CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN TÉCNICO PETROLERO EN PERFORACIÓN Y PRODUCCIÓN LIC. ÁNGEL CONTRERAS CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Los fluidos de perforación pueden clasificarse en: • Fluidos de perforación base agua • Fluidos de perforación base aceite • Fluidos de perforación aireados CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base agua: Son los fluidos más usados a nivel mundial en perforación. En este sistema por lo general el agua dulce es la base del fluido, a la cual se le adicionan arcillas, polímeros, densificantes y algunos otros aditivos para el control de algunas variables CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base agua: Fase líquida: Agua principalmente, aceite cuando se emulsiona Base agua Fase sólida: Material densificante y viscosificante (barita y bentonita) Fase química: Productos químicos CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base agua: Lodos no dispersos: • Presentan composición básica de agua y bentonita sódica. • No contienen adelgazantes. • Se denominan lodos primarios. • No soportan altas temperaturas. • Afectan arcillas sensibles. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base agua: Lodos calados: • Se obtienen por adición de cal apagada Ca(OH)2 y yeso en altas concentraciones. De esta forma la arcilla bentonítica sódica se transforma en arcilla cálcica (lodos calados). • Controla perforaciones de gas. . CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base agua: Lodos dispersos: • Se utilizan para perforar a grandes profundidades o en formaciones altamente problemáticas. • Presentan como característica principal, la dispersión de arcillas constitutivas (adición de lignitos que disminuyen la viscosidad). • Alta resistencia a la temperatura. . CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base agua: Lodos salinos: • Son aquellos cuya fase continua es agua salada. Con una concentración mínima de 10000ppm de NaCl (1% en peso). • Utiliza como fase dispersa la arcilla attapulguita. • Se usan para perforar formaciones salinas o formaciones afectadas por la presencia de agua dulce. . CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base agua: Lodos salinos: • Se clasifican en: • Salobres: con una [] entre 10000 y 35000 ppm. • Salados: con una [] entre 35000 y 350000 ppm. • Saturados con sal: con una [] 350000 ppm. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base aceite: Son aquellos en los cuales el aceite es la base del fluido. Se le denomina “lodo base aceite” si su contenido de agua es de 1 a 15 %, y si su contenido es de 15 a 50 % de agua se denomina “emulsión inversa”. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base aceite: Fase líquida: Aceite, con una fase de agua dispersa Base agua Fase sólida: Material (barita) densificante Fase química: Emulsificantes CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base aceite: • Aumentan la rata de perforación. • Evitan la corrosión de la broca y sarta. • Evitan daño de formación • Evitan problemas de arcillas sensibles. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base aceite: • Son estables a altas temperaturas (200 ºF). • Su principal desventaja se encuentra en: costo inicial y mantenimiento, dificultad de identificar zona productoras por medio de los cortes. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base aceite (OBM): • Son lodos cuya fase continua o externa corresponde a petróleo crudo o minerales de éste. Sus propiedades dependen de: • Relación aceite/agua. • Tipo de emulsificador y concentración. • Contenido de sólidos. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación base aceite (OBM): Usos: • Perforación y corazonamiento de zonas productoras. • Perforación con problemas de estabilidad de pozosarcillas sensibles. • Perforación de pozos profundos a altas temperaturas y presiones. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación aireados: Incluyen aire, gas, espumas o lodos aireados que son utilizados en zonas cuyos gradientes de presión de fractura son muy bajos • Formaciones muy porosas. • Formaciones cavernosas. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación aireados: • El aire que más comúnmente se usa es gas comprimido para limpiar el pozo, también se usa gas natural. Se presentan problemas: • Regulación de la presión del gas. • Influjo de los fluidos de formación. • Erosión del pozo. • El aspecto más importante consiste en mantener la velocidad del gas (3000ft/min). CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación aireados: Espuma de perforación • Es una combinación agua o polímetro/bentonita mezclada con un agente espumante y aire de un compresor para formar las burbujas. • La espuma actúa como agente transportador y removedor de los cortes generados. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación aireados: Espuma de perforación • Requiere menos volúmenes que el aire para la perforación. • Permite mejorar la estabilidad del pozo debido a una delgada costra formada en la pared del hueco. • Presentan flujo continuo y regular en las líneas. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación aireados: Lodos aireados • Puede ser un lodo base agua el cual se adhiere aire. • Presenta menos presión hidráulica y tendencia a fracturar formaciones débiles. • Reduce perdidas de circulación en áreas muy porosas y con bajo gradiente de fracturas. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Fluidos de perforación aireados: Lodos aireados • Peso de 4 a 6 lb/gal. • Permite alcanzar altas ratas de perforación. Equipos requeridos: • Compresor de aire • Separador de aire en la líneas de flujo. • Tanque de descargas CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Factores ambientales • Aspectos de seguridad • Domos salinos • Alta temperatura y presión • Pérdida de circulación • Lutitas hidrófilas • Logística CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Factores ambientales Zonas Marinas Fluorescencia Bioacumulación Biodegradación Zonas Terrestres Contenido de cloruros Metales pesados pH y contenido de aceite CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Aspectos de seguridad – Ejercer un control efectivo de la presión de formación – Realizar una limpieza efectiva del pozo – Mantener control sobre los contaminantes del área – Permitir la rápida densificación CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Aspectos de seguridad – Ejercer un control efectivo de la presión de formación – Realizar una limpieza efectiva del pozo – Mantener control sobre los contaminantes del área – Permitir la rápida densificación CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Domos salinos (principales problemas) – Descalibre del pozo – Flujos de sal – Flujos de agua salada – Incremento de la densidad – Pérdidas de circulación – Contaminación del fluido de perforación CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Domos salinos “La mejor solución en estos casos es utilizar un fluido de perforación base aceite saturado con sal” CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación •Alta temperatura y presión (principales problemas) – Gelificación – Asentamiento de la barita – Inestabilidad térmica – Variaciones en la densidad (disminución) CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación •Alta temperatura y presión “En estas condiciones el fluido base aceite (emulsión inversa) es el que tiene el mejor desempeño” CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Pérdida de circulación (problemas) – Manejo de grandes volúmenes de lodo – Logística – Costo CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Pérdida de circulación “En estos casos el fluido base agua es el más recomendado, y de ser posible fluidos aireados” CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Lutitas hidrófilas “En el caso de la presencia de Lutitas hidrófilas (que absorben agua), lo más recomendable es el uso de fluidos base aceite” CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Factores a considerar para la selección de un lodo de perforación • Logística “Se debe considerar el acarreo de material químico y fluidos para la preparación del lodo, si el lugar es de difícil acceso es preferible un lodo base agua, y si es costa afuera lo mejor es un lodo preparado con agua de mar” CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Programa de fluidos El diseño de fluidos se establece en función de la litología, daño a la formación, temperatura, hidráulica, geometría del pozo, profundidad, logística y restricciones ambientales del lugar. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Programa de fluidos Debe especificar • Tipos de fluidos a utilizar por etapa • Los rangos de densidades necesarios para balancear las presiones • Los aditivos requeridos por los fluidos para cada etapa • Problemas esperados y procedimientos de control
