Aditivos petroleros

ADITIVOS QUE HACEN LA DIFERENCIA EN EL DESEMPEÑO DE FLUIDOS BASE ACEITE O SINTÉTICOS Lirio Quintero y Yohnny Gonzalez – Baker Hughes INTEQ

RESUMEN Los fluidos de perforación base aceite han evolucionado considerablemente para cumplir con condiciones de perforación más exigentes como las encontradas en pozos profundos de ATAP (alta temperaturas y alta presiones), pozos de largo alcance, ynuevas regulaciones ambientales. Como resultado de esto una gran cantidad de productos entre los que se cuentan controladores de filtrado, lubricantes y modificadores reológico están disponibles en el mercado. Sin embargo, la mayoría de ellos tienen limitaciones a altas temperaturas y pueden causar daños a la formación. Como una solución alterna que sobreponga las limitaciones existentes, hemosdesarrollado la aplicación de nuevos aditivos que incluyen surfactantes y macromoléculas que combinan polímeros sintéticos en fluidos base aceite y sintéticos. En este trabajo se presentan los resultados de laboratorio y campo de las formulaciones desarrolladas, las cuales han sido utilizadas con éxito para minimizar pérdidas de fluidos y mantener propiedades reológicas a altas temperaturas, disminuirproblemas de torque y arrastre.

INTRODUCCIÓN La necesidad de fluidos de perforación que mantengan sus propiedades reológicas y de filtrado a altas temperaturas (mayores de 300 °F) es un hecho que continua afectando la optimización de la perforación de pozos petroleros. Aditivos solubles en aceite tales como surfactantes que poseen actividad interfacial y macromoléculas que combinan dos o tresmonómeros diferentes a lo largo de la cadena polimérica han surgido como una alternativa para perforar zonas que presentan elevadas temperaturas. Entre los monómeros utilizados se encuentran los acrilatos, estireno, butadieno, propileno, etileno, etc., que generan macromoléculas solubles en aceite llamadas copolímeros, que pueden ser usadas en

fluidos de perforación como modificadores reologicosy/o agentes de control de filtración.1, 2 Las propiedades de estas macromoléculas son altamente influenciadas por la composición química y la secuencia de los monómeros que ellos contienen. La secuencia exacta de los monómeros a lo largo de la cadena puede variar, según la reactividad relativa de cada monómero durante el proceso de copolimerización.3 La Figura 1 ilustra las estructuras posibles decopolímeros que contienen A y B como unidades repetidas de monómeros. Varias consideraciones son necesarias para la selección apropiada de copolímeros que mantengan las propiedades reológicas y de filtrado de los fluidos de perforación base aceite a altas temperaturas. Estas consideraciones incluyen el proceso de copolimerización, combinaciones de monómeros, y el peso molecular resultante delcopolímero. Asociación de copolímeros en solución: Los copolímeros tienen la tendencia de formar diversas estructuras ordenadas cuando se colocan en un solvente, en el caso particular de fluidos de perforación este solvente es la base sintética o aceite. Estas estructuras de fases presentan propiedades reológicas muy diferentes a las de la mayoría de los aditivos tradicionales usados en formulacionesbase aceite.4, 5 La selección de un aceite o base sintética apropiada para una molécula de copolímero es muy importante, puesto que la adecuada combinación aceite-copolímero determina la creación de estructuras ordenadas. Además, algunos copolímeros forman asociaciones con surfactantes (ver la Figura 2) y con las arcilla organofílica. Estas asociaciones generan cierta visco-elasticidad en elfluido, lo cual repercute en un mejor acarreo de ripios y limpieza de hoyo. Estas asociaciones varían con la temperatura y concentración del aditivo y hasta ahora se ha demostrado que son muy estables a altas temperaturas. Lubricantes solubles en fluidos base aceite: La lubricidad de un fluido base aceite puede mejorarse con la aplicación de aditivos especiales del tipo surfactantes, los cuales...