Programa De Fluidos De Perforacion.docx

PERFORACION PETROLERA II DOCENTE: Ing. Abath Vera Palenque SEMESTRE: Sexto IPGN GESTION: 1/2019 INTEGRANTES  Adelaida Chuppa Nuni  Hugo Juan Justo Apaza

PROGRAMA DE FLUIDOS DE PERFORACION

DEFINICION DE FLUIDOS DE PERFORACION Es fluido circulatorio que se utiliza en un equipo de perforación formado por una mezcla de solvente que es una base con aditivos químicos que proporcionan propiedades fisicoquímicas ideales a las condiciones operativas y las características de la formación litológica a perforar. La estabilización de sus parámetros fisicoquímicos así como la variación de los mismos mediantes contaminantes liberados en la formación perforada son controladas mediante análisis continuos.

FUNCIONES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION Capacidad de transporte La facilidad de transportar y remover los recortes desde el fondo del pozo hasta superficie en las trampas de arena, se convierte en una de las funciones fundamentales del lodo y ella está en función de la densidad, punto cedente y viscosidad las cuales son propiedades reológicas del mismo. Sin embargo existe una variable que gobierna el éxito de esta función llamada velocidad anular y que está asociado al tamaño, forma y densidad de los recortes. De verse afectada esta función podría generarse problemas en el pozo debido al atascamiento de la barrena, porta mechas y la tubería de perforación. Además los recortes en superficie deben ser analizados para conocer la litología de la formación atravesada y proponer modificaciones a la composición del lodo en caso que sea necesario Enfriar y lubricar El lodo hace posible que la tubería de perforación, componentes de la sarta y el ensamblaje de fondo se lubriquen cuando en el proceso de circulación el fluido sale por los orificios facilitando el calor generado por fricción mecánica entre la barrena y la formación atravesada. Esto se debe a que el fluido de perforación actúa al mismo tiempo como lubricante y esta propiedad puede incrementarse con agentes químicos o con aceite Formar revoque Algunas formaciones durante la perforación traen consigo problemas operacionales debido a que se originan: derrumbes, atascamientos de tubería y pérdida de circulación. El revoque debe ser liso, delgado, flexible, altamente compresible y de baja permeabilidad para controlar un filtrado de lodo excesivo de esta forma favorecemos a la interpretación de perfiles de resistividad y mantenemos la zona profunda sin daño alguno. Controlar la presión de formación Mientras se perfora un pozo a medida que se van obteniendo altas profundidades se hace necesario llenar el hoyo de fluido el cual debe ejercer tal presión que pueda contrarrestar a la formación evitando un colapso en el hoyo y otros problemas mayores como reventones.

Para esto el lodo debe ser suficientemente pesado para generar junto a la profundidad la fuerza para mantener el control de las formaciones atravesadas impidiendo un influjo de los fluidos de formación hacia el hoyo. Capacidad de suspensión Cuando la circulación del lodo se ve afectada o se detiene en las operaciones de perforación los recortes no lograrían de llegar a superficie y se atascarían en el trepano produciendo un empaquetamiento de la misma pero existe una fuerza o una resistencia propia del fluido de logra mantener los recortes en suspensión el mayor tiempo posible retardando que caigan a la mecha. Esta propiedad reológica del fluido se denomina fuerza de gel y es una medida de atracción física y electroquímica de los sólidos reactivos de su composición Flotabilidad Esta función está relacionada con el principio de Arquímedes en el que cualquier cuerpo que es sumergido en un líquido se ve afectado por el factor de flotación perdiendo su peso considerablemente y el cual está en función de la densidad del líquido.

CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE UN FLUIDO DE PERFORACIÓN: La selección y diseño de un programa de fluido de perforación depende principalmente del factor económico. Igualmente se tienen otros factores que influirán en dicha selección y diseño como son las condiciones de producción, tipo de formación, estudios geotécnicos, registros geofísicos que se realizaran, impacto ambiental, seguridad, ejecución de la perforación o tipo de perforación y logísticas de transporte y manejo del fluido. A continuación se indican las principales consideraciones que se deben seguir al momento de seleccionar el tipo de fluido con el cual se realizará una operación de perforación:        

Tipo de pozo. Problemas de la formación. Equipos de perforación (tipo de perforación). Formaciones productoras y el tipo de producción. Programa de revestimiento. Disponibilidad y tratamiento del agua. Índice de corrosión. Impacto ambiental.

Tipo de pozo: La perforación se puede clasificar como: de explotación o exploratoria. La primera se refiere aquella en donde ya se han perforado algunos pozos y las condiciones geológicas son conocidas y la segunda es aquella donde no se conocen las condiciones geológicas y por lo tanto no se tiene seguridad de la cantidad de hidrocarburos en dicha zona. Para el caso de la perforación exploratoria el fluido de perforación debe ser de forma tal que permita una fácil y segura obtención de información geológica a través de los recortes recolectados en superficie. También el fluido debe permitir un fácil y rápido cambio de composición a medida que se vayan presentando problemas inesperados por los cambios de perforación de diferentes tipos de formaciones. Por otro lado, para una perforación de explotación se

diseña un programa de fluido de perforación con varios tipos de fluidos y los diferentes tipos que componen dicho programa son seleccionados de acuerdo al tipo de barrena, tipo de cementación tipo de registro geofísico a correr, etc., siempre y cuando este se encuentre dentro del mínimo costo operacional de perforación establecido. Problemas de la formación: Se considera como problemas de formación los ocasionados por el tipo de formación o aquellos que se obtienen por el efecto que pueda tener de manera directa o indirecta el fluido sobre la formación. Algunos ejemplos son: a) Formación de lutitas (arcillas): Dentro de esta se puede tener; lutitas sensibles al agua que provocan su aumento de peso o hinchamiento, y lutitas presurizadas. Los problemas asociados con la perforación de este tipo de formación dependen del tipo de lutita que se esté perforando, en general se tienen:  Atascamiento (pega) de la sarta de perforación.  Alto torque y fricción de la sarta de perforación.  Dificultad en la limpieza del hoyo.  Embolamiento de la barrena.  Dificultad en la toma de registros.  Contaminación del fluido de perforación.

b) Formaciones de anhidritas: La anhidrita es un mineral compuesto de sulfato de calcio anhidro CaSO4. Es muy común en los depósitos de sal, pero es muy raro encontrarla bien cristalizada. Cuando se expone a la acción del agua, la anhidrita la absorbe y se transforma en yeso CaSO4.2H2O que es el sulfato de calcio hidratado o en cal Ca(OH)2 que es Hidróxido de calcio. Este tipo de formación se puede perforar con un fluido CBM con moderada sal. c) Formaciones de sal: Secciones salinas o domos de sal. Este tipo de formación se perfora con un CBM con moderada sal. Si el espesor de la sección es muy alto o se encuentra a gran profundidad se pudiese utilizar un fluido base aceite, pero por razones económicas se utiliza un CBM. d) Formaciones con altos gradientes de temperatura: Este tipo de formación se perfora con fluido base aceite. Debido a que las altas temperaturas son mayor a 250 °F y descomponen o degradan algunos aditivos y por lo tanto se reduce la efectividad y las propiedades del fluido de perforación, sobre todo los de base agua. e) Formaciones con presiones anormales: Las formaciones con presiones anormales (Pff > 0.433 psi/ft) traen como consecuencia el movimiento de los fluidos de la formación hacia el hoyo resultando en golpes de ariete y contaminación del fluido. Para este caso se debe utilizar un fluido que proporcione una alta presión hidrostática que contrarreste la presión de la formación. f) Formaciones fracturadas (zonas con pérdidas de circulación): En este tipo de formaciones se puede tener pérdida parcial o total de la circulación del fluido. Para el primer caso se aplican sólo criterios económicos en la selección del fluido y para el segundo adicional al factor económico también se debe tener una mejor información geológica de la formación.

Equipos de perforación (tipo de perforación): En una perforación rotatoria se tienen dos componentes principales, como son: el sistema de control del fluido de perforación (circuito del fluido: Bombas, tanques, succión, tratamiento y asentamiento, equipos de control de sólidos) y los equipos de perforación como tal (barrena, sarta, etc). Para lograr los objetivos planteados la selección de estos equipos debe ir acorde con el tipo de fluido a utilizar. Formaciones productoras y el tipo de producción: Si se conoce que la formación a perforar es productora de petróleo y gas, el fluido de perforación se debe escoger de forma tal que el filtrado de éste (fase líquida que pasa a través de la formación) no tenga, efectos adversos (contaminación o reacción química), o por lo menos sean mínimos, sobre los fluidos de ficha formación. Programa de revestimiento: Los mismos factores que influyen en la selección del fluido de perforación también influyen en la selección del tipo de revestimiento del hoyo. Por lo tanto una buena selección y diseño del fluido minimizará los requerimientos de revestimiento redundando en una disminución de los costos de operación. Disponibilidad y tratamiento del agua: La disponibilidad y composición química del agua son factores importantes para el programa de fluidos de perforación. Por ejemplo si el agua disponible es dura se debe considerar los costos de tratamiento para el ablandamiento de la misma, en caso de que se requiera. Igualmente se debe considerar la disponibilidad de ésta, por ejemplo si se va a realizar una operación de perforación costa afuera, por razones económicas lo más conveniente sería utilizar agua de mar para la preparación del mismo. Índice de corrosión: La corrosión combinada con acción mecánica cíclica del proceso de perforación son las principales causas de la falla prematura de la sarta de perforación. La presencia de gases tales como O2, CO2, y H2S, adicional a los iones cloruros (Cl-) disueltos en el fluido de perforación ocasionaran un aumento en índice de corrosión y por ende una disminución en la vida útil de los equipos de perforación. Se deben considerar aditivos que prevengan el efecto de la corrosión. Impacto ambiental: El impacto ambiental debería ser un criterio principal de consideración para la selección del fluido de perforación. Por ejemplo para operaciones de perforación costa afuera se seleccionan fluidos base aceite (mineral o sintético) que sean biodegradables en vez del fluido base aceite no biodegradable (diésel). Todos los fluidos de perforación deben ser tratados químicamente antes de ser desechados hacia el ambiente.