DE LA FUERZA ARMADA

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LA FUERZA ARMADA

NÚCLEO GUÁRICO- EXTENSIÓN EL SOCORRO

ING. PETRÓLEO 8VO SEMESTRE

SECCIÓN ING-P-85-001

PROFESOR: INTEGRANTES:

Ing. José Ignacio Correa TAYRY VILLAHERMOSA

Mayo, 2014.

INTRODUCCIÓN

Como se sabe los fluidos de perforación son sustancias que permiten garantizar el proceso de perforación ofreciendo mayor seguridad en su ejecución, tomando en cuenta las altas presiones, la circulación de fluido sin olvidar que estos fluidos son sustancias químicas y/o físicas adecuadas para este tipo de labores y que pueden ser líquidos, gaseosos e incluso combinaciones de diferente contenidos sólidos.

Es por ello que en el presente instrumento se tratará de recoger información sobre los fluido de perforación, los objetivos principales de estos fluidos, composición de los mismos, tipos, funciones, características físicas, químicas y geológicas, características del filtrado, sistemas de circulación, equipos del lodo de perforación, relación de volumen y densidad y, es que con el pasar del tiempo, el perfeccionamiento de los equipos, las nuevas tecnologías y los tratamientos en los procesos de perforación entre otros factores que enfrenta el mundo productivo de la Venezuela de hoy, los yacimiento y pozos petroleros poseen la garantía de manejo y ejecución al momento de perforar y obtener los mejores resultados.

Definición de fluidos

Es una sustancia que se deforma continuamente cuando es sometida a un esfuerzo por muy pequeño que sea.

El fluido de perforación es un líquido o gas que circula a través de la seria de perforación hasta la mecha o broca y regresa a la superficie por el espacio anular existente (ciclo).

Un ciclo, es el tiempo que se requiere para que la bomba mueva el fluido de perforación hacia abajo del hoyo y de regreso a la superficie, esto es conocido a nivel de campo como: darle una circulación al Fluido completa en un Sistema de Circulación principal.

Composición de los Fluidos de Perforación.

La composición de los fluidos dependerá de las exigencias de cada operación de perforación en particular. La perforación debe hacerse atravesando diferentes tipos de formación, que a la vez pueden requerir diferentes tipos de fluidos

Tipos de Fluidos de Perforación.

Un fluido de perforación se puede clasificar por la naturaleza de su base fluida continua. Se clasifican en tres tipos:

• Fluidos a base de agua: estos son fluidos en donde el agua es la base continua. El agua puede ser agua dulce, salobre o agua de mar. Lo que sea más conveniente y adecuado para el sistema o que está disponible.

• Fluidos a base de aceite: constituyen una emulsión de agua en aceite, es decir, una emulsión inversa donde la fase dispersa es agua y la fase continua al igual que el filtrado es aceite el agua no se disuelve o mezcla con aceite sino que permanece suspendida actuando cada gota como una partícula sólida.

• Fluidos a base de gas.

Y de acuerdo a su comportamiento de flujo:

• Newtonianos y no newtonianos.

Funciones del Fluido de Perforación.

El Fluido de Perforación es un fluido de características químicas y físicas apropiadas, que puede ser aire o gas, agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de sólidos. No debe ser tóxico, corrosivo ni inflamable, pero sí inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales y además, estable a altas temperaturas. Debe mantener sus propiedades según las exigencias de las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias.

El objetivo principal que se desea lograr con un fluido de perforación, es garantizar la seguridad y rapidez del proceso de perforación, mediante su tratamiento a medida que se profundizan las formaciones de altas presiones, la circulación de dicho fluido se inicia al comenzar la perforación y sólo debe interrumpirse al agregar cada tubo, o durante el tiempo que dure el viaje que se genere por el cambio de la mecha.

Entre sus principales Funciones se encuentran:

• Transportar los Ripios de Perforación, Derrumbes o Cortes desde el Fondo del Hoyo hasta la Superficie:

Los ripios de perforación deben ser retirados del pozo a medida que son generados por la rotación de la mecha; para lograrlo, el fluido de perforación se hace circular dentro de la columna de perforación y con la ayuda de la mecha se transportan los recortes hasta la superficie, subiendo por el espacio anular. La remoción eficaz y continua de los ripios, depende del tamaño, forma y densidad de los recortes, de la velocidad de penetración, rotación de la columna de perforación y de la viscosidad, siendo el parámetro más importante, la velocidad anular del fluido de perforación, el cual depende del caudal o régimen de bombeo y para esto, el fluido debe ser bombeado a la presión y volumen adecuado, logrando que el fondo del hoyo se mantenga limpio.

Proceso de remoción de ripios y vista macroscópica de ripios desprendidos de la formación al girar la mecha

• Mantener en suspensión los ripios y material densificante cuando se detiene la circulación:

El fluido de perforación debe tener la capacidad de suspender los recortes de perforación y el material densificante cuando la fuerza de elevación por flujo ascendente es eliminada y estos caen al fondo del hoyo al detener la circulación.

Esta característica del fluido de perforación, se puede lograr gracias a la propiedad tixotrópica que pueden poseer algunos de ellos, la cual le permite al fluido de perforación mantener en suspensión las partículas sólidas cuando se interrumpe la circulación y luego depositarlos en la superficie al reiniciar la misma. Así mismo, bajo condiciones estáticas la fuerza de gelatinización debe evitar que el material densificante se precipite en los fluidos más pesados.

• Controlar las presiones de la formación:

El fluido de perforación se prepara con la finalidad de contrarrestar la presión natural de los fluidos en las formaciones. Se debe alcanzar un equilibrio justo, es decir, un equilibrio tal en el que la presión ejercida por el fluido de perforación (presión hidrostática) contra las paredes del pozo sea suficiente para contrarrestar la presión que ejercen los fluidos que se encuentran en las formaciones, el petróleo y el gas; pero que no sea tan fuerte que dañe el pozo. Si el peso del fluido de perforación fuese muy grande, podría provocar la fractura de la roca y el fluido de perforación se perdería hacia la formación.

• Limpiar, enfriar y lubricar la mecha y la sarta de perforación:

A medida que la mecha y la sarta de perforación se introducen en el hoyo, se produce fricción y calor. Los fluidos de perforación brindan lubricación y enfriamiento mediante la capacidad calorífica y conductividad térmica que estos poseen, para que el calor sea removido del fondo del hoyo, transportado a la superficie y disipado a la atmósfera, y así permitir que el proceso de perforación continúe sin problemas y se pueda prolongar la vida útil de la mecha.

La lubricación puede ser de especial importancia para los pozos de alcance extendido u horizontales, en los que la fricción entre la tubería de perforación, la mecha y la superficie de la roca debe ser mínima. Esta característica de los fluidos de perforación puede aumentarse agregando emulsificantes o aditivos especiales al fluido de perforación de perforación que afecten la tensión superficial.

• Prevenir derrumbes de formación soportando las paredes del hoyo:

La estabilidad del pozo depende del equilibrio entre los factores mecánicos (presión y esfuerzo) y los factores químicos. La composición química y las propiedades del fluido de perforación deben combinarse para proporcionar la estabilidad del pozo hasta que se pueda introducir y cementar la tubería de revestimiento. Independientemente de la composición química del fluido de perforación, el peso de debe estar comprendido dentro del intervalo necesario para equilibrar las fuerzas mecánicas que actúan sobre el pozo (presión de la formación, esfuerzos del pozo relacionados con la orientación y la tectónica).

La inestabilidad del pozo se identifica por el derrumbe de la formación, causando la reducción del hoyo, lo cual requiere generalmente el ensanchamiento del pozo hasta la profundidad original. Además, el fluido de perforación debe ofrecer la máxima protección para no dañar las formaciones productoras durante el proceso de perforación.

• Suministrar un revoque liso, delgado e impermeable para proteger la productividad de la formación:

Un revoque es un recubrimiento impermeable que se forma en la pared del hoyo, debido al proceso de filtración, la cual puede ocurrir bajo condiciones tanto dinámicas como estáticas, durante las operaciones de perforación. La filtración bajo condiciones dinámicas ocurre mientras el fluido de perforación está circulando y bajo condiciones estática ocurre durante las conexiones, los viajes o cuando el fluido no está circulando.

• Ayudar a soportar, por flotación, el peso de la sarta de perforación y del revestimiento:

La inmersión de la tubería de perforación en el fluido produce un efecto de flotación, lo cual reduce su peso y hace que se ejerza menos presión en el mecanismo de perforación; puesto que, con el incremento de la profundidad de perforación el peso que soporta el equipo se hace cada vez mayor, con lo cual el peso de una sarta de perforación o de revestimiento puede exceder las 200 toneladas y esto puede causar grandes esfuerzos sobre los equipos de superficie.

El peso de la sarta de perforación y la tubería de revestimiento en el fluido de perforación, es igual a su peso en el aire multiplicado por el factor de flotación. A medida que aumenta el peso del fluido de perforación, disminuye el peso de la tubería.

• Transmitir la potencia hidráulica a la formación por debajo de la mecha:

En perforación de pozos, cuando se habla de hidráulica se hace referencia a la relación entre los efectos que pueden causar la viscosidad, la tasa de flujo y la presión de circulación sobre el comportamiento eficiente del fluido de perforación.

Durante la circulación, el fluido de perforación es expulsado a través de las boquillas de la mecha a gran velocidad. La energía hidráulica hace que la superficie por debajo de la mecha esté libre de recortes para así maximizar la velocidad de penetración; ya que, si estos no son removidos la mecha sigue retriturando los viejos recortes, lo que reduce la velocidad de penetración. Esta energía también alimenta los motores de fondo que hacen girar la mecha. Las propiedades geológicas ejercen influencia considerable sobre la potencia hidráulica aplicada y por lo tanto deben mantenerse en valores adecuados.

De acuerdo con el Instituto Americano del Petróleo (API), las propiedades del fluido a mantener durante la perforación del pozo son físicas y químicas.

Características física, químicas y reológicas.

Propiedades físicas

Densidad o peso: Es la propiedad del fluido que tiene por función principal mantener en sitio los fluidos de la formación. La densidad se expresa por lo general en lbs/gal, y es uno de los dos factores, de los cuales depende la presión hidrostática ejercida por la columna de fluido. Durante la perforación de un pozo se trata de mantener una presión hidrostática ligeramente mayor a la presión de la formación, para evitar en lo posible una arremetida, lo cual dependerá de las características de la formación.

Propiedades reológicas.

Viscosidad API: Es determinada con el Embudo Marsh, y sirve para comparar la fluidez de un líquido con la del agua. A la viscosidad embudo se le concede cierta importancia práctica aunque carece de base científica, y el único beneficio que aparentemente tiene, es el de suspender el ripio de formación en el espacio anular, cuando el flujo es laminar. Por esta razón, generalmente no se toma en consideración para el análisis riguroso de la tixotropía del fluido. Es recomendable evitar las altas viscosidades y perforar con la viscosidad embudo más baja posible, siempre y cuando, se tengan valores aceptables de fuerzas de gelatinización y un control sobre el filtrado. Un fluido contaminado exhibe alta viscosidad embudo.

Viscosidad plástica: Es la viscosidad que resulta de la fricción mecánica entre: Sólidos y líquidos Líquido y líquidos Esta viscosidad depende de la concentración, tamaño y forma de los sólidos presentes en el fluido, y se controla con equipos mecánicos de Control de Sólidos. Este control es indispensable para mejorar el comportamiento reológico y sobre todo para obtener altas tasas de penetración (ROP). Una baja viscosidad plástica aunada a un alto punto cedente permite una limpieza efectiva del hoyo con alta tasa de penetración

Punto cedente: Es una medida de la fuerza de atracción entre las partículas, bajo condiciones dinámicas o de flujo. Es la fuerza que ayuda a mantener el fluido una vez que entra en movimiento. El punto cedente está relacionado con la capacidad de limpieza del fluido en condiciones dinámicas, y generalmente sufre incremento por la acción de los contaminantes solubles como el carbonato, calcio, y por los sólidos reactivos de formación.

Un fluido floculado exhibe altos valores de punto cedente.

La floculación se controla de acuerdo al causante que lo origina. Se usan adelgazantes químicos cuando es causada por excesos de sólidos arcillosos y agua cuando el fluido se deshidrata por altas temperaturas.

Resistencia o fuerza de gel: Esta resistencia o fuerza de gel es una medida de la atracción física y electroquímica bajo condiciones estáticas. Está relacionada con la capacidad de suspensión del fluido y se controla, en la misma forma, como se controla el punto cedente, puesto que la origina el mismo tipo de sólido (reactivo). Las mediciones comunes de esta propiedad se toman a los diez segundos y a los diez minutos, pero pueden ser medidas para cualquier espacio de tiempo deseado. Esta fuerza debe ser lo suficientemente baja para: Permitir el asentamiento de los sólidos en los tanques de superficie, principalmente en la trampa de arena. Permitir buen rendimiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulación Minimizar el efecto de succión cuando se saca la tubería Permitir el desprendimiento del gas incorporado al fluido, para facilitar el funcionamiento del desgasificador.

Filtrado API y a HP –HT (Alta presión – Alta temperatura): El filtrado indica la cantidad relativa de líquido que se filtra a través del revoque hacia las formaciones permeables, cuando el fluido es sometido a una presión diferencial. Esta característica es afectada por los siguientes factores: Presión Dispersión Temperatura Tiempo

Se mide en condiciones estáticas, a baja temperatura y presión para los fluidos base agua y a alta presión (HP) y alta temperatura (HT) para los fluidos base aceite.

Su control depende del tipo de formación. En formaciones permeables no productoras se controla desarrollando un revoque de calidad, lo cual es posible, si se tiene alta concentración y dispersión de sólidos arcillosos que son los verdaderos aditivos de control de filtración. Por ello, es práctica efectiva usar bentonita prehidratada para controlar el filtrado API.

pH: El pH indica si el lodo es ácido o básico. La mayoría de los fluidos base acuosa son alcalinos y trabajan con un rango de pH entre 7.5 a 11.5. Cuando el pH varía de 7.5 a 9.5, el fluido es de bajo pH y cuando varía de 9.5 a 11.5, es de alto pH.

% Arena: La arena es un sólido no reactivo indeseable de baja gravedad específica. El porcentaje de arena durante la perforación de un pozo debe mantenerse en el mínimo posible para evitar daños a los equipos de perforación. La arena es completamente abrasiva y causa daño considerable a las camisas de las bombas de lodo.

% Sólidos y líquidos: El porcentaje de sólidos y líquidos se determina con una prueba de retorta. Los resultados obtenidos permiten conocer a través de un análisis de sólidos, el porcentaje de sólidos de alta y baja gravedad especifica. En los fluidos base agua, se pueden conocer los porcentajes de bentonita, arcilla de formación y sólidos no reactivos de formación, pero en los fluidos base aceite, no es posible conocer este tipo de información, porque resulta imposible hacerles una prueba de MBT.

Propiedades químicas

Dureza: Es causada por la cantidad de sales de calcio y magnesio disuelta en el agua o en el filtrado del lodo. El calcio por lo general, es un contaminante de los fluidos base de agua.

Cloruros: Es la cantidad de iones de cloro presentes en el filtrado del lodo. Una alta concentración de cloruros causa efectos adversos en un fluido base de agua.

Alcalinidad: La alcalinidad de una solución se puede definir como la concentración de iones solubles en agua que pueden neutralizar ácidos. Con los datos obtenidos de la prueba de alcalinidad se pueden estimar la concentración de iones OH– CO3 = y HCO3 –, presentes en el fluido.

MBT (Methylene Blue Test): Es una medida de la concentración total de sólidos arcillosos que contiene el fluido.

Características del filtrado

La filtración es un proceso usado para remover los sólidos suspendidos en los fluidos. En el caso de los fluidos de perforación una adecuada elección de filtración puede eliminar los sólidos del fluido de manera que no se produzcan alteraciones o daños durante la operación.

Un fluido puede contener uno o más contaminantes como materiales densificantes, viscosificantes, recortes de perforación, lodos de perforación, óxidos, arenas, materiales incrustantes, sarro, escoria, cemento, grasa para roscas, parafinas, aditivos, polímeros, impurezas de sales. Entre otros. Por lo que se deben realizar esfuerzos técnicos y económicos para eliminar los diferentes contaminantes sólidos, sabiendo que, el uso de fluidos libres de sólidos previene el daño por la formación de tamponamiento.

Sistema de circulación de un taladro de perforación

Es el eje principal en el proceso de perforación y la función principal del sistema de circulación es la de extraer los recortes de roca del pozo durante el proceso de perforación, tomando en cuenta que este sirve de apoyo vital al sistema rotatorio durante las operaciones de perforación y de reacondicionamiento.

El sistema de circulación y sus elementos abarcan la mayor parte física del taladro y de igual manera las cuadrillas dedican gran parte del tiempo a este sistema. El sistema de circulación tiene equipos, materiales y áreas de trabajo necesarias para la preparación, el mantenimiento y la verificación de las características de la perforación y el lodo a emplearse.

En este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulación de lodo químico a alta presión, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno.

Es de vital importancia ya que sin este sistema el taladro no lograría penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, pues la fricción fuese tremenda y por consiguiente también la temperatura aumentaría y se fundiría la mecha.

El sistema está compuesto por equipos y accesorios, todos de forma y características diferentes, los cuales movilizan el lodo de perforación a través del sistema de circulación, por lo que permiten preparar el lodo, almacenarlo y bombearlo, hacia el pozo, estableciendo un circuito cerrado de circulación con retorno a los tanques, desde donde fue succionado por las bombas de lodo.

Los equipos y accesorios que componen el sistema son:

Tanque, Bomba, Línea horizontal, Línea o tubo vertical, Manguera de circulación, Polea o unión giratoria, Cuadrante (Kelly), Tubería o sarta de perforación, Lastrabarrena (Porta mecha), Barrena o mecha, Línea de retorno y Equipo separadores de sólidos o control de sólidos “Al hablar de sistema de circulación se tiene que el fluido realiza ciclos de circulación”

Ciclo del lodo

El fluido es circulado en un circuito cerrado durante el proceso de perforación.

Para comenzar la circulación se debe seleccionar un punto de partida y generalmente se parte de la bomba.

El lodo contenido en el tanque de succión situado a un extremo del tanque activo es succionado por la bomba que sería el punto de partida. Después que el lodo sale de las bombas a alta presión, este fluido viaja a través de los equipos y accesorios ya mencionados.

“Se puede deducir que el buen funcionamiento del sistema de circulación de perforación depende en gran medida de la buena operación de todos sus componentes”.

Componentes o equipos y accesorios del sistema de circulación

Área de Preparación del Fluido: Es el área donde se encuentra almacenado los materiales a utilizar para la perforación del pozo, así como los tanques y equipos utilizados para tal fin.

Depósitos de química: Es el sitio donde se almacenan los productos químicos y aditivos necesarios (viscosificante, densificantes, adelgazantes, materiales de control de filtrado, emulsificantes).

Tanques de lodos: Están conjugados con el equipo de control de sólidos ya que en ellos se prepara o acondiciona el lodo proveniente del pozo para ser nuevamente succionado por las bombas y expulsado por la misma al sistema de circulación.

Tanques Auxiliares: Son tanques complementarios y pueden subdividirse en: tanque de mezcla, depósitos de agua y tanques de reservas.

Tanque de Mezcla: En este tanque se pueden preparar fluidos con características definidas ya que cuentan con equipos de mezclas independientes del sistema de los tanques activos como por ejemplo agitadores, los cuales se encargan de batir el lodo.

Tanque de Reserva: Se usa para mantener cualquier fluido ya preparado y listo para ser usado.

En pozos exploratorios, se mantiene en reserva un lodo con densidad de 0.5 lbs/gal mayor que la densidad del lodo en uso.

Tanques de Asentamiento o sedimentación: También se le conoce como trampa de arena. Es el tanque donde se recibe el retorno del pozo. Aquí se instalan los equipos separadores de sólidos primarios (zarandas), para descartar los cortes de tamaño mayor a 74 μ (micrones). La arena se asienta en el mismo por gravedad.

Tanques Intermedios: Es el tanque donde se instala el resto de los equipos separadores de sólidos (desarenadores, deslimadores y centrifugas), elimina partículas y sólidos indeseables y siempre contendrá partículas finas de la formación que no se pueden eliminar por su tamaño entre 4 y 74 μ.

Tanques de Succión: Es el tanque desde donde el fluido, casi libre de sólidos, es succionado por las bombas de lodos. En el que se instalan los equipos de mezcla.

Embudo de mezcla: Equipo utilizado para agregar al lodo los aditivos en forma rápida.

Bombas de lodos: Son las encargadas de hacer cumplir el ciclo de circulación del lodo, desde que lo succionan del tanque respectivo, hasta que el fluido retorna al extremo opuesto del tanque de succión, después de pasar por el interior de las tuberías y los espacios anulares respectivos.

Existen dos tipos de bomba:

Bomba Dúplex: Son bombas de doble acción, es decir, desplazan fluidos en las dos carreras del ciclo de cada pistón mediante válvulas y descargas en ambos lados de la Camisa. Cuando el pistón se desplaza en su carrera de enfrente, al mismo tiempo succiona por la parte posterior y viceversa.

Bomba Triplex: Son bombas de acción sencilla, es decir, el pistón desplaza fluido solamente en su carrera de enfrente y no succiona.

Debido a esto, las bombas triples necesitan mantener las camisas llenas de fluido y esto se logra a través de bombas centrífugas.

La bomba más emplea es la dúplex ya que son de doble acción y por manejar caudales variados y su alto rendimiento.

Factor de embolada: Es el desplazamiento de las bombas de lodo por cada embolada.

Una embolada es un ciclo del pistón, es decir, el movimiento recíproco que realiza un pistón en el interior de la camisa, desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior y regresando al punto muerto inferior.

El factor de emboladas se expresa en barriles por embolada (bls/emb) o galones por emboladas (gal/emb) o sus recíprocos (emb/bl, emb/gal).

Conexiones superficiales

Se le da el nombre de conexiones superficiales al conjunto formado por líneas horizontales, el tubo vertical, la manguera de lodo, la unión giratoria y el cuadrante.

Líneas horizontales: Son las tuberías que se encuentran en el piso o base de la torre, es decir son las tuberías que salen de la descarga de las bombas y llegan al tubo vertical.

Tubo Vertical: Es un tubo o tubería que se extiende hasta media altura del mástil o torre, y permiten que el lodo de perforación llegue a las mangueras de perforación o mangueras rotativas también conocidas como manguera del cuadrante.

Unión o polea giratoria: Forma parte tanto del sistema de circulación como del rotatorio.

Manguera de cuadrante o de Lodo: Está fabricada con goma especial extrafuerte, reforzada y flexible y se utiliza para conectar el extremo superior del tubo vertical a la unión giratoria. Estas son fuertes y flexibles y se mueven hacia arribas y hacia abajo con los equipos elevadores.

Cuadrante: Al igual que la unión giratoria es componente de los sistema de circulación y rotatorio. Es un tramo de la tubería de forma cuadrada hexagonal o triangular, generalmente de 40 píes de largo, cuyo objetivo es transmitir el movimiento de rotación de la mesa rotatoria a la sarta de perforación.

La sarta de perforación

La sarta de perforación es una columna de tubos de acero, de fabricación y especificaciones especiales, en cuyo extremo inferior va enroscada la sarta de lastra barrena y en el extremo de ésta está enroscada la barrena, pieza también de fabricación y especificaciones especiales, que corta los estratos geológicos para hacer el hoyo que llegará al yacimiento petrolífero.

Está compuesta de tubería de perforación y una tubería especial de paredes gruesas llamada Portamechas o Lastrabarrenas. El lodo circula a través de los portamechas al igual que a través de la tubería de perforación. Transmite la potencia rotatoria a la mecha para poder perforar.

- Tubería de perforación: Constituye la mayor parte de la sarta de perforación, esta soportada en la parte superior por el cuadrante, el cual le transmite la rotación a través de la mesa rotatoria.

- Portamechas o lastrabarrena: Son cuerpos de acero más pesados que la tubería de perforación y se utilizan en la parte más profunda del hoyo para darle peso a la mecha y permitir que esta avance y se perfore un hoyo lo más vertical posible.

- Mechas: En perforación se requieren mechas capaces de perforar con la mayor rapidez posible, o sea, que se obtengan altas tasas de penetración.

Espacios anulares: Son los diferentes espacios que hay entre el hoyo perforado y la pared interna del revestidor y la sarta de perforación, desde el fondo hasta el cabezal del pozo.

Línea de retorno: Es el conducto o tubería que va desde la boca del pozo donde llega el lodo con los ripios y gases hasta los equipos de control de sólidos.

Equipo de control de sólidos: Son los equipos encargados de limpiar y acondicionar el fluido de perforación, antes de ser inyectado nuevamente al pozo. La ubicación ideal para los equipos separadores de sólidos, en función del orden de su secuencia de operación es: la zaranda, trampa de arena, los desarenadores, los deslimadores y las centrifugas.

Zaranda: Es el primer equipo que interviene en el proceso de eliminación de sólidos. Maneja lodos de cualquier peso. El lodo cargado de sólidos llega al vibrador; el cual retiene a los sólidos grandes con su malla y deja caer el líquido y sólidos más pequeños al fondo.

Trampas de Arenas o asentamiento: Sirve de asentamiento a las partículas sólidas por efecto de la gravedad luego de pasar a través de las mallas instaladas.

Desarenadores: Está diseñado para manejar grandes volúmenes de fluidos y remover sólidos livianos que han pasado por la malla de la zaranda.

Es usado para remover arena con algo de limo, es decir, partículas mayores de 74 micrones.

Deslimadores: Remueve sólidos que no retiene el desarenador. Opera un rango menor a 20 micrones (tamaño del ripio) los conos son por lo general de 4 pulgadas de diámetros y debe ser puesto en operación al comenzar la operación y que de esta manera se presión de 30-40 LPCA.

Centrifuga de decantación: Remueve sólidos más pequeños (3.5 micrones). Elimina además de sólidos, parte de la fase liquida del lodo que contiene material químico en solución, tales como lignosulfonato, soda caustica, entre otros.

Hidrociclones: Mecanismo que separa sólidos de distintos tamaños, por asentamiento de partículas.

Desgasificador: Mecanismo que se encarga de retirarle gas al lodo a fin d propiciarle la densidad debida al lodo, evitar arremetidas y para facilitar bombeos efectivos de lodo y no de lodo con gas.

Funciones de los equipos de Perforación:

Centrifugas: Estas centrífugas son especialmente eficaces para satisfacer las necesidades de descarga de fluido sobre recortes en aquellas áreas ambientalmente sensibles. También generan altas velocidades de recuperación de fluido y un eficiente control de sólidos para reducir sustancialmente el costo global de fluidos del operador y limitar los volúmenes de eliminación de desechos.

Desarenadores: Los desarenadores D-SANDER* están diseñados para la remoción continua y de gran volumen de arena y recortes abrasivos provenientes de los fluidos de perforación. El desarenador D-SANDER de ciclón de 12 pulgadas, el primero en ser utilizado en la industria, reduce a trazas el contenido de arena en la mayoría de los fluidos de perforación convencionales. Constituyen fundamentalmente una pieza importante del paquete total de control de sólidos del equipo de perforación. También ayudan a limitar la reparación y reemplazo de partes de bombas dañadas por fluidos de perforación cargados de abrasivos. Los desarenadores D-SANDER se encuentran disponibles en dos configuraciones: montaje inclinado y montaje vertical de ahorro de espacio, con conos de poliuretano compuesto sencillos, dobles o triples de larga duración.

Deslimadores: Los LIMPIADORES DE LODO son sistemas de procesamiento de separación de dos etapas que comprenden varias combinaciones de hidrociclones D-SANDER* y D-SILTER* montados sobre una zaranda y diseñados para operar como una sola unidad. Diseñados para manejar el volumen de circulación total, los limpiadores MUD CLEANER son efectivos en sistemas de fluido de perforación densificado y no densificado, a efectos de remover y secar sólidos secos, conservando al mismo tiempo el valioso líquido para su reutilización. Los hidrociclones del limpiador MUD CLEANER afectan la separación primaria de líquidos y sólidos, posterior a la cual se dirige el flujo de fondo hacia las mallas vibradoras de la zaranda para un mayor procesamiento. Utilizados correctamente, los limpiadores MUD CLEANER disminuyen tanto los costos de lodo de perforación como los costos de eliminación.

Zarandas: Los sólidos de perforación se degradan rápidamente cuando se procesan a través de equipos de control de sólidos, unidades de bombeo y la sarta de perforación. Por lo tanto, es importante remover lo antes posible los sólidos de perforación del sistema de circulación de lodo.

El

Conclusión

Luego de haber tenido un recorrido por todas y cada uno de las fases y factores que intervienen en los procesos de perforación, cabe señalar que la introducción de la perforación rotatoria trajo como consecuencia el uso de un fluido, que vertido por la sarta de perforación y regresando por el espacio anular, mantuviera limpio el pozo de los cortes que la barrena (mecha) iba haciendo a medida que iba penetrando las formaciones. Por lo que el conocimiento de las propiedades de los fluidos es fundamental para decidir los mejores métodos de extracción y producción para las nuevas generaciones, tomando en cuenta que los elementos claves para una operación exitosa en la perforación de fluidos son varios y se debe considerar la optimización de los requerimientos sabiendo que los fluidos utilizados durante la perforación de un pozo, son los clasificados como fluidos de perforación.

No obstante, se debe considerar que al reducir bruscamente el área de circulación del fluido se está creando un cambio brusco de la velocidad del mismo y por consiguiente, una variación grande de la presión entre los puntos antes del orificio y después de este, produce una caída de presión. Por todo esto es necesario conocer muy bien el proceso y los elementos físicos, químicos y reologicos que intervienen en dicho proceso, así como los factores que inciden en el mismo. Para así disponer de las secciones que componen el sistema de circulación y en qué régimen de flujo está fluyendo el fluido y determinar la presión y fluidez del proceso cada vez que se realiza un ciclo de circulación.

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