Fluidos de perforación para yacimientos petrolíferos

 

Son una parte muy importante de la industria petrolera, ya facilitan la perforación de yacimientos, así como la extensión de la vida útil de la broca de perforación, pero. ¿Qué son los fluidos de perforación?, y ¿Cómo se elaboran?

El fluido de perforación o lodo como comúnmente se le llama, puede ser cualquier

sustancia o mezcla de sustancias con características físicas y químicas apropiadas, como, por ejemplo: aire o gas, agua, petróleo o combinaciones de agua y aceite con determinado porcentaje de sólidos.

Como se podrán imaginar hay más de un tipo de fluido de perforación de hecho en la industria petrolera no siempre se utiliza el mismo lodo de perforación es te puede cambiar según la necesidad del yacimiento, así es del yacimiento, debido a que según la composición del suelo del terreno se elaborara el lodo.

En esta investigación se busca:

·         Demostrar la importancia de los fluidos de perforación en la industria petrolífera

·         Dar a conocer su proceso de elaboración.

·         Mostrar los mecanismos que hacen posible su uso.

 

FLUIDOS DE PERFORACIÓN

El fluido de perforación o lodo como comúnmente se le llama, puede ser cualquier sustancia o mezcla de sustancias con características físicas y químicas apropiadas, como, por ejemplo: aire o gas, agua, petróleo o combinaciones de agua y aceite con determinado porcentaje de sólidos.

Especificaciones:

El fluido no debe ser tóxico, corrosivo, ni inflamable, pero sí inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales y estable a las altas temperaturas. Además, debe mantener sus propiedades según las exigencias de las operaciones, debe ser inmune al desarrollo de bacterias.

Petróleo:

Nuestra mejor presentación son los más de 860 pozos perforados por PETROBRAS con nuestros fluidos apoyados por nuestro excelente staff de ingenieros los cuales lograron con éxito cumplir con la meta de perforación desde 1996 al 2012.

PTC SAC utiliza sistemas biodegradables los cual son preparados con aditivos químicos de prestigiosas marcas. Nuestra experiencia se complementa con el suministro de fluidos para los pozos perforados por GRAÑA Y MONTERO PETROLERA, los cuales se destacaron por la optimización en los costos, logrando reducir el gasto programado.

Minería:

Brindamos nuestros aditivos para perforación en minería a la mayor parte de empresas de perforación en el país, los cuales durante 20 años vienen utilizando nuestros aditivos con gran éxito y performance. Prueba de ellos son los más de 6 millones de metros perforados por la empresa MDH - PD con éxito.

Nuestra gama de productos cubre las necesidades tanto para perforación con diamantina o aire al reverso.
Contamos con personal técnico especializado, el cual asesora constantemente a nuestros clientes tanto en campo como en sus oficinas.

El fluido de perforación o lodo como comúnmente se le llama, puede ser cualquier sustancia o mezcla de sustancias con características físicas y químicas apropiadas, como, por ejemplo: aire o gas, agua, petróleo o combinaciones de agua y aceite con determinado porcentaje de sólidos.

Especificaciones:

El fluido no debe ser tóxico, corrosivo, ni inflamable, pero sí inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales y estable a las altas temperaturas. Además, debe mantener sus propiedades según las exigencias de las operaciones, debe ser inmune al desarrollo de bacterias.

 

¿Cómo se elabora?

Esto estará en dependencia del uso que se le quiera dar así como también el área donde este será usado.

 Aquí me permito mostrar un video explicativo.

El siguiente será el orden para la preparación en terreno de los lodos de perforación: 

•  Reunir materiales necesarios: estanques, mezclador de lodos, bomba de lodo, agua suficiente en el punto de perforación y aditivos. 

•  Limpiar y llenar con agua los estanques donde se preparará el lodo, en lo posible el agua debe ser potable. Ésta debe ser trasladada en camiones aljibes u otro medio, para ello se debe tomar las siguientes medidas:

 -El conductor del camión solicita autorización, al perforista del equipo de sondaje, para ingresar a la plataforma.

•  Efectuar medición del pH del agua a utilizar, si la zona a perforar tiene presencia de arcilla, el pH del agua deberá ajustarse en el rango de 7 a 8,5; por el contrario si no hay presencia importante de arcillas, el rango de pH deberá estar entre 8 y 9,5. Los niveles de pH del agua se miden directamente utilizando papel medidor. La presencia y/o cantidad de arcilla la determina el perforista del equipo en conjunto con el supervisor de turno.
•  El proceso de preparación se inicia instalando el estanque mezclador hidráulico en la zona indicada para este efecto, determinada entre el supervisor de turno y el perforista del equipo de sondaje.
• Los aditivos envasados tanto en baldes, sacos o bolsas se deberán ubicar ordenadamente sobre pallets y éstos sobre carpeta de polietileno con un pretil para posibles retenciones de derrames del producto. Todos los productos deberán estar rotulados en español con la correspondiente hoja de seguridad (HDS – MSDS)
• El agua que se debe traer en camión aljibe que ingresa a la plataforma, se incorpora en el estanque mezclador hasta completarlo
• Se debe verificar el pH con papel medidor, el que se inserta en el agua durante 5 segundos, luego se saca y se compara con la tabla calibrada del envase del papel. Un pH adecuado para la preparación de lodo a base de bentonita debe estar entre 7,5 y 9,5 debido a que se produce la mejor hidratación de ésta. En cambio para lodos a base de polímeros el agua a utilizar deberá tener pH entre 6,5 y 9,5 ya que estos funcionan con cualquier tipo de agua. 

          Si el pH es menor al deseado se debe agregar ceniza de soda en forma dosificada y verificando                los cambios en el pH del agua. Si el pH es mayor al deseado se debe agregar bicarbonato de                    sodio en forma dosificada y revisando el pH en cada momento hasta alcanzar el óptimo. 

• El mezclador hidráulico debe ubicarse dentro del estanque, con sus correspondientes mangueras conectadas a la línea hidráulica del equipo
• El orden de las actividades para preparar la mezcla corresponde a : 

1. El perforista acciona el mezclador agitando el agua.
2. El ayudante incorpora los aditivos de perforación de acuerdo a lo indicado por el perforista.
3. Esperar que se realice la mezcla de los aditivos de acuerdo a los tiempos de mezclado.
4. Vaciar el lodo preparado a las piscinas decantadoras para que, desde éstas, se incorpore al pozo.
5. Repetir el paso anterior hasta completar las piletas.  

• El lodo utilizado en la perforación se enviará a las piscinas decantadoras si la empresa aplica la política de reutilización de parte de los lodos, en función de su viscosidad y otros parámetros de uso. Si no se aplica lo anterior implica que la empresa trabaja a lodo perdido y no hay recuperación de agua o lodos. 

Pero ¿Porqué tan importante es?. 

Debido a que el lodo de perforación es uno de los componentes más importante durante la perforación de un pozo, es de suma importancia el control de sus propiedades físicas y químicas, de tal forma que el fluido proporcione un trabajo eficiente durante la etapa de perforación.

¨Bomba de transferencia de lodos de perforación¨

Ya que si las propiedades físicas y químicas del lodo de perforación se vieran afectadas por agentes que no fueron considerados, este podría representar un problema de magnitudes colosales, no solo podría afectar la propia estabilidad del pozo si no que inclusive afectaría la propia broca de perforación ya que es bien sabido que una de las tantas funciones del lodo de perforación es la de enfriar la broca impidiendo que esta se vea afectada por el calor producto de la fricción y del propio calor que hay a tan bajas profundidades.

Aquí mencionare las funciones del lodo de perforación:

• Transporte de los recortes a la superficie.
• Suspensión de los recortes cuando no existe circulación del lodo.
• Control de la presión anular.
• Lubricación y enfriamiento de la sarta de perforación.
• Provisión de soporte para la pared del pozo.
• Capacidad de flotación de la sarta de tubería.
• Proveer energía hidráulica a la barrena.
• Proveer un método adecuado para correr registros en el fondo del pozo.

Sin un fluido que brinde estas condiciones la labor petrolera se vería gravemente afecta, debido a una alza en costo de la perforación, ya que el simple hecho de utilizar una broca con el fluido de perforación no garantizara que la vida útil de la broca sea larga, esto esta en dependencia de que tan profundo sea el pozo.

Lo que claramente nos dice que la importancia de un fluido de perforación también abarca el ámbito económico.

Sistema de circulación del fluido de perforación

Elementos del sistema de fluido de perforación:

• Presa de lodo.
• Bomba de lodo.
• Tubería de revestimiento y cemento
• Tubería de perforación.
• Barrena.
• Espacio anular

Al inicio se deben ejecutar estudios de suelo, como tener conocimiento de la estratigrafía del lugar donde se encuentra el yacimiento, para así poder preparar el lodo de perforación, el proceso comienza en las bombas donde se almacena el fluido y siendo bombeado a través de la tubería y saliendo de la barrena. Llenando el espacio anular.

Hasta la fecha un pozo de gas o aceite no se puede perforar sin este principio basico de fluido circulante. Un ciclo es el tiempo que se requiere para que la bomba mueva el fluido de perforación hacia abajo al agujero y de regreso a la superficie.

Al realizar esta investigación se concluyo que:

• Los fluidos de perforación facilitan la cementación del pozo, arrastrando los sedimentos hacia arriba lo que despeja el camino a la lechada de cemento en el espacio anular formado entre las formaciones que se han perforado y la tubería de revestimiento.

• Extienden la vida útil de la broca de perforación mediante el enfriamiento y el lubricación, Durante la perforación se va produciendo un calor considerable debido a la fricción de la barrena y herramienta con la formación que tiene una temperatura natural llamada “Gradiente Geotérmico (Relación que existe entre la temperatura y la profundidad del pozo; donde dicho gradiente promedio es de 1° Centígrado por cada 30 metros (100 pies) de profundidad.”. Debido a esto, el lodo debe tener suficiente capacidad calorífica y conductividad térmica para permitir que el calor sea recogido desde el fondo del pozo para ser transportado a la superficie y dispersado a la atmósfera; el lodo también ayuda a la lubricación de la barrena mediante el uso de emulsionantes o aditivos especiales que afecten la tensión superficial. Esta capacidad lubricante se demuestra en la disminución de la torsión de la sarta, aumento de la vida útil de la barrena, reducción de la presión de la bomba, etc.

Referencias:

• http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/128/A5.pdf?sequence=5
• https://eddypump.com/es/Educaci%C3%B3n/bomba-de-transferencia-de-lodo-de-perforaci%C3%B3n/
• https://es.slideshare.net/Juanchoperezr/lodos-deperforacion
• https://fgp.epn.edu.ec/index.php/mpl1/160-laboratorio-de-fluidos-de-perforacion
• http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/14871/La%20Qu%C3%ADmica%20de%20los%20lodos%20de%20perforaci%C3%B3n%20ejemplos%20y%20aplicaciones%20en%20Ciencias%20de%20la%20Tierra.pdf.pdf?sequence=1
• https://www.ptcsac.com/categoria.php?id_categoria=15