Fluidos De Perforación

EFINICIÓN DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN

Es un fluido circulatorio que se utiliza en un equipo de perforación formado por una mezcla de un solvente (base) con aditivos químicos, que proporcionan propiedades físico-químicas idóneas a las condiciones operativas y las características de la formación litológica a perforar. La estabilización de sus parámetros físico-químicos, así como la variación de los mismos mediante contaminantes liberados en la formación perforada son controladas mediante análisis continuos.

En el lenguaje de campo, también es llamado Barro o Lodo de Perforación, según la terminología más común en el lugar.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN

Densidad

Para todos los propósitos prácticos la densidad de un fluido de perforación es su peso en una unidad específica de volumen la cual es comúnmente expresada en libras por galón (lpg) o libras por pie cúbico (pcf). Un adecuado control de esta propiedad es sumamente importante durante la perforación el fluido de perforación debe tener una densidad tal que la presión hidrostática originada en cualquier punto del hoyo sea mayor que la presión de formación para evitar cualquier influjo de fluidos desde la formación al pozo evitando así una arremetida (controlable) o en efecto más dañino un reventón (incontrolable). Sin embargo, por otro lado, la densidad no debe tener un valor demasiado alto ya que podría ocasionar fracturas en la formación y originar perdidas de circulación además de reducir las tasas de penetración debido a que a medida que la densidad es mayor la mecha tiende a sufrir una mayor resistencia a penetrar las formaciones por efecto de presión en la cara posterior de la misma. Además la densidad es la responsable de sostener las paredes del pozo, es decir, la densidad brinda un apoyo suficiente para sostener y evitar que se suprima parte del apoyo lateral que ofrecen las paredes del pozo mediante el lodo de perforación hasta que el

7

revestidor sea colocado y la densidad está relacionada con soportar parte del peso de la sarta y tubería de revestimiento mediante el empuje ascendente del fluido (principio de Arquímedes).

Viscosidad aparente

Representa la resistencia de un fluido a fluir cuando sobre él se aplica un esfuerzo. Su importancia radica en que puede ser un medidor de lubricidad para evitar el roce excesivo entre la sarta de perforación y las paredes del hoyo, así como también el roce generado por la mecha. Cualitativamente se puede medir a través del embudo de Marsh y de manera cuantitativa tomando la lectura de 600 rpm de un viscosímetro rotacional y dividiéndola entre dos.

Viscosidad plástica

Resistencia del fluido a fluir, generado por la fricción mecánica entre las partículas suspendidas y por la viscosidad de la fase fluida. Su importancia radica en poder conocer y controlar el contenido de sólidos en el lodo, así como también generar un buen acarreo de ripios desde la formación hacia la superficie.

Punto cedente

Resistencia de un fluido a fluir causada por las fuerzas de atracción entre sus partículas. La misma es generada por la interacción de las cargas eléctricas sobre las partículas dispersas en la fase fluida del lodo, así como también, la cantidad de sólidos y la concentración iónica de las sales contenidas en esa fase. Puede ser un indicativo en la variación del contenido de sólidos en el lodo que pueden generar una mayor fricción entre la tubería y la formación, además, de permitir el conocimiento de la presencia de ciertos contaminantes que puedan flocular las arcillas. El punto cedente

8

igual se obtiene a través del viscosímetro rotacional, tomando la lectura de 300 rpm y restándole el valor de la viscosidad plástica.

Filtración

Representa una medida de la capacidad de pérdida de la fase liquida del lodo de perforación hacia la formación durante el proceso de circulación del mismo. Su control es de suma importancia, ya que una disminución de la fase liquida del lodo o perdida del filtrado, implica la formación de un revoque grueso y esponjoso el cual puede generar riesgos de aprisionamiento de la tubería, además de que se pueden generar una disminución de la permeabilidad de la formación al estar el espacio poroso ocupado por el filtrado, lo que generara una menor producción. También puede producir una menor interpretación de los registros eléctricos y poca estabilidad del hoyo.

FUNCIONES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN

Capacidad de transporte

La facilidad de transportar y remover los ripios desde el fondo del pozo hasta superficie en las trampas de arena, se convierte en una de las funciones fundamentales del lodo y ella está en función de la densidad, punto cedente y viscosidad las cuales son propiedades reológicas del mismo. Sin embargo existe una variable que gobierna el éxito de esta función llamada velocidad anular y que está asociado al tamaño, forma y densidad de los ripios.

De verse afectada esta función podría generarse problemas en el pozo debido al atascamiento de la mecha o en casos mayores del ensamblaje de fondo. Además lo ripios en superficie deben ser analizados para conocer la litología de la formación atravesada y proponer modificaciones a la composición del lodo en caso de que lo amerite.

9

Enfriar y lubricar

El lodo hace posible que la mecha, componentes de la sarta y el ensamblaje de fondo se lubriquen cuando en el proceso de circulación el fluido sale por los orificios, facilitando el calor generado por fricción mecánica entre la barrena y la formación atravesada. Esto se debe a que el fluido de perforación actúa al mismo tiempo como lubricante y esta propiedad puede incrementarse con agentes químicos o con aceite. Con esto se tiene que los fluidos aceitosos serán mejores para lubricar que los base agua, mas sin embargo la lubricidad de los fluidos puede modificarse como se dijo anteriormente.

Formar revoque

Algunas formaciones durante la perforación traen consigo problemas operacionales debido a que originan: Derrumbes, Atascamiento de tubería y pérdida de circulación entre otras, en donde como consecuencia del filtrado de la fase continúa del fluido hacia la formación se forma una especie de concha arcillosa compuesta de sólidos suspendidos que se depositan

...