fluidos de perforación base agua

7/24/2019 Fluidos de Perforacin Base Agua

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1 CONFIDENTIAL INFORMATION 2009 M-I L.L.C. 6/5/2014

TALLER DE FLUIDOS DE PERFORACIN

Ing. Alfonso Martnez MuizABC DS Manager

Comodoro Rivadavia04 y 05 de Junio de 2014


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6/5/2014CONFIDENTIAL INFORMATION 2009 M-I L.L.C.

El trmino de Fluido dePerforacin estrestringido al fluido quese hace circular por elhoyo, durante la

perforacin de un pozo.

Este fluido permite laperforacin del pozo

hasta alcanzar elobjetivo deseado,gracias a suspropiedades fsico-qumicas.

FLUIDO Y SISTEMA DE CIRCULACIN


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Los fluidos de perforacindesempean numerosasfunciones que permiten laperforacin, evaluacin yterminacin de un pozo para

la produccin de unyacimiento de crudo y/ogas.

El orden de importancia delas funciones est dado porlas condiciones del pozo ylas operaciones que serealizan.

FUNCIONES DEL FLUIDO


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Entre las funciones del pozo, las ms comunes son:

1.- Remocin, suspensin y descarga de los cortes.2.- Controlar las presiones del pozo.3.- Mantener la estabilidad qumica de la formacin.4.- Obturar las formaciones permeables.5.- Enfriar y lubricar la mecha y el conjunto de perforacin.6.- Transmitir la energa hidrulica a las herramientas y mecha.7.- Permitir la evaluacin de la formacin.8.- Minimizar el dao a la formacin.9.- Facilitar la cementacin y completacin.

10.- Controlar la corrosin.11.- Minimizar el impacto ambiental.

FUNCIONES DEL FLUIDO DE PERFORACIN


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CLASIFICACIN DE LOS FLUIDOS

FLUIDOS DE PERFORACIN

FLUIDOS CONBASE ACEITE

FLUIDOS CONBASE AGUA

FLUIDOSNEUMTICOS

DIESEL

ACEITEMINERAL

ACEITESINTTICO

NOINHIBITORIOS

INHIBITORIOS

GAS SECO

NIEBLA

ESPUMA

LODOGASIFICADO


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PROPIEDADES DEL FLUIDO DE PERFORACIN

DENSIDAD DEL FLUIDO

A todos los efectos prcticos, la densidad significa el peso por volumenunitario y se mide pesando el lodo.

La densidad (comnmente llamada peso del lodo) se mide con una balanzade lodo de suficiente precisin para obtener mediciones con un margen deerror de 0.1 lb/gal


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DENSIDAD DEL FLUIDO


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REOLOGIA Y ESFUERZO GEL

REOLOGIA: Es la ciencia que trata de la deformacin y del flujo de lamateria.

La reologa estudia la mecnica de todos los cuerpos deformables:

Ruptura de slidosUn resorteEl flujo de partculas slidasEl flujo de montaasLquidos fluyendo en una tubera


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Embudo March



El viscosmetro de Marshtiene un dimetro de 6 pulg.(152,4 mm) en la partesuperior y una longitud de 12pulg (304,8 mm).En la parte inferior, un tubode orificio liso de 2 pulg.(50,8 mm) de largo, con undimetro interior de 316 pulg.

CalibracinEl tiempo requerido paradescargar 1 qt (946 mL) deagua a 213C debera ser260,5 s.


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La viscosidad ()se puedendescribir como la relacin delesfuerzo de corte () a la velocidadde corte ().

esfuerzo de corte ()Viscosidad () =

velocidad de corte ()


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Segn su comportamiento reolgico se pueden clasificar en:

Fluidos Newtonianos

Fluidos No Newtonianos

Plsticos de Bingham

Fluidos Dilatantes

Fluidos Pseudoplsticos

0

20

40

60

80

0 100 200 300 400 500 600

Modelo de Flujo Plstico de Bingham

Fluido de Perforacin Tpico

Ley Exponencial

Newtoniano

Indicaciones del Cuadrante del Viscosmetro VG

RPM




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Viscosmetro VG

Resorte de torsin

Cilindro interno

Cojinete del eje

Rotor

Bob

Copa


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Etapa 1 Ningn flujo. La mayora de los fluidos de perforacin resistencon fuerza suficiente al flujo, de manera que es necesario

aplicar una presin para iniciarlo. El valor mximo de esta fuerza constituyeel esfuerzo de cedencia verdadero del fluido.

Etapa 2 Flujo tapn. Cuando se excede el esfuerzo de cedenciaverdadero, el flujo comienza en la forma de un tapn slido. En el flujotapn, la velocidad es la misma a travs del dimetro de la tubera o delespacio anular.

Etapa 3 Transicin de flujo tapn a flujo laminar.A medida que el

caudal aumenta, los efectos de corte comenzarn a afectar las capas dentrodel fluido y a reducir el tamao del tapn en el centro del flujo. La velocidadaumentar desde el pozo hasta el borde del tapn central.

Etapa 4 Flujo laminar.A medida que se aumenta el caudal, los efectosdel caudal y de la pared sobre el fluido siguen aumentando. A cierto punto, eltapn central dejar de existir. A este punto, la velocidad alcanzar su nivelms alto en el centro del flujo y disminuir a cero en la pared del conducto.

Etapa 5 Transicin de flujo laminar a flujo turbulento.A medida que elcaudal aumenta, el flujo regular comienza a descomponerse.

Etapa 6 Flujo turbulento. Cuando el caudal sigue aumentando, el flujoregular se descompone totalmente y el fluido tiene un flujo vertical yturbulento. El movimiento del fluido total sigue siendo a lo largo delespacio anular o de la tubera en una direccin, pero la direccin delmovimiento ser imprevisible en cualquier punto dentro de la masa delfluido.


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VISCOSIDAD PLSTICA:

La viscosidad plstica se describe generalmente como la parte de la resistenciaal flujo que es causada por la friccin mecnica.

La viscosidad plstica es afectada principalmente por: La concentracin de slidos.

El tamao y la forma de los slidos.

La viscosidad de la fase fluida.

La presencia de algunos polmeros de cadena larga

Las relacionesAceite-Agua (O/W) o Sinttico-Agua (S/W) en losfluidos de emulsin inversa.


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PUNTO CEDENTE:

El punto cedente, segundo componente de la resistencia al flujo en un fluidode perforacin, es una medida de las fuerzas electroqumicas o de atraccin enun fluido.

Depende de:

Las propiedades superficiales de los slidos del fluido.

La concentracin volumtrica de los slidos.

El ambiente elctrico de estos slidos(concentracin y tipos de iones en la fase fluida del fluido).


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ESFUERZO GEL:

La tixotropa es la propiedad demostrada por algunos fluidos que forman unaestructura de gel cuando estn estticos, regresando luego al estado de fluidocuando se aplica un esfuerzo de corte.

Los Esfuerzos de Gel reducen la velocidad de sedimentacin de los recortescuando se interrumpe la circulacin.

Las indicaciones de esfuerzo de gel tomadas con el viscosmetro VG aintervalos de 10 segundos y 10 minutos, y a intervalos de 30 minutos para las

situaciones especiales


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ESFUERZO GEL:

Tiempo

PROGRESIVOS

FRGILESGeles

10 10 30


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Parmetros reolgicos:

Deben ser seleccionados de acuerdo a la capacidad debombeo, el dimetro del hoyo y el ECD

Debe garantizar unas condiciones adecuadas para lalimpieza del pozo.

Considerar si se requieren condiciones especiales parareducir la invasin de fluido o reducir la erosin.

d

H

H

Ripios


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Parmetros reolgicos:

Los valores del viscosmetro VG obtenidos a 6 y 3 rpm constituyen mejoresindicadores de la capacidad de transporte (incluso en los pozos verticales).

Una regla general consiste en mantener el valor a 3 rpm de manera que seamayor que el tamao del pozo (expresado en pulgadas) en los pozos de altongulo.

El Punto Cedente a Baja Velocidad de Corte (LSYP), calculado a partir de losvalores obtenidos a 6 y 3 rpm, se utiliza para establecer la limpieza delagujero.

LSYP = (2 x 3) - 6

El LSYP es un valor extrapolado, de la misma manera que el punto cedente

correspondiente en el Modelo de Flujo Plstico de Bingham.En la mayora de las operaciones se recomienda que el LSYP sea de 1 a 1.5veces el dimetro del trpano (en pulg) a la temperatura de la superficie.


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CONTROL DE FILTRADO


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CONTROL DE FILTRADO

Cuando no se logra un control adecuado del filtradose puede originar problemas tales como,

Daos a la formacin productora.

Inestabilidad de las paredes del hoyo.

Pega por presin diferencial.


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CONTROL DE FILTRADO

A partir de la Ley de D arcy

dPL

d

= q

dPL

=

Variacin de la presin hidrulica

d = Acumulacin de slidos secos por unidad de rea

=

Viscosidad del lquido

=

Resistencia especfica local al paso del lquido

q

= Caudal por unidad de rea


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CONTROL DE FILTRADO

v

t

1 2

Revoque

Interno

Formacin

del Revoque

v

t

1 2

Revoque

Interno

Formacin

del Revoque


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CONTROL DE FILTRADO

Con este Filtro Prensa se determina laprdida de filtrado establecido segn lasnormas API para baja temperatura y bajapresin.

El filtrado es una medida del volumen defluido que se pierde con 100 psi. de presin

El medio filtrante es un papel filtro,Watman N50 o equivalente.

El rea de filtrado de la celda es de 7,1plg2.


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CONTROL DE FILTRADO

Filtro Prensa para Alta y Presin AltaTemperatura.

La celda tiene un rea de filtro de 3,5 plg2.

Estos filtros pueden ser operados hastatemperaturas de 450 F.

El filtrado se realiza con un gradiente de presinde 500 psi.

Utilizando un papel de filtro Whatman N50 oequivalente.

El tiempo de la prueba es de 30 minutos, al finalde la cual se mide el volumen de filtrado recogidoen un cilindro graduado.

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