Fluidos de perforacion

Fundamentos de Fluidos de Perforación Perforación

Ing. Carlos Bracho.

Contenido
• Antecedentes • Composición de un Fluido de Perforación • Tipos de Fluido • Reología de un Fluido y modelos Reologicos • Sistema de Circulación del Lodo • Funciones de los Fluidos de Perforación • Propiedades Básicas de los Fluidos • Tipos de Fluido de Perforación • Fluidos Base Agua y Base Aceite • Problemasde Campo (Contaminaciones-Análisis y Solución)

Antecedentes
• En el año 1915, cuando la perforación era a percusión, la acumulación de roca triturada en el fondo entorpecía el avance de la perforación. Para esto se agregaba agua al hoyo para formar una mezcla aguada fácil de extraer con el achicador. Para las cuadrillas lo extraído se le llamaba lodo, termino hoy aplicable al fluido deperforación. • En 1916 Lewis y Mc Murray: Mezclaron agua con materiales arcillosos y detectaron que la arena, ripios y materiales similares permanecian suspendidos. • Strond en 1921 establece el uso de aditivos y la utilización de Barita y Oxido de Hierro para densificar el lodo • En 1929 aparece la Bentonita como agente suspensivo y gelificante. • En 1931, Marsh mide la viscosidad del lodo mediante elEmbudo Marsh. • En 1937 se utiliza el Filtroprensa para medir la perdida de filtrado del lodo

¿Que es un Lodo de Perforación?
Es un fluido de características físicas y químicas apropiadas para hacer rápida y segura la perforación de un pozo. Puede ser aire, gas, agua o petróleo, o combinaciones de los mismos, con contenido de sólidos. No debe ser corrosivo, toxico ni inflamable; resistente ala temperaturas e inmune al desarrollo de bacterias.

¿Su Composición Básica?
Fase liquida Agua o Aceite
. . . . . . . Fosfatos Pirofosfatos Tetrafosfatos Taninos Humectantes Quebracho Lignitos . . . . . . Lignosulfonatos Bicarbonato deSodio Soda Caustica Surfactantes Corteza de Mangle Otros

+

Fase solida

+

Aditivos Químicos

Reactivos (Arcillas comerciales, solidos Perforadoshidratables) Inertes (Barita, solidos perforados no reactivos, Arena, Calizas, Sílice, Dolomita)

Tipos de Fluidos Tipos de Fluidos
Newtonianos: Son aquellos donde la tensión de corte es Directamente proporcional a la velocidad de corte
(Agua, Diesel, Glicerina)
Tensión de Corte a.C.= m x Veloc.corte Donde: m: Pendiente Tc: Tensión de Corte

m

Viscosidad Constante
Velocidad de CorteTensión de Corte

No-Newtonianos: Requieren cierta Tensión de Corte para adquirir movimiento”
(Punto Cedente verdadero)

Visc = Tc / Vc

Depende de: Tipo de Fluido Velocidad de Corte

Velocidad de Corte

Viscosidad Variable

Reología de un Fluido Reología de un Fluido
Reología: Es la ciencia del flujo y deformación de la materia, que describe el comportamiento de los lodos e en elespacio anular. Estos dependen de la interrelación entre:

Velocidad de corte (seg-1) Velocidad de corte (seg-1)

Tensión de corte (Dinas/cm2) Tensión de corte (Dinas/cm2)

Factores que afectan la Reología
Temperatura Temperatura Viscosidad Viscosidad (Embudo y Plástica) (Embudo y Plástica) Deposición de sólidos

Degradación del Lodo Tiempo Gel Gel Presión: Poco afecta a las Propiedadesreológicas

Modelos Reológicos Modelos Reológicos
Estos permiten explicar el comportamiento del lodo
Modelo Plástico de Bingham Viscosímetro 2 Velocidades 600 y 300 Modelo Ley Exponencial
A velocidades bajas de corte, las Tensiones de Corte obtenidas del modelo de Bingham superan las verdaderas tensiones de Corte verificadas en el lodo

Viscosidad Plástica
VP= L600 - L300

Punto CedentePC= L300 -VP

Este modelo esta basado en las lecturas a 300 y 600 rpm cuyos valores corresponden a la siguiente ecuación:

EC = K x TC

n

K: Factor de consistencia del flujo laminar n: Indice de Comportamiento del flujo laminar

300

600

Sistema de Circulación del Lodo Sistema de Circulación del Lodo

Bombas de Lodo Conexiones de Superficie Tubo Vertical (Stand Pipe) Manguera...