio ambiente.Las propiedades más adecuadas para diseñar los fluidos de empaque deben se las siguientes: a) b) c) d) e) f) g) Estable a condiciones de elevada temperatura y presión. con densidades de 0. En la actualidad son los de mator demanda. CO2 y H2S) y algunos biocidas y viscosificantes como complementos. para cumplir sus funciones como fluidos de empaque de manera eficaz. alcalinizantes. Salmuera Sódica.94 gr/cc. Que evite la formación de Bacterias. con densidad de 1. por su naturaleza química.84 gr/cc. Tipos de Fluidos de Empaque Los fluidos de empaque pueden ser base agua y base aceite. Que facilite la recuperación de la sarta de producción 5.2.03 a 1.2 a 1. La elección del tipo de fluido depende de la naturaleza del diesel ya que es un solvente no polar. Salmuera Cálcica. Que no cause daños a las formaciones productoras. Salmueras mezcladas de 2 o 3 tipos de sales: CaCl2. Los base aceite presentan una mayor estabilidad que los fluidos preparados con agua.84 a 0. requieren el empleo de agentes químicos especiales como los inhibidores de corrosión. deshidratado.