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Agradecimientos A Dios por darme la vida y por haberme acompañado y guiado a lo largo de mi carrera, por ser mi fortaleza en momentos de debilidad y porque gracias a él ha sido posible lograr mis metas, porque me ilusiona y estas siempre a mi lado para seguir adelante. A mis padres María Luz y Víctor Manuel quienes han sido el motor que me impulsa a seguir adelante, por apoyarme en todo momento y por darme la oportunidad de tener una excelente educación en el transcurso de mi vida. Por todo GRACIAS papá y mamá. A mis hermanas Kristell y Jarely porque son parte importante de mi vida, por el apoyo mostrado en el transcurso de mi carrera. A mis primos Carlos, Yesenia, Adrián y Perla, que representan la unión familiar y porque al fin les puedo decir ya soy ingeniero! A mis amigos por todos los momentos que pasamos juntos, por las tareas que juntos realizamos, a Alfonso y rafa por las asesorías y explicaciones que me brindaban.

Resumen La hidráulica de perforación es uno de los sistemas más importantes dentro de la industria petrolera, es por ello que se emplean diversos mecanismos para ayudar al mejoramiento de este sistema y de la misma manera contribuyan la eficiencia de la perforación. Durante la perforación de pozos se emplea fluido de perforación y una de las principales funciones es el de acarrear los recortes que va triturando la barrena, hacia la superficie para su posterior proceso de limpieza a través del equipo de control de sólidos. El equipo de control de solidos se encarga más que nada de la limpieza del lodo, separando los recortes de perforación cuando estos salen del pozo a través del espacio anular. Vibradores, eliminadores de solidos (limpia lodos), centrifugas, transportadores de recortes, secadores de recortes, separadores de gas lodo, entre otros son parte del equipo esencial para limpiar el fluido y de esta manera conservar sur propiedades y contribuir con una excelente perforación. Durante el proceso del control de solidos los recortes de perforación pasa por una serie de eventos de limpieza, comenzando por las zarandas vibratorias, en este paso mediante las vibraciones se van separando los recortes del fluido de perforación pero aun así los recortes no quedan totalmente limpios quedando aun impregnados de este fluido. La industria petrolera busca más que nada la optimización de recursos. Durante el proceso de control de solidos se hacen análisis de los porcentajes de recuperación de fluidos que se logran a través de los diferentes equipos, el secador de recortes es uno de los equipos que mayor porcentaje de fluidos recupera. Con base en lo anterior se hará un análisis de los porcentajes de fluido recuperado en el pozo ayocote 101, demostrando a la industria petrolera la importancia de usar este equipo durante la perforación.

Índice

Índice de figuras

Capítulo 1 Introducción El presente trabajo está hecho con la finalidad de brindar al lector información eficaz acerca de los equipos controladores de solidos que se encuentran presentes durante la perforación de pozos petroleros, en especial se manejara la importancia del secador de recortes así mismo las ventajas que este ofrece en la recuperación de fluidos de perforación, ayudando a la industria del petróleo con la optimización de costos. El capítulo 1 abarca temas sobre la descripción de la empresa así como una breve descripción sobre los problemas que se resolverán de igual forma se menciona los objetivos del proyecto. En el capítulo 2 se generalizan los temas primordiales respecto al tema mencionando los diferentes equipos que hacen en conjunto el equipo de control de solidos mencionando sus descripciones y funciones de cada uno de ellos. En el capítulo 3 se desarrollaran procedimientos y las actividades relacionadas a través de datos obtenidos sobre los volúmenes recuperados de fluido del pozo ayocote 101. Posteriormente el capítulo 4 hará mención sobre los resultados obtenidos al utilizar el secador de recortes en la perforación de un pozo petrolero mostrando mediante tablas los porcentajes de volumen de fluido recuperado.

1.1. Antecedentes históricos.

Servicios FAGO S.A. de C.V. es una empresa 100% mexicana, fundada en el año 2000 por el ingeniero petrolero Francisco Alba González, con el firme propósito de satisfacer las necesidades del mercado. Con más de 15 años de experiencia en el ramo petrolero, entendemos que la calidad en el servicio y los precios competitivos son indispensables para garantizar a nuestros clientes una sólida opción en el servicio de equipos de control de sólidos, periféricos y transporte. Esto solo es posible a través de la capacitación de nuestro personal, así como de actualizaciones en nuestros sistemas operativos y administrativos en combinación con lo último en procesos de certificación de nuestro sistema integral: “sistema de gestión de calidad ISO 90001:2008 (NMC-CC-9001-IMNC-2008), sistema de gestión ambiental ISO 14001 (NMX-SAA-14001-IMNC-2004), y, sistema de gestión de la seguridad y salud en el trabajo OSHA 18001:2007 (NMX-SAST-001-IMNC-2008)”. Somos una empresa constituida para brindar los servicios en:             

Equipos de control de sólidos. Quemadores biológicos Silos de barita. Capacidad 75 Ton. Presas verticales. Capacidad 50 m3. Casetas de materiales químicos. Tanques elevados. Capacidad 20 m3. Secador de recortes. Separador Gas-Lodo de 48” Desgasificador. Frack tank. Capacidad 50 m3. Transporte. Grúa Grove. Capacidad 60 Ton. HIAB. Capacidad 16 Ton, 18 Ton.

1.2. Macrolocalización.

SERVICIOS FAGO S.A. de C.V., es una empresa que se encuentra localizada en la carretera federal 180 Villahermosa – Coatzacoalcos, en la ranchería Lázaro Cárdenas 1ª sección, Villahermosa Tabasco.

1.3. Microlocalización.

SERVICIOS FAGO S.A. de C.V., está ubicado en la carretera federal Villahermosa Coatzacoalcos Km. 8+500, Ranchería. Lázaro Cárdenas 1ª Sección, C.P. 86280, Villahermosa, Tabasco.

1.4. Nombre de la empresa (información general de la empresa como entidad corporativa).

Información de la empresa Razón social R.F.C. Giro principal

Servicios FAGO S.A. de C.V. SFA-060614-AL5 Renta de equipos auxiliares para equipos de perforación de pozos petroleros. Carretera. Villahermosa – Coatzacoalcos,

Domicilio fiscal

Km. 8+500 s/n, Lázaro Cárdenas 1ª

Teléfono de oficina Representante legal

sección. (993) 336 61 84 Ing. Petrolero. Francisco Alba González

1.4.1. Misión. Ofrecer servicios integrales en equipos de control de sólidos y periféricos para equipos de perforación, con una oportuna respuesta y responsabilidad en el desempeño de la perforación de pozos petroleros, garantizando calidad y apego a las normas.

1.4.2. Visión. Ser la mejor opción en los servicios integrales en equipos auxiliares, control de sólidos y periféricos para equipos de perforación y reparación de pozos petroleros, y ser los numero uno a nivel nacional.

1.4.3. Valores. 

Honestidad y lealtad.



Responsabilidad y compromiso.



Respeto y credibilidad.



Servicios e innovación.

1.4.4. Política de calidad.

En Servicios FAGO S.A. de C.V. trabajamos garantizando niveles óptimos de desempeño en nuestros servicios, satisfaciendo plenamente los requerimientos y expectativas de nuestros clientes, a través, de una cultura de calidad basada en nuestros valores, y, la mejora continua de nuestros servicios. Siendo éticos con el planeta y responsables en aspectos de seguridad y salud, estableciendo los controles necesarios para resguardar nuestro capital humano. Esta política está sustentada en los siguientes compromisos de acción: 

Propiciar y mantener la mejora continua del sistema de gestión, de los procesos y del desempeño relacionado con aspectos ambientales, la seguridad y la salud en el trabajo.



La prevención de los daños, impactos ambientales y prevención de la contaminación.



Cumplir con los requisitos legales y aplicables.



Proteger la salud y el bienestar laboral de nuestro personal, proporcionándoles un ambiente de trabajo seguro y sano, de acuerdo, a los riesgos y peligros identificados.

La política ambiental nos exhorta a cada empleado de Servicios FAGO S.A. de C.V. a cumplirla y aceptarla como hábito y condición de trabajo, buscando siempre satisfacer las necesidades de nuestros clientes.

1.5 Problemas a resolver A medida que un pozo petrolero se está perforando se pueden presentar diversos inconvenientes esto, debido a las diferentes presiones que se registran en la formación, esta presión es controlada a través de un fluido de perforación o también llamado fluido de control el cual se adapta a las diferentes situaciones que presenta la formación, dicho fluido cuenta con diferentes funciones entre las cuales podemos mencionar las de estabilizar presiones como el de transportar los recortes hacia la superficie, entre otros. Los

recortes que son enviados a la superficie a través del fluido de control pasan por

una serie de limpieza por el equipo de control de sólidos, esto con la finalidad de mantener el fluido libre de partículas que afecten sus propiedades, y tener una mejor eficiencia en la perforación. La importancia del fluido de perforación es tan vital para un pozo petrolero ya que si este llegase a faltar estaríamos hablando de la pérdida total del equipo perforador. Es por ello que este fluido se debe conservar y evitar su perdida. En el equipo de control de solidos existe un equipo capaz de recuperar altos niveles de fluido de perforación contribuyendo a la industria petrolera con volúmenes de fluidos recuperado pero sobre todo con la optimización de costos. Entre los principales problemas a resolver se encuentran:  

Contribuir a la optimización de costos a la industria petrolera Permitir saber a la industria petrolera los beneficios de usar este quipo (secador de recortes)

1.6 Objetivos

1.6.1 Objetivo general: Analizar la recuperación de fluidos a través del secador de recortes del pozo ayocote 101 mediante un estudio grafico para evaluar la optimización de costos.

1.6.2 Objetivos específicos:   

Analizar el porcentaje de fluido recuperado a través del secador de recortes Evaluar los beneficios obtenidos mediante la recuperación de fluidos Reducir el volumen de los recortes mediante la recuperación de fluido presente en



ellos. Optimización de costos

1.7 Justificación

El equipo de control de sólidos es vital para mantener una operación eficiente de perforación. El lodo que va llegando a superficie al salir del pozo contiene recortes de perforación, arena y otros sólidos y gas, los cuales deben ser removidos para que el fluido pueda ser inyectado de nuevo dentro del pozo. El secador de recortes es uno de los equipos de última generación que brinda una excelente ayuda al equipo de control de solidos haciendo un trabajo favorable el cual brinda muchos beneficios a la industria. Dicho equipo se presentó en el pozo ayocote 101. Presentando excelentes porcentajes de fluido recuperado, lo cual lo convierte en uno de los equipos que mayor fluido recuperado y de esta manera contribuye a la optimización de recursos. Demostrando a la industria petrolera la importancia de su utilización durante la perforación de pozos petroleros.

Capítulo 2 Marco teórico 2.1 Concepto de fluido de perforación Es el fluido circulatorio que se utiliza en un equipo de perforación o terminación de un pozo petrolero, formado por una mezcla de aditivos químicos que proporcionan propiedades físico-químicas idóneas a las condiciones operativas y a las características de formación litológica a perforar. La estabilización de sus parámetros físico-químicos, así como la variación de los mismos al contacto con los contaminantes liberados en la formación perforada son controladas mediante análisis continuos. Presas de lodo: Un gran tanque para contener fluido de perforación que se encuentra en el equipo de perforación o en una planta de mezclado de lodos. En los equipos de perforación terrestres, la mayoría de las piletas de lodo son una construcción rectangular de acero, con particiones que contienen alrededor de 200 barriles cada una. Están dispuestas en serie para el sistema de lodo activo. Bombas de lodo: es la encargada de hacer circular el fluido de control a través del sistema circulatorio integrado por las tuberías de perforación, presas de lodo, barrena y espacio anular del pozo. Debe tener un gasto y presión de bombeo que depende del diámetro de la barrena empleada y de las características de la formación que se perfora. Tubería de perforación (TP): su función principal es transmitir la rotación y peso a la barrena, para que al girar triture la formación. De la misma forma será el conducto del fluido de perforación hacia la barrena. Barrena: es la herramienta encargada de cortar la formación, con ayuda del fluido de perforación que fluye a través de las toberas de la misma. Espacio anular: El espacio existente entre dos objetos concéntricos, tal como el espacio entre el pozo y la tubería de revestimiento o entre la tubería de revestimiento y la tubería de producción, donde puede fluir el fluido. La tubería Puede incluir los portamechas o lastrabarrenas, la columna de perforación, la tubería de revestimiento o la tubería de producción. Equipos de control de solidos: son dispositivos auxiliares empleados en el sistema circulatorio del fluido de control. Separa los sólidos de tamaños variables provenientes del corte de la barrena así como de los gases de la formación perforada, limpia y aprovecha

mejor el fluido de control para optimizar la velocidad de penetración y el rendimiento de los aditivos químicos. Diseño del fluido de perforación: para el diseño de un fluido, se debe contemplar si se trata de un pozo exploratorio o de desarrollo a fin d poder seleccionar los datos correlativos que facilitan la obtención de parámetros óptimos en el fluido de perforación, de acuerdo a las profundidades de cada contacto litológico. De esta forma, se determinan sus densidades y se selecciona el fluido a utilizar y los aditivos químicos para contingencias con la finalidad de asentar correctamente las tuberías de revestimiento, para ello se debe considerar lo siguiente: Pozos exploratorios: los datos proporcionados por los registros sísmicos, y de geopresiones, levantamientos geológicos, profundidad del pozo, numero de TR que se van a asentar y cálculo de las densidades requeridas. Pozos de desarrollo: en la determinación de estos programas se cuenta con muchos datos disponibles tales como programas de fluidos de pozos aledaños, interpretación de registros eléctricos y pruebas de laboratorio y de campo; interpretación litológica, asentamiento de TR en pozos vecinos, comportamiento del fluido en cada etapa perforada en pozos correlacionados, etc.

2.2 Importancia de los lodos de perforación El fluido utilizado durante las labores de perforación de un pozo es llamado también lodo de perforación; siendo éste, el componente más importante que existe durante este proceso. El lodo es un fluido preparado con materiales químicos, en circulando en circuito dentro del agujero por el interior de la tubería, impulsado por bombas y finalmente, devuelto a la superficie por el espacio anular (espacio formado entre la pared del agujero y el diámetro exterior de la tubería). Las principales funciones que ejerce el lodo durante la perforación en cualquiera de sus variantes (gas, aire, agua, diesel y suspensión coloidal a base de agua y arcilla), son las siguientes:

2.3Funciones del fluido de perforación 2.3.1 Enfriamiento y lubricación de la barrena. 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. 2.3.2 Estabilidad en las paredes del agujero. Esto se refiere a la propiedad que tiene el lodo para formar un enjarre o película que se forman en las paredes del agujero que sea liso, delgado, flexible y de baja permeabilidad; lo cual ayuda a minimizar los problemas de derrumbes y atascamiento de la tubería, además de consolidar a la formación. Así mismo, este proceso evita las filtraciones del agua contenida en el lodo hacia las formaciones permeables y reduce la entrada de los fluidos contenidos en la formación al ejercer una presión sobre las paredes del agujero P.H (Presión hidrostática). Normalmente, la densidad del agua más la densidad de los

sólidos obtenidos durante la perforación es suficiente para balancear la presión de la formación en las zonas superficiales. De baja presión.

2.3.3

barrena que levante y acarree simultáneamente los recortes perforados (V.A velocidad anular).

La eficiencia del acarreo de la muestra del fondo del pozo a la superficie depende de la velocidad del lodo en el espacio anular que está en función del gasto de la bomba de lodo, el diámetro del agujero, la velocidad de bombeo y el diámetro exterior de la tubería de perforación. 2.3.4

Control de las presiones de la formación.

Otra propiedad del lodo es la de controlar las presiones de la formación, siendo ésta con un rango normal de 0.107 kg/cm2 por metro. A esto se le denomina “Gradiente de Presión de Formación”; el lodo genera una presión (Presión Hidrostática) que contrarresta la presión de la formación. La presión hidrostática está en función de la densidad del lodo y de la profundidad del agujero. La densidad del fluido de perforación debe ser adecuada para contener cualquier presión de la formación y evitar el flujo de los fluidos de la formación hacia el pozo. 2.3.5

Soporte sustantivo del peso de la sarta de perforación.

Con el incremento de las profundidades perforadas, el peso que soporta el equipo de perforación se hace cada vez mayor, y con base en el Principio de Arquímedes la tubería recibe un empuje ascendente al estar sumergida en el fluido de perforación. A este fenómeno también se le conoce como efecto de flotación donde el empuje depende de la profundidad a la que se encuentra la tubería y la densidad del fluido sustentante. El peso de la sarta de perforación y el de la tubería de revestimiento en el lodo, es igual a su peso en el aire multiplicado por dicho factor de flotación. El aumento de la densidad del lodo conduce a una reducción del peso total que el equipo de superficie debe soportar.

2.3.6

Suspensión de cortes y sólidos al interrumpirse la perforación.

Cuando la circulación se interrumpe por un tiempo determinado, los recortes quedan suspendidos debido a una característica del lodo llamada “gelatinosidad” la cual evita que los cortes caigan al fondo y causen problemas al meter la tubería y al reanudar la perforación. 2.3.7

Transmisión de la potencia hidráulica a la barrena.

El fluido de perforación es el medio para transmitir la potencia hidráulica requerida a través de las salidas del lodo en la barrena (toberas), donde gran parte de esta potencia producida por las bombas se utiliza para mover la columna del lodo existente en el espacio anular y así establecer una 2.3.8

circulación pertinente; ayudando a perforar la formación y limpiar el fondo del agujero.

Las propiedades químicas del flujo del lodo (viscosidad plástica, punto cedente, etc.), ejercen una considerable influencia sobre las propiedades hidráulicas y deben ser controladas con los valores apropiados. El contenido de sólidos en el lodo también debe ser controlado en un nivel óptimo para lograr los mejores rendimientos.

2.4 TIPOS DE LODO DE PERFORACIÓN. Existen muchos tipos de lodos de perforación, tanto de base agua como de base aceite (diesel): niebla, espuma, aireado, bentonítico, fosfático, cálcico, polimérico, salados, lodos CLS, CLS emulsionados y lodos de emulsión inversa. (Los fluidos se programan de acuerdo a las características de las rocas a perforar). 2.4.1 Lodo Niebla: Aire seco con pequeñas cantidades de agua y espuma. 2.4.2 Lodo Espuma: Agua y emulsionantes espumosos con corriente de aire. 2.4.3 Lodo Aireado:

Aire y mezcla gelatinosa. 2.4.4 Lodo Bentonítico: Agua y bentonita, utilizados normalmente en pozos someros, en áreas no problemáticas o en la parte superior de los pozos profundos. 2.4.5 Lodo Fosfático: Lodo bentonítico tratado con fosfato (dispersantes) para reducir la viscosidad de los lodos bentoníticos contaminados con sólidos de la formación o cemento, utilizándose en la parte superior de los pozos. 2.4.6 Lodo Cálcico: Lodo bentonítico utilizado en zonas de yeso, anhidrita o flujos de agua salada. Estos lodos difieren de los otros lodos base agua en que las arcillas sódicas (bentonita) se convierten en arcillas cálcicas a través de la adición de cal-yeso y lignosulfatos. 2.4.7 Lodo de Polímeros: Lodo elaborado mediante la adición de bentonita con polímeros floculantes. Son bajos en el contenido de sólidos, más estables a las altas temperaturas y pueden ser densificados a cualquier valor. 2.4.8 Lodo Salado: Lodo bentonítico con adición de agua salada y barita. Este tipo de lodo se usa para perforar domos salinos, zonas de flujo de agua salada, secciones de anhidrita, yeso y lutitas deleznables. 2.4.9 Lodos CLS: Lodo base agua tratado con cromolignitos y lignosulfatos. Estos lodos son más resistentes a la contaminación por calcio o a un aumento en los cloruros. Se pueden usar estos lodos con densidades elevadas y a temperatura de hasta 200 ºC. Los lignitos son efectivos para controlar el filtrado mientras que los lignosulfatos son adelgazantes más efectivos.

2.4.10 Lodos CLS Emulsionado:

De las mismas características que el tipo de lodo anterior más una cantidad de diesel no mayor del 10%. 2.4.11 Lodos de Emulsión Inversa: Están constituidos esencialmente de cinco componentes básicos: agua como fase dispersa, aceite (usualmente diesel) como fase continúa, emulsionantes, estabilizadores y material densificante. De lo anterior y para las operaciones de perforación se utilizan principalmente cuatro tipos de lodo: 2.4.12 Lodos Base Agua: Cuando se le agrega al agua a los productos químicos orgánicos se les denomina lodos base agua con dispersantes orgánicos, y cuando se les agrega aceite se denominan emulsionados. Los primeros son los más utilizados y se clasifican de acuerdo al dispersante usado en su control. Los lodos base agua emulsionados requieren en su preparación aceite, diesel o crudo en cantidad de 5 a 10% del volumen total del lodo. Las ventajas de este tipo de lodo son: • Aumentar el avance de la perforación. • Prolongar la vida de la barrena. • Reducir la torsión y embolamiento de la barrena. • Prevenir pegaduras por presión diferencial. • Mejorar el enjarre. • Incrementar la lubricidad de la barrena. Sin embargo los lodos base agua pueden provocar no sólo disminución de la densidad y el filtrado sino aumento de la viscosidad. 2.4.13 Lodos Inhibidos: En algunas operaciones de perforación, los lodos base agua no resultan efectivos, sobre todo cuando se requieren altas densidades sin alterar la viscosidad o gelatinosidad. En estos casos, se recomienda el uso de los lodos inhibidos tales como los cálcicos, base yeso, de agua de mar y de agua saturada de sal. Dentro de las ventajas de los lodos

inhibidos tanto cálcicos como base yeso se pueden mencionar la protección que estos brindan a la tubería de perforación de la corrosión y suspensión de la actividad biológica; sin embargo, tienen la desventaja de solidificarse a temperaturas de fondo mayores de 120° C. Por otra parte, los lodos de agua de mar y de agua saturada de sal se usan generalmente para evitar los problemas de perforación provocados por la presencia de sal en la columna litológica. 2.4.14 Lodos de Bajo Contenido de Sólidos: Se define como un lodo de perforación, terminación o reparación al que cumple ciertos requisitos de densidad, viscosidad y control de filtración con un contenido mínimo de arcilla. Dentro de este tipo de lodos se pueden nombrar los siguientes: gomas, asbestos finamente

divididos,

arcilla

beneficiada,

combinados

(bentonita

prehidratada-

lignosulfonato) y lodo no dispersivo. En áreas donde este tipo de lodos es aplicable, se obtienen grandes ahorros por: • Aumentar el grado de penetración. • Incrementar la vida de la barrena. • Mejorar la estabilidad el agujero. Por otra parte, el uso de este tipo de lodos es delicado (por la estabilidad del pozo), por lo que deben tomarse ciertas consideraciones en su uso tales como: reducción del uso de bentonita para controlar la viscosidad y el filtrado, control del filtrado con polímeros orgánicos, y el uso de doble malla en las temblorinas para una mejor eliminación del recorte y del funcionamiento óptimo del eliminador de sólidos. 2.4.15 Lodos Base Aceite (Emulsión Inversa): El lodo base aceite se refiere a lodos preparados en aceite con un porcentaje de 1 a 5% de volumen de agua, mientras que el lodo de emulsión inversa se usa para designar a un lodo con más del 5% y hasta con 40% de volumen de agua; éste se puede dispersar y emulsificar con aceite. Estos fluidos son estables a altas temperaturas, inertes a la contaminación química y pueden ser densificados después de ser ajustada la relación aceite-agua. Estos tipos de lodo se utilizan en los siguientes casos: • Formaciones con altas temperaturas

• Formaciones con lutitas hidrófilas (arcillas deshidratadas) • Formaciones con anhidrita o yeso • Formaciones salinas • Formaciones con intercalaciones de asfalto • Formaciones solubles • Protección de arenas productoras • Baches para liberar tuberías pegadas por presión diferencial • Zonas de alta presión El uso de este tipo de lodos puede ocasionar, para los estudios en pozos exploratorios, algunos de los siguientes inconvenientes: • Alteración en los valores de la cromatografía de los gases e hidrocarburos en las zonas de interés. • Imposibilidad de efectuar algunos tipos de registros geofísicos (resistividad, potencial natural, echados, etc.); por la base aceite del lodo que afecta a la fuente de energía eléctrica de los registros. • Alteración de los análisis geoquímicos por la base aceite. • Apreciación de la fluorescencia en las muestras de canal y de núcleos.

En la siguiente tabla se presentan los rangos de propiedades óptimas del fluido de emulsión inversa:

2.5 Propiedades fundamentales de los lodos de perforación. 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. Por esta razón, el operador de registro debe de conocer las características reologicas de los fluidos de perforación, refiriéndose a los análisis necesarios que hay que efectuar al lodo para conocer las condiciones del mismo. Dichas condiciones son propuestas de antemano en el programa de perforación de cada pozo dependiendo del tipo de roca que se va a perforar y de las posibles presiones del yacimiento que pudiera cortarse con la barrena. Las principales características reologicas de un lodo de perforación son: densidad, viscosidad, viscosidad plástica, viscosidad aparente, gelatinización, punto cedente, filtrado, enjarre, pH y cloruros.

2.5.1 Densidad Se define como la relación de masa dividida por unidad de volumen. Su función es el mantener a los fluidos contenidos dentro del agujero en el yacimiento durante la perforación, manteniendo de este modo la presión requerida que ejercen las paredes del agujero. Las unidades comunes de densidad son las libras por galón (lb/gal), libras por pie cúbico (lb/ft3), kilogramos por centímetro cúbico (kg/cm3) y gramos por centímetro cúbico (gr/cm3); siendo esta última la más utilizada en el campo. Los lodos de perforación pueden tener un rango de densidades de 1.07 a 2.50 gr/cm3lo que permite una óptima velocidad de penetración al contrarrestar la presión de formación, sin provocar pérdidas de circulación. La densidad máxima del lodo que se requiere en la perforación de un pozo, está determinada por el gradiente de presión., la presión de poro a una profundidad dada excede la presión ejercida por el peso de la formación sobre la profundidad evaluada (presión de sobrecarga). Para prevenir la entrada de fluidos desde la formación al agujero, el lodo debe proveer una presión mayor a la presión de poros encontrada en los estratos a ser perforados. Un exceso en la densidad del fluido puede ocasionar la fractura de la formación con la consiguiente pérdida de fluido de control. 2.5.2 Viscosidad Es una medida de resistencia interna que presenta un fluido al desplazarse en función directa a la presión y temperatura del yacimiento. Los lodos de perforación tienen características de flujos no lineales (tixotrópicos) y requieren de más de un término de viscosidad para definir su comportamiento viscoso. La viscosidad se expresa en medidas relativas (viscosidad aparente o de embudo), o en medidas absolutas (viscosidad plástica, punto cedente y gelatinosidad). Para un fluido de perforación, las propiedades deseadas de viscosidad efectiva proporcionan a la barrena una óptima potencia hidráulica, manteniendo el agujero limpio en el espacio anular. Así mismo, se requiere de una baja viscosidad efectiva para que el lodo desprenda los cortes al llegar a la superficie también debe tener suficiente gelatinosidad para mantener a los cortes sólidos en suspensión cuando el fluido no esté en movimiento. La medida de viscosidad utilizada es con el embudo (viscosímetro Marsh) que se determina en

segundos y en un rango normal puede ser de 45 a 75 segundos para los lodos base agua y de hasta 160 segundos para lodos de emulsión inversa. Esta viscosidad aumenta a medida que los contaminantes son introducidos y/o que el contenido de sólidos se incrementa, por lo que la viscosidad aparente también aumenta. Por el contrario, la viscosidad suele decrecer al aumentar la temperatura y por lo tanto la viscosidad aparente también disminuye. 2.5.3 Viscosidad Plástica: Es la parte de la resistencia del fluido en movimiento causada por fricción mecánica. Esta fricción se produce entre los sólidos contenidos en el lodo y el líquido que lo rodea y por el esfuerzo cortante del propio líquido. En general, al incrementar el porcentaje de sólidos en el sistema, se aumenta la viscosidad plástica. El control en lodos de bajo y alto peso es indispensable para mejorar la reología y alcanzar promedios altos de penetración de la formación.

2.5.4 Viscosidad Aparente Se define como la medición en centipois (cp) que un fluido Newtoniano debe tener en un viscosímetro rotacional a una velocidad de corte previamente establecida, con los efectos simultáneos de todas las propiedades de flujo. 2.5.5 Gelatinización Es una medida del esfuerzo de ruptura o resistencia de la consistencia del gel formado que muestra la fuerza de la floculación del lodo bajo condiciones estáticas. La tasa de gelatinización se refiere al tiempo requerido para formarse el gel. Si la gelatinización se forma lentamente después de que el lodo está en reposo, se dice que ésta es baja, siendo alta en caso contrario. Un lodo que presenta esta propiedad se le denomina tixotrópico y su grado se determina midiendo la fuerza de gel. El conocimiento de esta propiedad es importante para prever dificultades durante la circulación del fluido cuya resistencia a la gelatinización debe ser suficientemente baja para: • Permitir que la arena y el recorte sean depositados en el tanque de decantación. • Conservar el buen funcionamiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulación.

• Minimizar el efecto de succión cuando se saca la tubería, y el efecto de pistón cuando se introduce la misma en el agujero. • Lograr la separación del gas incorporado en el lodo. • Mantener la suspensión de los sólidos incorporados cuando se esta añadiendo la barita y al estar el lodo estático. 2.5.6 Punto cedente: Es la resistencia que presenta el lodo a fluir a causa de las fuerzas electroquímicas de atracción entre las partículas sólidas. Estas fuerzas son el resultado de las cargas negativas y positivas localizadas cerca de la superficie de las partículas. Bajo condiciones de flujo, el punto cedente depende de las propiedades de los sólidos en el lodo en la superficie, de la concentración de los sólidos en el volumen del lodo y de la concentración y tipos de iones en la fase liquida del lodo. Cuando el punto cedente es alto, debido a los contaminantes solubles como el calcio, carbonatos y por los sólidos arcillosos de las formaciones, se provoca la floculación del lodo que debe de controlarse con dispersantes. El punto cedente y los esfuerzos de gelatinización son considerados medidas de la hidratación y de la floculación de las arcillas. 2.5.7 Filtrado También conocido como pérdida de agua, es la cantidad de agua proveniente del lodo que se filtra hacia la formación en las formaciones permeables, y que debe mantenerse lo más bajo posible para tener una buena estabilidad del agujero y evitar daños a la formación. Básicamente hay dos tipos de filtración: estática y dinámica. La estática ocurre cuando el fluido no está en movimiento, mientras que la dinámica ocurre cuando el lodo fluye a lo largo de la superficie filtrante;. Durante el proceso de filtración estática, el revoque (embarrado) aumenta de espesor con el tiempo mientras que la velocidad de filtración disminuye, por lo que el control de este tipo de filtración consiste en prevenir la formación de revoques muy gruesos. Por otro lado, la filtración dinámica se diferencia de la anterior debido a que el flujo de lodo a medida que pasa por la pared del pozo tiende a raspar el revoque a la vez que se va formando, hasta que el grosor se estabiliza con el tiempo y la velocidad de filtración se vuelve constante. El control de este tipo de filtración consiste en prevenir una pérdida excesiva de filtrado a la formación. La temperatura, el tipo y tamaño de las partículas suspendidas en el lodo y la presión de formación, son algunos de los

factores que afectan en la pérdida de agua del fluido de perforación, Teniendo una relación directa en el ritmo de penetración y en la concentración de gas en el lodo al momento de la perforación. La medida del filtrado se realiza mediante la prensa de filtrado a temperatura ambiente, colocando el lodo dentro de la prensa con una presión de 100 psi durante 30 minutos. El líquido filtrado resultante se mide en centímetros cúbicos. (Se pude observar en Fotografía equipo para procesado y análisis de muestras)

2.5.8 Enjarre Es una capa o película delgada de lodo que se forma en las paredes del agujero. Se presenta principalmente en aquellas formaciones permeables; el espesor de la capa puede variar de 1 a 4 mm. Cuando el enjarre no se forma, el lodo invade las formaciones permeables. Para la formación de enjarre, es esencialmente necesario que el lodo contenga algunas partículas de un tamaño muy pequeño para el cierre de los poros de la formación. Los enjarres pueden ser compresibles o incompresibles, dependiendo de la presión a la que sean sometidos. La formación del enjarre va a depender principalmente de la pérdida de agua y de la permeabilidad de la roca.

2.5.9 PH, (potencial Hidrógeno) Es el grado de acidez o de alcalinidad en el lodo. Se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones o cationes de hidrógeno [H+], y es una medida que se usa para describir el carácter ácido (acidez) o básico (basicidad) relativo a una solución (lodo); donde los valores bajos de pH corresponden a una acidez creciente y los altos valores de

pH a una alta basicidad. Un cambio de una unidad de pH corresponde a un aumento de diez veces la concentración de iones de hidrógeno. Los valores del pH van de 1 a 14, cuya solución neutra es el agua destilada con un pH de 7 (véase Tabla 3.2 pH). El valor propio del pH para un fluido de perforación depende de su tipo, pero normalmente deben de ser de 8.5 a 10.5 para obtener un pH estable y duradero; para esto se utiliza sosa cáustica o hidróxido del potasio. La medida del pH en el campo en general se determina colorimétricamente por medio del papel indicador de pH (tornasol) que muestra la variación del color al mojarlo con la solución. En el caso del lodo, se utiliza el líquido del filtrado resultado del mismo. Los ácidos se pueden describir como sustancias que tienen un sabor agrio. Estos producen efervescencia al entrar en contacto con carbonatos, cambian a rojo el color azul

del papel tornasol y reaccionan con bases, álcalis y ciertos metales para formar sales; todos los ácidos contienen hidrógeno. Los ácidos son calificados de fuertes o débiles según la concentración de iones hidrógeno (H+) resultante de la ionización. Las bases pueden ser descritas como sustancias que tienen un sabor amargo, una textura resbaladiza en solución, la capacidad de cambiar a azul el papel de tornasol rojo, y la habilidad de reaccionar con ácidos para formar sales. Las bases no producen ninguna efervescencia al entrar en contacto con carbonatos; los ácidos reaccionan con las bases para formar sales. Una base es calificada de fuerte o débil según la cantidad de la molécula que se disocia en iones hidroxilo (OH-) en la solución.

2.5.10 Cloruros Los cloruros son compuestos que llevan un átomo de cloro en estado de oxidación formal -1, y se pueden obtener por la reacción de una base (óxido. hidróxido, carbonato, etc.), y del ácido clorhídrico. El cloruro más conocido es la sal marina que está presente en el agua de mar con una concentración del 3 - 3,5 % aproximadamente. La concentración de cloruros es de suma importancia en los lodos de perforación, ya que al incrementarse su salinidad, la solubilidad de las sales y aditivos generalmente aumenta provocando reacciones químicas tales como la precipitación. El ion cloruro proviene de la disociación electrolística del cloruro de sodio (NaCl) al estar en solución acuosa. La contaminación del lodo por los cloruros puede provenir de las siguientes tres fuentes: 1. Del agua de alimentación al lodo cuya salinidad puede alcanzar hasta 20 ppm. 2. Del flujo de agua salada de la formación. 3.

De las sales agregadas al lodo por los estratos de sal perforados.

La salinidad de un fluido de perforación de base agua se determina por la titulación de filtrado resultado de lodo colocado dentro el filtro de prensa a 100 psi durante 30 minutos, al agregarse el nitrato de plata (AgNO3) al 0.028, al virar los cloruros solubles, se precipita la disolución ácida del filtrado formando un precipitado de color rojo ladrillo.

2.6 MÉTODOS DE RECUPERACIÓN DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN Existen métodos de recuperación de fluidos de perforación. Todos los métodos que se han presentado ante la industria tienen la misma finalidad que es la recuperación de fluidos y de la misma manera reducir el volumen de recortes, así de esta manera contribuir al apoyo de la industria petrolera en la optimización de recursos. Uno de estos métodos

consiste en la fabricación de plantas de reciclaje de fluidos de perforación; como se mencionó anteriormente la finalidad de estos métodos consiste en la recuperación de fluidos.

2.7 Control de sólidos Se puede definir el proceso de control de sólidos como aquel en el cual se persigue la eliminación y remoción de la mayor cantidad posible de los sólidos indeseables generados durante el proceso de perforación, mediante la utilización de equipos especializados para tal fin, en función del tamaño y tipo de sólido. El objetivo principal de un sistema de control de sólidos, es la remoción de los fragmentos y/o cortes de la formación generados durante la perforación. La inversión realizada para el control de sólidos y para la solución de problemas relacionados a los mismos, representan una parte significativa de los costos de perforación (aproximadamente entre un 10 y 15%) 2.7.1 Tipos de sólidos Los sólidos constituyen la fase dispersa del fluido y pueden ser: reactivos, no reactivos, deseables e indeseables.

2.7.1.1 Sólidos Reactivos Se caracterizan por ser de baja gravedad y tener cargas eléctricas. De acuerdo a su origen pueden ser: agregados (comerciales). Ejemplo: Bentonita e incorporados (formación) ejemplo: arcillas. Estos sólidos arcillosos alcanzan el tamaño coloidal cuando están totalmente hidratados y son los únicos que forman revoques lisos, delgados, flexibles de baja permeabilidad y altamente compresibles, que facilitan el control de filtrado. Además, incrementan las propiedades reologicas del fluido y, en consecuencia, mejoran su capacidad de limpieza y suspensión. Cuando estos tipos de sólidos se encuentran en porcentajes elevados, causan la floculación del fluido y en este caso se trata mecánicamente utilizando una centrifuga de altas revoluciones. 2.7.1.2 Sólidos No Reactivos Estos sólidos no poseen cargas eléctricas y pueden ser de alta o baja gravedad especifica. Estos tipos de sólidos ya sean de baja o alta gravedad específica: - Disminuyen la tasa de penetración (ROP)

- Aumentan la viscosidad plástica - Forman revoques gruesos que reducen el espacio anular, y en consecuencia incrementan la posibilidad de un atascamiento diferencial - Originan problemas de torque y arrastre en la tubería de perforación.

2.7.1.3 Deseables La barita es un sólido no reactivo de alta gravedad, clasificada como sedimento, es deseable siempre que no se encuentre en tamaño ultra fino o coloidal, porque causas severos problemas de floculación, sobre todo en fluidos muy pesados. La barita es un producto que se utiliza como material densificante y de acuerdo con (A.P.I), debe tener una gravedad específica mínima de 4,2 l.p.

2.7.1.4 Indeseables Los sólidos no reactivos de baja gravedad son de formación y constituyen el peor contaminante para cualquier tipo de fluido. Están presentes desde que se inicia hasta que finaliza la perforación y no existe mecanismo alguno que los remueva en su totalidad. La arena es el prototipo de los sólidos no reactivos de formación, es muy abrasiva y tiene una gravedad específica promedio de 2.6. Siempre es indeseable, pero realmente causas problemas cuando excede el porcentaje mínimo requerido de acuerdo con la densidad del fluido. Este tipo de sólido nunca debe exceder un porcentaje mayor al 10% v/v. Por tal razón, debe ser removido en forma rápida y eficiente para evitar que se fraccione y disperse

durante la circulación. De lo contrario, se hará más pequeño, por lo cual se incrementará su área superficial y, en consecuencia, los problemas operacionales.

2.8 Beneficios del control de sólidos El control de sólidos es una tarea difícil pero necesaria, pues mejora la calidad del fluido Y permite obtener los siguientes beneficios:             

Aumenta la tasa de penetración (ROP) Incremento de la vida útil de la mecha Mejoramiento de la eficiencia de las bombas Disminución de las presiones de circulación Minimización de los atascamientos diferenciales de tuberías Estabilización de la pared del pozo Mejores trabajos de cementación Mejor interpretación de los registros eléctricos Menores problemas de torque y arrastre Mejor control reologico del fluido Disminución de los costos operacionales Menos daño a la formación Incremento de la productividad del pozo.

2.9 Determinación de sólidos Las normativas API RP-13B-1 y 13B-2 describen los procedimientos para determinar los ensayos físicos y químicos a los fluidos base agua y base aceite. De estos ensayos, la densidad, el porcentaje de sólidos y líquidos son los utilizados en el cálculo y análisis de sólidos.

2.9.1 Ensayos Físicos

La densidad y el porcentaje total de sólidos, son los dos ensayos físicos utilizados en el cálculo y análisis de sólidos.

2.9.1.1 Densidad La densidad del fluido se determina con una balanza que debe tener una precisión de ± 0.1 lp. Esta balanza se calibra con agua y el modelo más utilizado en las operaciones es el siguiente: Procedimientos: Los pasos a seguir para medir la densidad del fluido, son los siguientes: 1.-Lavar y secar la balanza y colocarla sobre una superficie plana. 2.-Tomar la temperatura del fluido y registrarla 3.-Llenar la copa de la balanza con lodo, darle unos golpes a la copa con la misma tapa y asentar la tapa con movimientos giratorios, permitiendo que salga exceso de lodo por el orificio de la tapa para liberar el aire o gas que haya quedado atrapado. 4.-Tapar el orificio de la tapa con el dedo, lavar la balanza y colocarla sobre el soporte de la base. 5.-Correr el cursor a lo largo del brazo hasta lograr que la burbuja se encuentre sobre la línea central. 6.-Leer la densidad en el borde izquierdo del cursor y registrarla 2.9.1.2 Porcentaje de Sólidos y Líquidos: Para determinar la cantidad de sólidos y líquidos en un fluido de perforación se requiere el uso de un equipo llamado retorta, con capacidades de 10, 20 o 50 cm³ y camisas externas de calentamiento. Funcionamiento: Esta consiste en colocar en una cámara de acero un volumen determinado de muestra y calentarla hasta que los componentes líquidos se evaporen. Estos vapores pasan a través de un condensador y posteriormente son recogidos en forma líquida en un cilindro graduado. El volumen líquido se mide en porcentaje y el resto de los sólidos, suspendidos o disueltos, se determinan por diferencia.

Procedimiento: Para determinar el porcentaje de sólidos y líquidos en los fluidos de perforación, base agua o base aceite, se procede de la siguiente manera: 1.-Limpiar y secar el ensamblaje de la retorta y el condensador 2.-Tomar una muestra de fluido y esperar a que se enfrié a temperatura ambiente 3.-Llenar la cámara inferior con muestra de fluido y en forma lenta, para evitar que quede aire atrapado y en consecuencia obtener resultados erróneos. Como medida preventiva, golpee suavemente un lado de la cámara para sacar el aire. 4.-Colocar la tapa sobre la cámara y mover en forma rotativa hasta que cierre completamente, asegurándose de que un pequeño exceso de fluido salga por el orificio de la tapa. 5.-Limpiar el exceso de fluido. 6.-Colocar lana de acero en la cámara superior 7.-Aplicar lubricante para alta temperatura a las roscas de la cámara inferior y luego conéctela al condensador de la retorta. 8.-Colocar el ensamblaje de la retorta en la camisa de calentamiento y cierre la tapa aislante. 9.-Colocar un cilindro graduado, limpio y seco debajo del condensador 10.-Poner en funcionamiento la retorta hasta que la condensación termine y espere unos diez minutos antes de retirar el cilindro graduado. Nota: Si parte del volumen del fluido pasa al cilindro graduado, será necesario repetir la prueba 11.-Leer registrar el volumen total (agua y aceite) recuperado Para los fluidos base aceite se debe continuar con los siguientes pasos: 12.-Colocar el cilindro y un contrapeso en oposición al tubo contenedor de la centrifuga y ponerla a girar por dos minutos, a una velocidad aproximada de 1800 rpm 13.-Registrar los volúmenes de aceite y agua recolectados.

14.-Calcular el porcentaje en volumen de aceite y agua con base al volumen total líquido. Por diferencia se obtendrá el porcentaje en volumen de sólidos. Tanto los sólidos suspendidos como los sólidos disueltos serán retenidos en la retorta. Deben hacerse correcciones para el fluido con alto contenido de sal.

2.9.2 Ensayos Químicos Prueba de azul de metileno (MBT): El MBT es un ensayo químico utilizado para determinar la concentración total de sólidos reactivos presentes en un fluido base agua. Esta prueba se realiza, utilizando los siguientes materiales:         

Agua oxigenada (H2O2 al 3%) Ácido sulfúrico (H2SO4 -5N) Solución de azul de metileno Papel filtro Whatman Frasco Erlenmeyer de 250 cc Pipeta de 10 cc Jeringa de 1.0 cc Calentador Varilla de agitación

Procedimiento: 1.-Agregar 10 cc de agua destilada 2.-Agregar 1 cc de fluido 3.-Agregar 15 cc de agua oxigenada al 3% 4.-Agregar 0.5 cc de ácido sulfúrico (5N) 5.-Hervir suavemente durante 10 minutos 6.-Completar hasta 50 cc con agua destilada 7.-Agregar ½ cc de azul de metileno y agitar durante unos 30 seg. 8.-Tomar una gota de líquido con la varilla de agitación y colocarla sobre el papel filtro. Mantenga la varilla en posición vertical 9.-Calentar y repetir el paso siete hasta lograr obtener un punto central azul rodeado de una aureola celeste

10.-Repetir el paso ocho para corroborar el punto final 11.-Registrar la cantidad de azul de metileno gastado

2.10 Métodos de remoción de sólidos Los sólidos perforados pueden ser removidos del sistema de circulación por tamizado, asentamiento o mediante equipos mecánicos. El tamizado consiste en la relación de partículas, mediante el uso de mallas de diferentes mesh y el asentamiento en la precipitación de partículas, según su gravedad y tamaño. Sin embargo, el control de sólidos se puede resumir en dos mecanismos principales: químico y mecánico. La remoción de sólidos ocurre en primera instancia por un proceso de coladura o tamizado. Parte del porcentaje de solidos que pasa a través de las mallas, precipita por gravedad en la trampa de arena, donde en segunda instancia se remueven sólidos por asentamiento. A partir de este momento, los sólidos son removidos del sistema de circulación por un proceso de centrifugación. De los métodos de remoción de sólidos el método mecánico es, sin lugar a dudas, el medio más eficiente y económico para solucionar un problema de sólidos.

2.11 Equipos mecánicos de control de sólidos 2.11.1 Procesos de Remoción. De los mecanismos que existen para controlar sólidos, el mecánico es, sin duda alguna, el más práctico y económico, pero requiere de equipos apropiados, instalaciones correctas y mantenimiento adecuado. Es necesario que cada equipo sea instalado en la secuencia correcta; de lo contrario, pierde eficiencia y en consecuencia los sólidos perforados no son removidos sino que pasan de nuevo al sistema de circulación. En este caso se fraccionan y se hacen cada vez más pequeños y por lo tanto imposible de remover. Esta situación se evita, logrando que los equipos de control de solidos funcionen con la máxima eficiencia desde el inicio de la perforación, dado que el control de sólidos es preventivo y no curativo.

2.11.2 Secuencia de Instalación. Los sólidos son removidos del sistema de circulación de acuerdo con su tamaño, es decir de mayor a menor. Es por esta razón que los equipos mecánicos deben ser instalados en secuencia, para que los sólidos no descartados por un equipo sean removidos por el equipo que le precede. En este sentido, los equipos básicos que integran el sistema de control de sólidos en cualquier taladro o gabarra de perforación, deben ser instalados en la siguiente secuencia: zaranda, desarenador, desilter y centrifuga de decantación. Estos equipos, deben trabajar con la máxima eficiencia para minimizar los problemas operacionales atribuidos al control de sólidos. Es por ello que deben ser diseñados, instalados y mantenidos adecuadamente por personal especializado.La simplicidad es una clave en el uso del equipo, pero esta no se alcanza omitiendo el equipo necesario, compartimientos de lodo o bombas de lodo. Se logra solamente entendiendo las funciones del equipo del sistema de lodos e instalándolos con la idea de una buena operación. La instalación correcta es esencial para obtener una eficiencia máxima de separación del equipo de eliminación de sólidos. Usualmente, el equipo mecánico se instala en un orden decreciente, dependiendo del tamaño de separación que este lleva a cabo. Ya que un desgasificador o separador de gas de lodo, técnicamente no es un equipo eliminador de sólidos, surge una pregunta acerca de su localización. Sin embargo, ya que las bombas centrifugas no operaran en la presencia de un lodo con gas, el lodo debe ser desgasificado antes de la succión de la primera bomba centrifuga. Una “Trampa de Arena” es un compartimiento mal entendido que puede dividir un sistema marginal de lodo, y que es importante en todos los sistemas de lodo (esta trampa se llama también presa de asentamiento y está ubicada exactamente debajo de las zarandas). Esta puede capturar las partículas más grandes que taparían o dañarían el equipo (desarenador y desarcillador) siguientes en la eliminación de sólidos, si se rompiera la malla o se evitara el paso por la zaranda. La gravedad normal es la fuerza principal actuando sobre estas partículas, de tal modo, que ese compartimiento nunca debe agitarse o usarse como descarga de un hidrociclón.

Actualmente, se instala en este tanque la succión del desarenador con la finalidad de mantener el sistema de lodos con un mínimo de sólidos, garantizando la limpieza por partículas que puedan estacionarse en la misma.

Fig. Diagrama de Instalación de Equipos de Control de Sólidos

2.11.3 Instalación Zaranda Primaria Acondicionar la superficie de los tanques donde se va a ubicar los Equipos siguiendo el Plano de Distribución. Ubicar los equipos de manera que descarguen el lodo procesado en el tanque trampa, si es necesario fabricar canales para dirigir el flujo hacia el tanque. Estas deben ser fijadas con tornillos y con tapa protectora empotrada (grating). Alinear y nivelar los equipos de manera que queden con 30 cm sobresalientes del tanque hacia la descarga sólida. Ubicar los equipos dejando una separación de 50 cm entre ellos. Fijar las cuatro esquinas de los equipos a la base de apoyo donde se encuentren, asegurándolos con tornillos ¾” x 2”. El bajante de descarga sólida debe ser canalizada a través de la pantalla, y el bajante de descarga sólida con las siguientes características:

A. Pantalla: 140 cm de ancho en el extremo superior y 70 cm de ancho en el extremo inferior, 20 cm de ancho y 140 cm de altura (120 cm del piso hacia arriba y 20 cm por debajo del piso). B. Bajante:80 cm de ancho, 20 cm de pestaña y la longitud va a depender de la altura del cajón de los ripios. El Pasillo Frontal de los Equipos debe fabricarse de 1mt de ancho (si aplica) con anclaje y tornillos pasantes fijados en la parte superior de la pared del tanque de manera que queden libre 50 cm de pasillo, al restar los 30 cm salientes de las zarandas más los 20 cm de la pantalla. El piso debe ser Anti-Resbalante (grating), la estructura debe ser con tubo estructural de 3” X 3” y ángulo de 1 ½” X 1 ½”, pie de amigo apoyado a las paredes del tanque de 150 cm de longitud con orejas, los tornillos a utilizar deben ser de ¾” X 2”. Los Pasamanos se deben fabricar a 110 cm de altura, con tubo estructural de 1 ½” X 1 ½”, rodapiés de 10 cm, fijado con bocina y unir todos los cuerpos con camisas atornilladas. Instalación Eléctrica: Usar cable del tipo ST o equivalente # 4 x 12. La línea de alimentación debe conectarse directamente al tablero de distribución el cual debe tener salidas de ¾”, sello EYS con su prensa estopa y breaker termo-magnético de 15 amp. En caso de que la tensión sea directa al SCR (Casa de Fuerza) la instalación debe hacerse con plug 3034 o el que establezca la contratista de perforación. Sistema de Aterramiento: El equipo debe ir aterrado al tanque del sistema y se hará usando conector tipo “L” de 400 y conductor de cobre 2/0, cubierto o desnudo. Se respetará la normativa de aterramiento del taladro en caso de aplicar.

2.11.4 Distribuidor de Flujo El Divisor de Flujo se ubicará dependiendo de la disponibilidad del área en el taladro, bien sea sobre el tanque de viaje o sobre una base que le permita estar a 140 cm de altura con respecto a los tanques del sistema, fijado con pasadores con tornillos.

Instalar las líneas de flujo hacia las Zarandas Primarias con tubería de 10” de diámetro y conectadas con abrazaderas vitaulicas en la unión con el Divisor de Flujo, y la unión con las Zarandas Primarias se hará con brida de 10”. La línea de 6” que descarga en el tanque de viaje debe conectarse con brida y una válvula mariposa en la salida del equipo. Instalar pasarelas en la parte delantera del Divisor de Flujo donde se encuentran las divisiones que descargan el flujo y una escalera orientada hacia los tanques del sistema. 2.11.5 Zaranda 3 en 1 Ubicar el equipo sobre el tanque de asentamiento o retorno, considerando la distribución de las Zarandas Primarias. Ubicar las Bombas Centrífugas 6” X 8” o 5” X 6” que alimentarán el desarenador y el desarcillador lo más cerca posible a los tanques de alimentación. Desarenador: Instalar de manera que succione del tanque trampa y la descarga limpia vaya al tanque de asentamiento 1. Desarcillador: Instalar la succión desde el tanque asentamiento 1 y la descarga limpia que vaya al tanque retorno o tanque de asentamiento 2. Instalar las succiones de las Bombas Centrífugas distanciadas de agitadores, descargas, succiones y otros que afecten la eficiencia del equipo. La línea de alimentación del desarenador y desarcillador se fabricaran con tubería de 6” de diámetro, desde la Bomba Centrifuga 6” X 8” o 5” X 6”, siempre y cuando las condiciones lo permitan. Utilizar en las líneas de descarga limpia del desarenador tubería de 10” u 8” y en el desarcillador tuberías de 8” de diámetro, conectadas con abrazaderas vitaulicas respectivamente, siempre y cuando las condiciones lo permitan.

2.11.6 Zaranda 3 en 1: Usar cable ST o equivalente # 4 x 12. Este equipo se instala desde un tablero de distribución con salida de ¾”, debe tener sello EYS con prensa estopa y breaker termo-

magnético de 15 amp. En caso que la tensión sea directa desde el SCR (Casa de Fuerza), debe conectarse con un plug 3034. El equipo debe ir aterrado al tanque del sistema y se hará usando conector tipo “L” de 400 y conductor de cobre 2/0, cubierto o desnudo. Se respetará la normativa de aterramiento del taladro en caso de aplicar. 2.11.7 Bomba del desarenador: Usar cable ST o equivalente # 4 x 4. Estas acometidas deben ir directo al SCR (Casa de Fuerza) con plug 1034 o el que establezca la contratista de perforación, y Contactor Térmico de 125 amp. Se deben chequear condiciones operativas de sus sistemas de arranque y desacoplar el motor del cuerpo de la Bomba para verificar el sentido del giro de las mismas. Se deben aterrar en forma independiente a una barra copperware de 5/8” x 2 mt. El conector en el equipo debe ser tipo “L” de 400, el conductor de aterramiento debe ser cable cubierto o desnudo trenzado 2/0 y el conector de barra del tipo KS-29. Se respetará la normativa de aterramiento del taladro en caso de aplicar. 2.11.8 Bomba del desarcillador: Usar cable ST o equivalente # 4 x 2. Estas acometidas deben ir directo al SCR (Casa de Fuerza) con plug 1034 o el que establezca la contratista de perforación, y Contactor Térmico de 150 amp. Se deben chequear condiciones operativas de sus sistemas de arranque y desacoplar el motor del cuerpo de la Bomba para verificar el sentido del giro de las mismas. Se deben aterrar en forma independiente a una barra copperware de 5/8” x 2 mt. El conector en el equipo debe ser tipo “L” de 400, el conductor de aterramiento debe ser cable cubierto o desnudo trenzado 2/0 y el conector de barra del tipo KS-29. Se respetará la normativa de aterramiento del taladro en caso de aplicar. 2.11.9 Centrifuga de Decantación Verificar el tipo de Centrífuga de Decantación y el funcionamiento para el Sistema de ECS. Inspeccionar la condición del terreno donde se va a ubicar el equipo. Se ubicará el stand lo más cerca posible del tanque retorno, donde la descarga sólida de la Centrifuga de Decantación este lo más cercana al tanque de ripios y la descarga limpia al tanque activo.

Dar altura del stand a 30 cm mínimo por encima de la altura de los tanques activos. Colocar los pines con cupillas de seguridad al stand. La Centrifuga Decantadora se fijara en las cuatros esquinas con anclajes atornillados. Se instala la descarga liquida con tubo PVC de 6” de diámetro. Se instala el bajante descarga sólida con gancho y tornillos, con las siguientes características: 70 cm de ancho, 20 cm de pestaña y la longitud dependiendo de la altura del cajón de los ripios. Para la alimentación de la Centrifuga Decantadora, se debe utilizar una Bomba Centrífuga 3” X 2” o Bomba Moyno, lo más cerca posible de la succión. 2.11.10 Instalación Eléctrica: a. Centrífuga Decantadora: Usar cable del tipo ST o similar # 4 x 4 directo al SCR (Casa de Fuerza) con plug 1034 o el que establezca la contratista de perforación. b. Bomba Centrífuga o Bomba Moyno: Usar cable del tipo ST o similar # 4 x 12, directo al panel de control de la Centrifuga Decantadora. Se debe verificar que la calibración del térmico corresponda a la capacidad nominal del motor de la Bomba. Debe desacoplarse el motor del cuerpo de la Bomba Centrifuga para verificar el sentido de giro de la misma. La Centrífuga Decantadora y las Bombas, deben aterrarse independientemente a una barra copperware de 5/8” x 2 mt. El conector en el equipo debe ser tipo “L” de 400, el conductor de aterramiento debe ser cable cubierto o desnudo trenzado 2/0 y el conector de barra del tipo KS-29. Se respetará la normativa de aterramiento del taladro en caso de aplicar.

2.11.11 Tornillo Transportador Verificar el correcto estado de todas las partes mecánicas de los tornillos sin fin, el cual debe estar armado en su totalidad antes de montarse en el stand o soportes. Ubicar los soportes donde descansará el tornillo sin fin, siguiendo el croquis de los equipos de control de sólidos. Estos soportes deben estar fabricados con material suficientemente fuerte para soportar el peso y movimiento del tornillo.

Se deben colocar dos cuerdas en los extremos del tornillo para guiar al mismo sin necesidad de colocarse el personal debajo del mismo; es muy importante tomar en cuenta este punto ya que por la longitud del tornillo puede voltearse o desprenderse y causar un accidente muy grave. Se deberá verificar la correcta ubicación de las descargas para las zarandas cuando dichas descargas van acopladas al tornillo, e igualmente verificar que la descarga de ripio del tornillo tenga caída sobre el secador de lodo o en algún otro tornillo que se coloque debajo de este. Una vez ubicados ambos tornillos se procede al tendido de los cables y a la instalación eléctrica tomando en cuenta de sujetarlos a lo largo del tornillo con sinchos, de tal manera que no pasen cerca del punto donde descansa la carcasa del tornillo sobre el stand, ya que con el movimiento el mismo puede ser aprisionado y producir futuros cortos eléctricos.

Inmediatamente al ser instalado el tornillo, se deben colocar y asegurarse adecuadamente las cubiertas construidas con grating y ángulos, además de las respectivas tapas ciegas. Instalar el sistema de parada de emergencia, con alarma luminosa, graduada a 15 segundos para el arranque. Instalación Eléctrica: Usar cable del tipo ST o similar # 4 x 12 directo al panel principal de alimentación de las zarandas. Debe aterrarse independientemente a una barra copperware de 5/8” x 2 mt. El conector en el equipo debe ser tipo “L” de 400, el conductor de aterramiento debe ser cable cubierto o desnudo trenzado 2/0 y el conector de barra del tipo KS-29. Se respetará la normativa de aterramiento del taladro en caso de aplicar.

2.11.12 Proceso de desmantelación: 

Desinstalar eléctricamente todos los Equipos, desconectando a su vez los puntos de aterramiento.



Retirar los anclajes de los Equipos.



Retirar las canales del sitio o área de los tanques.



Retirar los bajantes de descargas sólidas de los Equipos.



Desmontar los techos de los tanques (si aplica).



Desinstalar líneas de alimentación y descarga del desarenador, desarcillador, Zarandas Primarias, Centrífuga Decantadora y Bombas Centrífugas.



Desinstalar los bajantes de descarga sólida y pantallas frontales de los Equipos a desmontar.



Desmontar el Tornillo Transportador y soportes e instalarlo en el suelo, para realizarle limpieza.



Desmontar el equipo al cual ha sido retirada la pantalla frontal y demarcar la zona de Condición Insegura con cinta de seguridad amarilla.



Colocar el equipo en el sitio demarcado para su traslado.



Finalizar la limpieza general de los equipos.



Seccionar el Tornillo Transportador, si es necesario.



Instalarle a la zaranda 3 en 1, las tapas ciegas en cada niple vitaulico. Si es necesario, coloque tapas laterales.



Chequear que todos los seguros estén instalados en los Equipos en forma correcta, frenos de Zarandas, Centrifugas (si aplica).

2.11.13 Traslado: 

Montar los Equipos y Materiales en forma ordenada, para que de esta manera se facilite la labor de descarga de los mismos.



Chequear el aseguramiento de todos los Equipos.



Elaborar las transferencias en forma específica y detallada de los Equipos, Materiales y Herramientas.

2.11.14 Temblorinas Las recomendaciones de API consisten en instalar suficientes temblorinas para procesar 125%

del

volumen

de

circulación de lodo máximo esperado

para

el

pozo,

utilizando a su vez las mallas más finas posibles y considerando económico. propiedades

el Si

aspecto bien

del

las lodo,

velocidad de penetración, tipo de formación perforada, tipo de malla y otros factores afectan el número real de temblorinas requerido, los lineamientos generales se hacen basándose en la experiencia y conforme a los programas de perforación y lodos.

Se consideran diferentes tipos de lodos:

BA = lodo base agua PHPA = poliacrilamida parcialmente hidrolizada EI = lodo base aceite sintético o diesel Arcillas de perforación plásticas Los números son pies cuadrados del área total de malla que se requiere.

2.11.15 Temblorinas primer frente El principal objetivo de estas temblorinas es separar los sólidos grandes provenientes del pozo. El tiempo de retención es mínimo y la alimentación debe efectuarse desde la base de las cajas de alimentación; de esta manera, no se presenta excesiva acumulación de recortes. La Figura 7 muestra los movimientos básicos de las temblorinas primarias:

El movimiento circular o elíptico balanceado se recomienda para sólidos pegajosos y sólidos grandes. Es utilizado generalmente como temblorina primaria, con ángulo de inclinación cero y contra pesas excéntricas. Como una práctica recomendable, se utiliza de una malla 60 para maximizar la capacidad de manejo, sin separar sólidos que contengan altos niveles de impregnación (partículas de tamaños mediano a fino).

Basándose en la experiencia con estas temblorinas y considerando los gastos máximos de las bombas, se estima que las mallas de 40-60 serán las más finas que podrán utilizarse en la cubierta de las temblorinas del primer frente. Se debe tener disponible una amplia gama de tamaños de mallas desde el comienzo del pozo, desde mallas de 20, hasta malla de 60. Esto siempre permitirá que se utilicen las mallas más finas posibles considerando el aspecto económico, dando como resultado la óptima separación de sólidos sin derrames del fluido de perforación. Las temblorinas del primer frente deben recibir el fluido de perforación de

la

línea

proveniente de

flote,

procesarlo y enviarlo por gravedad

a

las

temblorinas del segundo frente.

La

cubierta

principal de mallas de estas temblorinas debe manejar mallas de 84175, en las secciones más profundas y donde se manejan menores gastos y las formaciones son menos reactivas.

2.11.16 Temblorinas secundarias El objetivo principal es contar con suficiente capacidad de temblorinas para procesar en forma continua las velocidades de circulación completas del equipo de perforación, así como separar por lo menos el 85% de los sólidos perforados, como se muestra en la siguiente figura.

Con

frecuencia

se

hace

referencia al sistema de temblorinas como el “primer frente” en el esfuerzo para separar los sólidos perforados. La idea principal es separar los sólidos la primera vez que pasan a través del equipo superficial; esto evita una mayor degradación mecánica de los sólidos por las bombas de lodos, barrena y otros equipos mecánicos. La selección de mallas y ángulos de cubiertas deben ser ajustados con el propósito principal de separar la mayor cantidad posible de sólidos. Se

deben

revisar

cuidadosamente

las

temblorinas y asegurarse de que estén en excelentes condiciones. Las temblorinas en malas condiciones pueden causar una significativa diferencia en cuanto a la dilución de lodo necesaria así como la elevada impregnación de líquidos en los recortes.

Partiendo de la tabla anterior y con base a la experiencia, se requieren las siguientes especificaciones:   

Fuerza G mínima 5 - 7 Gs Área de malla mínima 100 Ft2 Tipo de movimiento Elíptico balanceado o lineal de alto impacto

2.11.17 Mallas Para la selección de la malla debe ser considerando el tipo y el área de cubierta que tengan las unidades. En términos generales, la malla recomendada debe ser de entre 110 a 230 mesh. Se establecen los siguientes puntos generales relativos a mallas, basándose en el estándar API RP 13C: 

Para una temblorina de cubierta sencilla con mallas paralelas, utilice un mismo tipo de malla en la temblorina. Si se necesitan mallas más abiertas para evitar pérdidas de lodos, utilice como máximo dos tamaños diferentes al mismo tiempo. Instale la malla más ancha en el panel de descarga. Los dos tamaños diferentes de malla



deben ser aproximadamente iguales (140 y 175, no utilizar 84 y 175) Utilice una combinación de tamaño de malla y ángulo de cubierta de tal manera



que el lodo cubra del 75 al 80% del área de la malla con lodo. No desvíe las mallas ni opere la temblorina con mallas rotas. Esta es la causa



principal por la que los hidrociclones del desarcillador se tapan. Revise con frecuencia todos los componentes del sistema de tensionado de mallas, ya que éste constituye un factor importante en la maximización de la vida útil de la malla.

2.11.18 Limpiador de lodos Consiste en hidrociclones y conos de desarenador, montados sobre una temblorina. El propósito es la separación de partículas de tamaño intermedio, permitiendo que las centrífugas decantadoras operen en forma eficiente, proporcionando un corte general más fino. El número y tamaño de conos requeridos para cada equipo depende de los volúmenes de circulación esperados, se recomienda instalar suficientes conos para procesar entre 110 a 120% del volumen de circulación máximo. Los hidrociclones son recipientes en forma cónica, en los cuales la energía (presión) se transforma en fuerza centrífuga. La fuerza centrífuga creada por este movimiento del lodo en el cono forza las partículas más pesadas contra la pared del cono y se descargan por el fondo, las partículas más livianas son succionadas hacia la parte superior del cono por el efecto de vacío. Los hidrociclones están clasificados por su tamaño como desarenadores o desarcilladores.

2.11.18.1 Consideraciones prácticas para el uso del limpiador de lodos:   

El equipo combina temblorinas, desarcillador y desarenador. Reduce el contenido de humedad de la descarga de los hidrociclones. Se pueden usar mallas hasta 325 mesh

Es necesario utilizar dos conos de 12” para el desarenador y dieciséis conos de 4” para procesar a la velocidad de circulación máxima de 1000 GPM. El desarenador debe efectuar un punto de corte de 40-60 micrones con conos de 12”, en tanto que el desarcillador debe efectuar un corte de 15-20 micrones con los conos de 4”. La descarga del hidrociclón debe pasarse a través de la malla del limpia lodos. Se recomienda usar mallas de 210 a 275 mesh para esta temblorina, dependiendo de qué mallas estén siendo utilizadas en las temblorinas del segundo frente. Como se ilustra en la Figura 12.

El

desarenador

debe

succionar del compartimiento hacia el cual se desborda la trampa de arena. El

lodo

procesado

por

el

desarenador será enviado al compartimiento

donde

el

desarcillador succiona, y el lodo procesado por el desarcillador debe dirigirse al compartimiento donde la centrifuga del sistema succiona Las divisiones en las presas de trabajo (Figura 12) deben arreglarse de tal manera que el lodo únicamente pueda pasar al siguiente compartimiento por medio de las bombas centrífugas o mediante el rebosadero. Esta organización de succiones y descargas en serie permite que cada equipo trabaje en un rango particular de tamaño de sólidos. Es muy importante, para que el sistema de control de sólidos funcione de manera eficiente, que los compartimentos para la succión del desarenador, la succión del desarcillador y la succión de la centrífuga estén conectados por un rebosadero, permitiendo que el 15 al 20% del lodo retorne.

Las siguientes recomendaciones adicionales son relativas a la buena operación de hidrociclones, bombas de alimentación centrífuga y limpiador de lodos, con base en la práctica recomendada API RP 13C: 

Agite mecánicamente todos los compartimentos de descarga y separación del



hidrociclón para efecto de una alimentación más uniforme hacia los hidrociclones. No se recomiendan pistolas de lodo para la agitación debido a que pueden causar el desvío del flujo a los hidrociclones.



Opere en una descarga de rocío, no de estriado. Si se hace estriado, abra el ápice (en caso de ser ajustable), agregue más conos o utilice mallas más finas sobre las



temblorinas. De requerirse, instale mallas gruesas sobre las bombas de alimentación para



mantener fuera la basura y evitar obstrucciones. Dimensione la línea de descarga y succión de tal manera que las velocidades de flujo estén entre el rango de 5 a 10 pies/seg. Si están muy bajas, causan asentamiento; y muy altas, generan erosión en las curvas de tuberías, los cabezales no distribuyen adecuadamente y habrá cavitación en la succión de la



bomba. Minimice las conexiones de múltiples en las bombas de alimentación. Lo ideal es una succión y descarga por bomba.

2.11.19 Centrífugas decantadoras Las centrífugas juegan un papel importante en la eficiencia del control total de sólidos al separar sólidos de perforación en un rango muy fino, llegando hasta cerca de dos micrones en tamaño.

Este equipo (Figura 13) permite la separación de los sólidos finos que han logrado pasar a través de las temblorinas y los hidrociclones Está compuesto por un tazón cónico horizontal de acero que gira a alta velocidad, usando un transportador tipo doble tornillo sinfín. El transportador gira en el mismo sentido que el tazón externo, pero a una velocidad menor. Con base en el API RP 13C, se establecen los siguientes puntos generales relativos a centrifugas: 

Tener una capacidad adecuada para procesar de 5 al 15% de la velocidad de



circulación máxima del equipo de perforación con las centrífugas. Se recomienda operar constantemente las centrífugas en el sistema activo. Es mejor operar las unidades continuamente a una alimentación baja durante la



perforación, que alimentar altos volúmenes en intervalos cortos de tiempo. Si se está agregando agua y/o aceite al lodo, agregue por lo menos parte de éste al tubo de alimentación de la centrífuga. Esto disminuirá la viscosidad del fluido en la centrífuga, permitiendo una separación de sólidos más eficiente.

Un aspecto importante del funcionamiento de la centrífuga es la dilución del lodo que es alimentado, el cual reduce la viscosidad del fluido alimentado, manteniendo una alta eficiencia en la separación de los sólidos. Cuanto más alta sea la viscosidad del lodo de alimentación, una mayor dilución se requiere (lo común es de 2 a 4 GPM). Si la viscosidad marsh baja a 35 seg, es porque se está agregando demasiada agua; esto ocasionará

turbulencia dentro del tazón y reducirá la eficiencia de separación de sólidos indeseables. Cuando se manejan lodos sin densificar, únicamente se requiere el uso de una centrífuga para separar el total de los sólidos contenido en el fluido de control. 2.11.20 Centrífugas de baja velocidad   

Recupera barita, eliminando la fase líquida en lodos densificados. Elimina los sólidos perforados. Contribuye al control de la viscosidad plástica del lodo.

2.11.21 Centrífugas de alta velocidad 

Recupera el líquido del efluente de la centrífuga de baja velocidad, permitiendo

 

recuperar base de fluidos costosos. Para lodos no densificados, elimina y controla los sólidos perforados. Contribuye al control de la viscosidad plástica del lodo.

2.11.22 Recomendaciones 2.11.22.1 Temblorinas. 1. Evite pasar el fluido por debajo de los vibradores 2. Ajuste el ángulo de las canastas de tal forma que el fluido cubra el 80% de la longitud de la malla. 3. Cuando perfore lutitas plásticas, utilice temblorinas de movimiento circular o elíptico balanceado en el primer frente.

4. Para temblorinas del segundo frente, se recomienda utilizar temblorinas de movimiento lineal de alto impacto. 5. En la medida de lo posible, utilice las mallas más finas. 2.11.22.2 Desarenador. 1. Use el desarenador cuando no se puedan utilizar mallas mayores a 140 Mesh en las temblorinas. 2. No utilice las mismas bombas centrifugas para alimentar el desarenador y desarcillador.

2.11.22.3 Desarcillador. Dispositivos empleados para la separación de granos de arena y partículas de arcilla del fluido de perforación durante el proceso de limpieza del mismo. El fluido es bombeado tangencialmente por el interior de uno o varios ciclones, conos, dentro de los cuales la rotación del fluido provee una fuerza centrífuga suficiente para separar las partículas densas por efectos de su peso. Cuando se utiliza en lodos densificados, elimina el 25% de la barita.

Capítulo 3 desarrollo 3.1 Equipo de control de sólidos en pozo “ayocote 101”

El equipo de control de solidos de la empresa alba se instala en el pozo ayocote teniendo como equipo adicional el secador de recortes, de este equipo se hará un análisis del porcentaje de fluido recuperado así mismo se hará mención de las características del equipo instalado así como sus especificaciones técnicas. Fig. Pozo ayocote 101 La imagen anterior muestra a detalle el equipo de control de solidos instalado en el pozo ayocote 101 junto con el secador de recortes. Del cual haremos mención sobre los

diferentes beneficios de los que este equipo ofrece a la industria petrolera.

3.2 Vibrador de alto impacto Bajo mantenimiento del vibrador Derrick, equipado con dos motores Súper “G” de 2.5 HP cada uno, que permiten operar al vibrador con una fuerza de impacto de 7.0 G y con una

duración de más de 35,000 horas operando de manera continua, El modelo Flo line Cleaner con su sistema ajustable mientras perfora (AMP) permite al personal regular el equipo desde -2.5º a +5º grados hacia arriba, dando una mayor flexibilidad. La capacidad de procesamiento de este vibrador es de hasta 560 GPM.

3.3 Eliminador de solidos Éste eliminador de sólidos posee un vibrador de alto impacto para 4 mallas, equipado con dos motores Súper “G” de 2.5 HP y trabaja con 7.0 “G, para limpiar el fluido consta de 2 hidrociclones desarenadores de 10”, que procesan 1000 G.P.M. de fluido y sus 20 conos desarcilladores de 4” 1000 GPM.

3.4 Centrifugas DE 1000 En la centrifuga DE-1000, la decantadora puede variar su velocidad tanto en el tambor como en su sinfín, aprovechando con esta característica resolver mejor los problemas que se tienen para eliminar los sólidos indeseables, que van en distintos rangos de gravedad específica, logrando un mejor ajuste a la separación de sólidos indeseables , puede usar la indistintamente para eliminar sólidos de alta gravedad específica hasta 10 micrones, procesa hasta 250 GPM, un rango de velocidad de 1000 a 3200 RPM.

3.5 Transportador (tornillo) helicoidal de recorte de 18” El Transportador helicoidal de recorte consta de una sección motriz con motor de 25 H.P. y tornillo helicoidal de 18” tiene la opción de alargarse al unirse 3 o 4 secciones medias con una capacidad de transporte de 200 ton/día

3.6 Secador de recortes

Los secadores de alimentación continua de alta capacidad son capaces de satisfacer las operaciones de perforación. La grúa de elevación autónoma en el pedestal del deshidratador CSI permite realizar operaciones de mantenimiento sin tener que utilizar un mecanismo de maniobra con grúa.

las imágenes anteriores muestran las especificaciones tecnicas del equipo de control de solidos instalado en el pozo ayocote 101. Como se menciono anteriormente se hara un analisis sobre el secador de recortes para posterioemente conocer los porcentajes de fluido recuperado que este equipo ofrece a la industria petrolera asi mismo mostrar la importancia asi como los beneficios que se obtienen en su instalacion.

3.7 SECADOR DE RECORTES El secador de recortes es un equipo adicional instalado en el equipo de contro de solidos. Su funcion principal es secar los recortes de perforacion antes de ser desechados, para una mejor limpieza del recorte y asi de esta manera recuperar fluido de perforacion.

El

secador de recortes es utilizado durante las primeras etapas de perforacion, principalmente cuando se usan barrenas de diametro de 17 ½ “ y 12 ¼ “. Se usan principalmente durante estas dos etapas de perforacion debido al gran tamaño de los recortes y para que a su vez permita la recuperacion del fluido. El secador reduce y recupera el fluido base de una variedad de lechadas de carga. En las operaciones de perforación, las zarandas pueden descartar los recortes perforados que tienen hasta un 20 % de aceite por peso. Se ha demostrado que el tratamiento con el secador

reduce notablemente el contenido de aceite, en algunos casos a valores

inferiores al 2 %.

Beneficios adicionales: Recupera un valioso fluido base para su reutilización • Reduce el volumen de los residuos sólidos para disminuir los costos de acarreo • Cumple los objetivos o lineamientos ambientales • Reduce el contenido de fluido en recortes antes de otras formas de tratamiento, por lo cual aumenta la eficacia del tratamiento de residuos Con frecuencia, el secador puede alcanzar más de uno de los objetivos simultáneamente. En algunas aplicaciones compensa los costos operativos al permitir ahorrar tiempo, reducir las necesidades de dilución del fluido de perforación o aumentar la capacidad de tratamiento del proceso. El secador usa la fuerza centrífuga para recuperar el petróleo de los sólidos perforados en fluidos de base aceite o sintética. Un tazón de cedazo de acero inoxidable atrapa los sólidos «mojados» y los acelera con una fuerza centrífuga de hasta 540 G. El líquido es forzado a pasar a través de los orificios en el tazón de cedazo mientras que los sólidos «secos» son extraídos por tramos en ángulo acoplados al cono, que rota ligeramente más despacio que el tazón. Los tramos están protegidos de los sólidos abrasivos por carburo de tungsteno, que garantiza una larga vida operativa. Esto ayuda a mantener una separación constante entre la voluta y el tazón de colador, algo fundamental para una correcta operación. Está demostrado que el extenso uso en campo del secador y el control a largo plazo permiten cumplir con estrictos criterios de descargas en el medio ambiente. El sistema secador puede ayudar a los operadores a cumplir con las limitaciones de efluentes, tal como lo dicta la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos para las operaciones de perforación marítimas. El secador ha sido usado en diversas aplicaciones, entre las que se incluye el pretratamiento por desabsorción térmica y el pretratamiento de biorremediación. Se obtienen numerosos beneficios, entre los que se incluye la conservación de la energía y una mayor eficacia del proceso. El secador

ha sido diseñado prestando particular

atención en garantizar una operación sin vibraciones. Los componentes rotativos han sido

equilibrados individualmente, las partes son intercambiables sin afectar el equilibrio del conjunto rotativo en su totalidad. Se han realizado todos los esfuerzos necesarios para reducir los requisitos de mantenimiento del secador. Se accede a las partes que sufren un desgaste normal desde la parte superior de la máquina; las correas se pueden cambiar sin quitar el ensamble del engranaje y todo el ensamble del engranaje se puede quitar con poco esfuerzo. En las zonas sometidas a un elevado desgaste, se aplican materiales especiales, como carburo de tungsteno y losetas cerámicas. El secador viene con dos líneas de enjuague que limpian los cedazos en caso que se llenen y obturen con sólidos. Un sistema de lubricación por aceite montado externamente hace circular lubricante limpio al ensamble del engranaje diferencial. El sistema de lubricación está enclavado eléctricamente con el arrancador del motor principal para evitar la operación de la máquina en el caso que haya baja presión de aceite, o no haya, dirigiéndose hacia la caja de engranajes. Cada secador está configurado a los requisitos específicos del sitio. Las versiones de bajo perfil integran barrenos dobles para remover los sólidos y son ideales para instalaciones con restricciones de altura. Muchas unidades vienen con una grúa en altura para facilitar el mantenimiento del tazón colador y los componentes rotativos. Los sistemas secadores han establecido el patrón para las operaciones marinas. La utilizacion del secador de recortes en el pozo ayocote 101 aporto valiosos beneficios durante la perforacion de este pozo, uno de los principales y que se ha racalcado a lo largo del tema es la aportacion de la recuperacion del fluido de perforacion. En el siguiente tema se especificaran los porcentajes recuperados gracias a este equipo de control de solidos.

1) Sistema de alimentación El tamaño, la forma, el volumen y el contenido de humedad de los sólidos perforados puede variar mucho. Por lo tanto, es fundamental instalar un sistema de alimentación adecuado para manejar el rango y el volumen de material. Hay diversos tipos de sistemas de entrega, incluyendo: • Una variedad de transportadores de tornillo y tolvas • Sistemas de transferencia por vacío • Sistemas de transferencia por presión positiva, y • Sistemas modulares construidos específicamente y que pueden usar combinaciones de esas tecnologías. 2) Secador de recortes El secador de recortes procesa los recortes perforados hasta alcanzar un aceite con una humedad del 1 % y 5 % del peso. El secador de recortes ha procesado sin dificultad recortes generados a 46 metros por hora en un hoyo de 508 mm (150 pies por hora en un hoyo de 20 pulgadas).

3)Sistema de descarga o recolección de sólidos “secos” Por lo general, se instala un transportador de tornillo debajo del secador de recortes y recoge los sólidos secos, que se envían fuera de borda si las reglamentaciones lo permiten o se recogen para una eliminación definitiva fuera del sitio. 4) Pulido de los efluentes El efluente del secador de recortes por lo general se recoge y bombea hacia una centrífuga decantadora de alto volumen para continuar su limpieza. La centrífuga decantadora separa la lechada en sólidos finos y un fluido limpiado, que con frecuencia se envía de vuelta al sistema de fluido de perforación activo. Una porción se puede usar como dilución para el secador de recortes. Los sólidos procedentes de la centrífuga se pueden recoger en el mismo recipiente o transportador para los sólidos procedentes del secador de recortes.

Capítulo 4 resultados 4.1 Resultados de la recuperación de fluidos a través del secador de recortes. El secador de recortes es un equipo de control de solidos diseñado para la recuperación de fluidos. El pozo ayocote 101 presento este equipo durante la segunda etapa de perforación (barrena 12 ¼) presentando resultados favorables con la recuperación de fluido, a continuación se presenta el reporte de campo presentado durante la operación del secador de recortes. El departamento técnico de control de solidos realizo un monitoreo por turno, de la recuperación de fluidos a través del secador de recortes, perforando con barrena de 12 ¼ en la segunda etapa presentando las siguientes características del fluido:            

Lodo1.22 Fluido: I.E. Temp: 62 Visc Marsh: 60 Visc. Aparente: 25 Visc. Plástica: 17 Geles: 10/15 Filtrado: 2.0 Enjarre: 1.00 Solidos: 12 Aceite: 70 Agua: 18

La siguiente tabla y grafica muestran los porcentajes de fluido recuperado a través del secador de recortes en un lapso de 6 días recuperando un aproximado de 50 m3 de fluido de perforación en la segunda etapa de perforación.

fechas

turno

m3 recuperados

08/01/2017

rebajan cemento

0

09/01/2017

armado de barrena ITP

0

10/01/2017

9:00 AM-7:00 PM

6 M3

11/01/2017

9:00 AM-7:00 PM

10 M3

12/01/2017

7:00 AM-7:00 AM

5 M3

13/01/2017

7:00 AM-7:00 AM

0

14/01/2017

7:00 AM-7:00 AM

6 M3

15/01/2017

7:00 AM-7:00 AM

8 M3

16/01/2017

7:00 AM-7:00 AM

15 M3

M3 RECUPERADOS 16 14 12 10 8 6 4 2 0

M3 RECUPERADOS

Capítulo 5 conclusiones La recuperación de fluidos es una aportación que beneficia a la industria petrolera en el ámbito económico, los beneficios que el secador de recortes brinda son de suma importancia ya que ayuda en la optimización de costos tanto en el ámbito ecológico. El secador de recortes es un equipo que no se emplea en la mayoría de los pozos, pero los resultados que se obtienen en su instalación son realmente asombrosos, las cantidades de fluido recuperado dependerá de cada etapa perforada. Por lo general este equipo se instala en las primeras etapas (barrena 17 ½ y 12 ¼) el aproximado de fluido recuperado de igual forma dependerá de los días de operación del equipo. Los resultados obtenidos en la instalación del secador de recortes en el pozo ayocote 101 son favorables a la industria petrolera durante 6 días el secador de recortes del equipo de control de solidos de la compañía alba estuvo operando presentando un aproximado de 50 m3 de fluido de perforación recuperado. El secador de recortes

Referencias bibliográficas    

Historia de los fluidos de perforación perfob.blogspot.mx/2015/02/equipos-de-control-de-solidos Secador de recortes vortex Sistema de circulación de lodos de perforación