PERFORACION

PERFORACION Y TERMINACION DE POZOS

1.1. Lodos de Perforación

Los lodos de perforación son fluidos complejos que suelen poseer varias propiedades, de acuerdo al papel que deben jugar. El lodo de perforación debe remover el calor producido por el trabajo de la barrena; por su papel de agente enfriador contiene agua. También debe lubricar las partes móviles, y por eso contiene aceite.

Además deben ser densos; y por eso contiene sólidos suspendidos como la bentonita, u otras arcillas. Finalmente debe ser viscoso para no "perderse" en las formaciones y para

arrastrar el residuo de molienda de la barrena. Adicionalmente debe contener inhibidores

de corrosión .

La composición típica de los lodos de perforación incluye agua, aceite y sólidos suspendidos, y a veces burbujas de gas. El agua y el aceite se encuentran en forma de

emulsión O/W (la más corriente) ó W/O. Los surfactantes de los lodos de perforación

actúan como emulsionantes, dispersantes, espumantes o antiespumantes, e inhibidores de corrosión.

Los lignosulfonatos son los agentes dispersantes más utilizados. Al dispersar las partículas de arcilla y otros sólidos, evitan la formación de grumos y ayudan a mantener la homogeneidad del fluido, reduciendo así las pérdidas por filtración lateral. Los agentes

emulsionantes más usados en lodos O/W son los alquil aril sulfonatos, particularmente

los sulfonatos de petróleo, y los alquil fenoles etoxilados.

En los lodos de base aceite (W/O) se usan sales de iones divalentes (calcio o magnesio) de ácidos de resinas o de sulfonatos de petróleo. Se usan adicionalmente sulfonatos de asfalto o sulfonatos de triglicéridos como agentes lubricantes surfactantes.

En ciertos casos se quiere producir un lodo espumoso, en otros no. En los lodos

de base gas se usan agentes espumantes como alcohol éster sulfatos, alcohol etoxisulfatos o alquil fenoles etoxilados. Para reducir la formación de espumas en lodos de

base agua o aceite se usan agentes antiespumantes como los alquil aril sulfonatos o el

estearato de aluminio. En todos casos se usan inhibidores de corrosión, los cuales son surfactantes con cierto carácter catiónico. Según los problemas de compatibilidad con las demás sustancias surfactantes presentes en el lodo, se usan aminas grasas o derivados de la imidazolina para tales fines.

1.2. Cementos

Una de las operaciones de terminación consiste en llenar el espacio entre el tubo y

el agujero de perforación con cemento. La cementación permite sellar las diferentes capas

de la formación y evitar comunicaciones indeseables.

La primera etapa consiste en remover el lodo de perforación presente en el

espacio anular entre la pared del agujero y el tubo. Para eso se bombea en el tubo un

fluido desplazador, el cual vuelve a subir en el espacio anular y desplaza el lodo de

perforación. Adicionalmente, el fluido desplazador para una buena adhesión del cemento.

Por eso el fluido desplazador contiene sulfonatos de petróleo y a veces algunos surfactantes noiónicos.

Los cementos son dispersiones sólido-líquido suceptibles de fraguar en un tiempo más o menos corto. Contienen sulfonatos de naftaleno como agentes dispersantes. En pozos profundos y calientes se reduce la velocidad de fraguado mediante la adición de agentes retardadores como lignosulfonatos de calcio.

En formaciones altamente permeables, el agua del cemento puede tener tendencia

en filtrarse adentro de la formación; esta pérdida de agua puede alterar las propiedades

del cemento y debe evitarse. A tales fines se añaden al fluido desplazador o al cemento

agentes anti-filtración como los polietilen-aminas y los sulfonatos de naftaleno.

Los cementos se inyectan en forma fluida y durante el proceso de mezclado

pueden formarse burbujas que después del fraguado pueden resultan en zonas de tipo

espuma sólida de baja resistencia mecánica. Como en las otras aplicaciones de los

cementos y concretos se añaden agentes antiespumantes, tales como el dodecil alcohol o

el dibutil ftalato.

1.3. Fluidos de Terminación

Al llegar la barrena a la zona productora se usa a menudo un lodo de perforación

especial con el fin de reducir al máximo la penetración del lodo en la formación y el taponamiento resultante. Si el lodo de perforación es de base aceite, se cambia por un lodo de base agua (O/W) que contiene sulfonatos de calcio o sales cálcicas de ácidos grasos.

1.4. Estimulación de Pozos

Para aumentar la producción de un pozo se debe tratar la roca situada en la

cercanía para aumentar su permeabilidad; esto se debe a que la geometría cilíndrica del

pozo produce una mayor resistencia al flujo en la vecindad del mismo. Existen

esencialmente dos métodos de estimulación, que pueden emplearse solos o juntos: la

fracturación y la acidificación.

En ambos tipos de procesos se usan surfactantes como dispersantes de partículas

finas (alquil fenoles y alquil amonios etoxilados) y como inhibidores de corrosión (alquil

piridinios).

En el proceso de fracturación, se inyecta bajo alta presión una mezcla de agua y

de arena. La arena penetra en las fracturas producidas e impide que se vuelvan a cerrar

cuando la presión retorna a lo normal.

En la acidificación, se inyecta una solución ácida (HCl, HF) extremadamente

corrosiva para los metales, pero capaz de disolver la roca almacén (carbonato, sílica). Se

usan alquil piridinios como inhibidores de corrosión, alquil fenoles etoxilados como

humectantes y alquil amonios etoxilados como dispersantes de partículas finas.

A menudo, particularmente en presencia de carbonatos, se desea retardar la

acidificación, para que el fluido ácido pueda penetrar a cierta distancia del pozo antes de

reaccionar con la roca.

Uno de los métodos de retardación consiste en emulsionar la fase acuosa ácida en

kerosén en forma W/O. Para tales emulsiones se usan sulfonatos de petróleo o sales de

ácidos carboxílicos. Siendo el kerosén la fase continua, el contacto ácido-roca no se

produce inmediatamente y la emulsión puede penetrar a varios metros del pozo antes de

que se consuma todo el ácido (

Otro método de retardación consiste en inyecta nitrógeno con la solución ácida, la

cual contiene agentes espumantes como alquil éster sulfatos, surfactantes etoxilados y a

veces surfactantes fluorocarbonados. La espuma formada juega dos papeles. De una parte

reduce el contacto entre el ácido y la roca y por lo tanto reduce la velocidad de ataque.

Por otra parte tienen tendencia en llenar las fracturas y taponarlas (efecto Jamin), lo que

obliga al ácido a penetrar en la zonas de baja permeabilidad (fig. 3).

Sin embargo estos dos últimos métodos deben emplearse con cierto cuidado para

evitar el taponamiento del pozo con emulsiones o espumas, lo que puede luego tener un

efecto desfavorable sobre la producción. Después de la acidificación se pone el pozo en

producción para eliminar el residuo de ácido y las partículas finas producidas por la desagregación de la roca. Es en esta etapa que se requieren agentes dispersantes.

Ciertos métodos de estimulación consisten en inyectar surfactantes para bien sea

cambiar la mojabilidad de la roca de "mojable por el agua" a "mojable por el aceite", bien sea desplazar el crudo atrapado en la cercanía del pozo. Tales métodos se usan para estimular pozos que han dejado de producir por cierto tiempo o que han sufrido un daño.

2. RECUPERACION MEJORADA

Los procesos convencionales de producción dejan en el yacimiento del orden de

60-80% del crudo originalmente en sitio. Este crudo residual se encuentra atrapado en los

poros de la roca o arena del yacimiento por las fuerzas capilares. Se ha hallado que al

inyectar surfactantes formulados adecuadamente se puede reducir la tensión interfacial

hasta en cuatro ordenes de magnitud, lo que elimina prácticamente las fuerzas capilares En ensayos pilotos se ha logrado recuperaciones de 70% en el volumen barrido.

En ciertos casos puede ser provechoso emulsionar el crudo en fondo de pozo,

como por ejemplo para yacimientos de crudos pesados. La emulsión O/W producida

posee una baja viscosidad, lo que elimina los problemas de bombeo.

En Venezuela, la mayoría de los crudos tienen una alta viscosidad y se puede por

lo tanto pensar que los métodos térmicos tales como la inyección de vapor tenderán a

desarrollarse más. En los procesos de inyección continua se deben controlar los

problemas de digitación viscosa y segregación gravitacional del vapor. Al inyectar

agentes espumantes del tipo alquil éster sulfatos, alquil fenoles etoxilados y aún esteres

fluorocarbonados, se puede producir una espuma que tapona los caminos preferenciales y

obliga el vapor a penetrar en las zonas todavía no barridas.

3. OPERACIONES DE PRODUCCION

3.1. Emulsionación de la mezcla crudo-agua

Tarde o temprano se produce agua junto al crudo. Dependiendo de los casos, esto

puede ocurrir al inicio mismo de la producción si el acuífero está cerca del fondo del

pozo o si hay penetración lateral de agua,

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