Determinacion de la densidad en lodos de perforacion

INTRODUCCIÓN

El lodo de perforación es un líquido que circula a través de la sarta de perforación hasta la barrena y regresa a la superficie por el espacio anular. Hasta la fecha un pozo de gas o petróleo no se puede perforar sin este concepto básico del lodo circulante.
En general, los lodos de perforación tendrán muchas propiedades que son benéficas para la operación, pero también algunasotras que no son deseables. Un ejemplo de estas propiedades es la densidad que está definida como el peso por unidad de volumen y es una de las principales propiedades del lodo de perforación, a la cual también se le conoce como peso del lodo. La densidad del lodo debe ser suficiente para contener el ó los fluidos de la formación, pero su valor no debe ser demasiado alto como para fracturarla yoriginar altas presiones hidrostáticas. Esta propiedad se mide con una balanza de lodos y se expresa en Lb/gal, Lb/pies3 y Lb/BL.

BASES TEÓRICAS

Definiciones Básicas:
* DENSIDAD: Es la relación existente entre la masa de un cuerpo o una sustancia y su volumen, es decir, la masa contenida en la unidad de volumen del mismo.

* BALANZA DE LODOS: Se compone principalmente de una basesobre la cual descansa un brazo graduado con un vaso, tapa, cuchillo, nivel de burbuja de aire, caballero y contrapeso.

* BENTONITA: Es el material más usado en la preparación de lodos base agua. Es una arcilla comercial que sirve para dar viscosidad y control de filtrado a los lodos de perforación.

* GRAVEDAD ESPECÍFICA: Es la relación existente entre la densidad absoluta de unasustancia y la densidad de una sustancia de referencia, donde esta última para el caso de los líquidos es el agua y para los gases es el aire.

* PRESIÓN DE PORO O PRESIÓN DE FORMACIÓN: Es la presión de os fluidos contenidos dentro de los espacios porosos de una roca.

* PRESIÓN HIDROTÁTICA: Es la presión que ejerce un fluido en cualquier punto de su longitud. La presión hidrostática estáen función de la densidad promedio del fluido y de la altura vertical o profundidad de la columna de fluido.

La densidad es una de las principales propiedades del lodo, cuya función es mantener los fluidos contenidos dentro del hoyo en el yacimiento durante la perforación. Adicionalmente, mantiene las paredes del hoyo al transmitir la presión requerida por las mismas. La densidad de cualquierlodo está directamente relacionada con la cantidad y gravedad específica promedio de los sólidos en el sistema. La densidad máxima del lodo que se requiere en la perforación de un pozo, está determinada por el gradiente de presión. La presión de poro a una profundidad dada, muy frecuentemente excede la presión ejercida por el peso de la tierra, sobre la profundidad evaluada (presión desobrecarga).
Hay algunas variaciones en las presiones de sobrecarga asumidas en diferentes áreas de perforación. La presión de sobrecarga es tomada en la mayoría de las áreas como 1 psi/pie de profundidad.
Para prevenir la entrada de fluidos desde la formación al hoyo, el lodo debe proveer una presión mayor a la presión de poros encontrada en los estratos a ser perforados. Un exceso en la densidad delfluido puede ocasionar la fractura de la formación con la consiguiente pérdida de fluido de control. La capacidad de sostener y transportar los ripios en un lodo aumenta con la densidad.
En el pasado, una gran cantidad de materiales fueron utilizados como agentes densificantes para el lodo, tales como barita, óxido de hierro, sílica amorfa, carbonato de calcio y arcillas nativas. De todos estosmateriales en la actualidad es la barita la más utilizada debido a su bajo costo, alta gravedad específica y por ser inerte.
La hemática y la galena son utilizadas para zonas en donde es necesario un lodo extremadamente pesado para contener la presión de la formación. El máximo peso obtenido con barita, es aproximadamente 21 lpg, mientras que con galena se pueden lograr densidades sobre 30 lpg....