Contaminacion Con Cemento

CONTAMINACIÓN CON CEMENTO

En las mayorías de las operaciones de perforación la contaminación con cemento ocurre una o más veces cuando se cementan las tuberías de revestimiento y se perforan tapones de cemento. La extensión de la contaminación y su efecto sobre las propiedades del lodo dependen de varios factores. Estos incluyen contenido de sólidos, tipo y concentración de los defloculantes, y la cantidad de cemento incorporado.

El cemento contiene compuestos de silicato tricálcico, silicato de calcio y aluminato tricálcico, todos los cuales reaccionan con el agua, para formar grandes cantidades de hidróxido de calcio Ca(OH)2. Es el hidróxido de calcio (cal) desprendido por el cemento que reacciona con el agua, lo que causa la mayoría de las dificultades asociadas con la contaminación de cemento.

Los sistemas de agua dulce - bentonita es floculados por el cemento, resultando en un aumento de la reología y de la pérdida de fluido. La severidad de la floculación depende de los factores ya mencionados. Cuando la contaminación con cemento alcanza un nivel en el cual, ya no es práctico tratarlo, puede ser deseable tratar el sistema como un lodo a base de calcio.

SÍNTOMAS

 La cal en el fluido de perforación causa reacciones químicas que son detrimentes para las propiedades reológicas

 Aumenta la perdida de fluidos

 La presencia de iones OH –

 aumentan el pH drásticamente y el ion afecta las características de la arcilla.

 Aumenta la reología

 Gran incremento del Pm

 Revoque grueso y esponjoso

 Alta viscosidad de embudo

El tratamiento se encaminará a eliminar, como un precipitado insoluble, los iones de calcio, a reducir el pH a un valor igual o parecido al anterior de la contaminación, redispersar los agregados floculados de arcilla y reemplazar con arcilla nueva cualquier material coloidal que no pueda restaurarse a su condición original.

El pretratamiento presenta un problema, ya que, es difícil predecir la extensión de la contaminación de la perforación del cemento. El sobretratamiento con bicarbonato de soda o SAPP pueden ser tan detrimentoso para las propiedades del fluido de perforación, como la misma contaminación con cemento. Por consiguiente no es apropiado pretratar con más que 0,5 a 0,75 lbs/bbl de bicarbonato de soda. Los materiales como el Lignosulfonato y el lignito son más apropiados como agentes de pretratamiento debido a que ellos amortiguan el pH y ayudan a deflocular el sistema.

Se le debe dar consideración también, al contenido de sólidos de baja gravedad, antes de perforar cemento, puesto que un alto contenido de sólidos de arcilla es la primera causa de floculación cuando ocurre una contaminación con cemento. Una reducción de la concentración de sólidos, si es alta, es recomendable, como una defensa en contra de una floculación severa. Debido a que los valores de pH son altos cuando se perfora cemento, las cantidades del ion calcio en la solución, raramente excede 300 a 400 mg/l. Por esta razón, mucho del cemento perforado se mantiene en forma de partículas discretas y están disponibles para reemplazar el calcio que ha sido sacado fuera de la solución, por tratamiento. Altas concentraciones en exceso de cal puede requerir muchos días para removerse, particularmente si no se usan, los aparatos mecánicos de remoción de sólidos, como limpiadores de lodo, zarandas de cedazo fino y centrífugas (hidrociclones en fluidos de baja densidad). Si la contaminación con cemento ocurre antes de la terminación del pozo, puede ser necesario reemplazar el fluido en el pozo, con fluido de perforación no contaminado para que sirva como fluido de empacadura, si las pruebas indican un problema de gelatinización a altas temperaturas.

Una forma de impedir el sobretratamiento con bicarbonato de soda o SAPP, es tratar solamente el ion de calcio soluble sobre una base de cálculos y tratar las partículas de cal (cemento), que subse¬cuentemente irán en solución sobre cálculos adicionales. Los tratamientos deben ser suspendidos cuando el exceso de cal se acerca, el rango de 0,3 a 0,5 lbs/bbl.

El removimiento químico del ion calcio con bicarbonato, previene contaminación adicional, pero normalmente no corrige el daño hecho al sistema dispersado. Es usualmente necesario tratar con defloculantes para obtener las propiedades reológicas deseadas. Los materiales tales como, bentonita prehidratada, CMC o crispal son empleados para traer las características de filtración y de revoque a los niveles requeridos.

Un problema significante, que puede ocurrir, como un resultado de una contaminación con cemento es la solidificación a altas temperaturas. Puesto que, las pruebas a temperatura ambiente no reflejan este problema, se deben correr pruebas que simulen las condiciones del fondo del pozo.

El consistómetro FANN y el viscosímetro FANN 50 VG METER que simulan las temperaturas del fondo del pozo, condiciones de presión y cizallamiento serían usados en el sitio del pozo. Ellas dan una indicación de las tendencias de solidificación. Para determinar los tratamientos de remedios, se recomienda hacer procedimientos de pruebas pilotos, incluyendo horno rodante de alta temperatura, cuando sea posible. Aplicación en fluidos de perforación contaminados con cemento para disminuir la resistencia del gel y propiedades de gelatinización a altas temperaturas. Generalmente, alrededor de 1-3 lbs/bbl de MIL TEMP corregirá las propiedades de flujo de un sistema contaminado con cemento.

TRATAMIENTOS

Cuando el lodo alcanza niveles donde no es nada práctico tratarlo se pasa a tratar como un lodo base calcio aplicándole así un tratamiento químico para remover el Ion contaminante

El tratamiento consiste prácticamente en controlar el ph y precipitar el calcio y exceso de cal como un sólido inerte y soluble.

El tratamiento se encaminará a eliminar, como un precipitado insoluble, los iones de calcio, a reducir el pH a un valor igual o parecido al anterior de la contaminación, redispersar los agregados floculados de arcilla y reemplazar con arcilla nueva cualquier material coloidal que no pueda restaurarse a su condición original. Para esto se utiliza lo siguiente:

 Fosfato monosódico.

 Bicarbonato de sodio

 Taninos



LODOS CONTAMINADOS CON CLORURO DE SODIO (SAL)

La contaminación con sal puede ser un resultado del agua utilizada para diseñar el barro, estratos de sal durante la perforación o flujos de agua salada. Cuando se perfora sal sólida en grandes cantidades o cuando se usa agua salada para mezclar el lodo, por consideraciones económicas, se usan sistemas de fluidos de perfora¬ción a base de agua salada. En estos casos la sal no es un problema. Sin embargo, en lodos a base de agua dulce es un contaminante.

La contaminación con sal e influjo de agua salada no pueden ser removidas de un fluido de perforación por medios químicos. El efecto dañino de la sal sobre los lodos, no es tanto, el efecto de la reacción química de los iones, como es el "efecto electrolito" que cambia la distribución de cargas a las superficies de las arcillas y origina floculación en sistemas tratados ligeramente. La floculación resultante causa un aumento de las propiedades reológicas y pérdida de fluido.

Con concentraciones más altas de Lignosulfonato (2-8 Lbs/bbls) las características reológicas tienden a permanecer estables aunque la pérdida de fluido puede aumentar ligeramente a medida que se encuentran más altas concentraciones de sal, los iones Na+ y CL- se hacen más abundantemente enlazados o congregados cerca de las superficies de arcillas y a través de la "acción de masas" gradualmente deshidrata los sólidos reactivos en el lodo. El efecto de encogimiento sobre las arcillas puede entonces hacer decrecer la viscosidad e incrementos continuados de la perdida de fluido. Puesto que la sal no puede ser precipitada por medios químicos, las concentraciones de sal pueden solamente ser reducidas por dilución con agua dulce.

La escogencia del agente reacondicionante para la contaminación con sal de lodos a base de agua dulce depende de la severidad de la contaminación. Los sistemas de fluidos de perforación tratados ligeramente con Lignosulfonatos pueden tolerar hasta 10000 ppm de sal, siempre y cuando los sólidos reactivos coloidales permanezcan en un nivel razonable, para el peso del lodo que esta siendo usado. A medida que el contenido de sal crece sobre 10000 ppm, las propiedades reológicas y la pérdida de fluido se vuelven cada vez más difíciles de controlar.

La contaminación de lodos bentoníticos no salinos con cloruro de sodio, es sumamente frecuente en las operaciones ordinarias de perforación y su fuente puede ser: esteros salados, por estar cerca del mar, porque al perforar se encuentran fluidos de agua caliente y a alta presión o finalmente cuando se perforan domos salinos dado que la solubilidad del cloruro de sodio es hasta de un 30% en peso dependiendo de la temperatura. La contaminación con sal, de un lodo sódico siempre ha ocasionado problema mas o menos serios.

 Si la contaminación no alcanza valores mayores a la concentración de 1% en peso las propiedades del lodo sódico quedarán dentro de límites tolerables sin que se tenga que cambiar el tipo de lodo.

 Si la contaminación es mayor del 1% en peso es entonces necesario cambiar el tipo de lodo.

 De

...