fluidos de perforacion emulsion inversa
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Materia: Ingeniería de YacimientoEquipo 1
Integrantes:Pamela GarzaAzenth Ruiz Edgar Mireles Manuel HernandezCatedrático: Carlos Barrera
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El fluido de perforación es un líquido o gas que circula a través de la sarta de perforación hasta a la barrena y regresa a la superficie por el espacio anular. Hasta la fecha un pozo de gas o aceite no se puede perforar sin este concepto básico de fluido circulante.
· El fluido de perforación es una parte clave del proceso de perforación, y el éxito de un programa de perforación depende de su diseño.
· Un fluido de perforación para un área particular se debe diseñar para cumplir con los requerimientos específicos.
· En general los fluidos de perforación tendrán muchas propiedades que son benéficas para la operación, pero también algunas otras que no son deseables. Siempre hay un compromiso.
Fluidos de perforación
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Funciones Básicas• Hay por lo menos diez funciones importantes del fluido de perforación:• Remover los recortes del fondo del agujero, transportarlos a lasuperficie y liberarlos con la ayuda de los equipos para control de sólidos.• Enfriar y lubricar la barrena y la sarta de perforación,• Recubrir el agujero con un revoque de pared de baja permeabilidad,• Controlar las presiones sub superficiales,• Sostener los recortes y el material pesado en suspensión cuando se detenga la circulación,• Soportar parte del peso de la sarta de perforación y del revestimiento,• Prevenir o reducir al mínimo cualquier daño a las formaciones aledañas,• Permitir la Obtención de información sobre las formaciones penetradas,• Transmitir potencia hidráulica a la barrena,• Controlar la corrosión de los tubulares y herramientas dentro del pozo.
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Aplicaciones de Lodo Base Aceite y Sintético• Inhibición de lutitas
• Pozos de alta temperatura
• Lubricidad
• Pozos de alto ángulo y de alcance extendido
• Contaminantes, minerales evaporíticos y gases ácidos
• Fluidos de emplazamiento (spotting)
• Fluidos de rehabilitación, completación y empaque
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Limitaciones del Lodo Base Aceite y Sintético
• Ambientales• Costos• Los cálculos de hidráulica, presión hidrostática y
ECD son complicados• Mayor riesgo de pérdida de circulación
• Detección difícil de amagos ( kick) debido a la solubilidad del gas
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Fase Acuosa
Agua
Fase Externa: Aceite Fase Externa: AguaSólidos y superficies
humectados por aceite
Sólidos y superficieshumectados por agua
Aconsejable para la Perforación Cementación / Estimulación
WBM(lodo base agua)
OBM(lodo base aceite)
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• VISCOSIFICADORES:- VG -69- VG - PLUS- VG - HT
- VERSA HRP - Necesita sólidos reactivos.- VERSAMOD - Necesita agua y temperatura.
Productos de lodos base aceite
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Productos de lodos base aceite
• REDUCTORES DE VISCOSIDAD:- VERSATHIN - (Desfloculante físico)
• Solución temporal para alta viscosidad debido a sólidos• NO BAJARA VISCOSIDAD DEL VERSAHRP• BAJARA VISCOSIDAD del VERSAMOD• Para el sobretratamiento, usar viscosificador de arcilla.
- VERSAWET- VERSACOAT- VERSATRIM - Reduce la HSRV (AV, PV)
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Productos de lodos base aceite
• ATAP – REDUCTORES DE PÉRDIDA DE FILTRADO:- VERSATROL – Base Asfalto / Gilsonita- VERSALIG – Lignito tratado con amina
- EMI 157 – (Ácido Oleico)
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Productos de lodos base aceite
• OTROS PRODUCTOS ESPECIALIZADOS:- CAL - Ca(OH)2
- CAL CALIENTE / CAL VIVA - CaO- CLORURO DE CALCIO - CaCl2
- Tecnología FAZE-PRO (Emulsiones Reversibles)• FAZE-MUL – Emulsificante• FAZE-WET – Agente Humectante
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- FLUIDO BASE- VISCOSIFICADORES- EMULSIFICANTE
- SALMUERA- AGENTE TENSIOACTIVO HUMECTANTE
• ORDEN DE ADICIÓN:
- CAL
- MATERIAL DENSIFICANTE
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Orden de Formulación
RELAJADO- FLUIDO BASE- VG – ARCILLA- VERSACOAT- CAL
SALMUERAVERSAWETMATERIAL DENSIFICANTE
---
- FLUIDO BASE-
- CAL
- VERSACOAT- MATERIAL
- PÉRDIDA DE FI
CONVENCIONAL
VISCOSIFICANTESVERSAMUL
SALMUERA
MATERIAL DENSIFICANTEADITIVOS DE CONTROL DE
LTRADO
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Pruebas API Estándar para Emulsiones Inversas
Peso del lodo (kg/m3, lb/gal)••••••••
•
Viscosidad Embudo (seg/litro) o (seg/cuarto de galón)Reología @ 50oC, “65oC”, 80oC (1200, “1500”, & 1750F)ATAP @ 150°C , 3000F o temperatura de fondoRetorta (% aceite/sintético, % agua, % sólidos)Pom, Psm (volumen total en cc de 0,1N H2SO4 tres valoraciones)Exceso cal - Pom (cc) x 3,7 = kg/m3 x 1,3 = lb/bblCloruros (lodo entero) mg/l
Estabilidad Eléctrica (ES) @ 65oC
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Pruebas API Estándar para Emulsiones Inversas
• Peso del lodo• Reología @ 120º, 150º o 180ºF• ATAP @ 300ºF o temperatura de fondo• Estabilidad Eléctrica (ES) @ 120º o 150º F• Retorta (% aceite/sintético, % agua, % sólidos)• Pom, Psm• Cl- (lodo entero)
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Análisis por retorta de emulsiones inversa
• ¡Precisión!• La retorta nos permite determinar:
- % Sólidos- % Aceite o Fluido Sintético
- Contenido de sal• Busque tendencias y cambios importantes
- % Agua
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CÁLCULOS
PARA LODO BASE ACEITE
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Datos Calculados
• Relación de Aceite o Sintético / Agua• Cal, (lb/bbl)• % CaCl2 y % Sólidos Corregido• Sólidos: (lb/bbl) Barita y (lb/bbl) LGS• Cloruro de Calcio (lb/bbl)
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Cálculos
1. m3 AGUA / m3 LODO = WRd X ( Fo + Fw ) - (100 X Fw)
Ord
2. m3 ACEITE / m3 LODO = ORd X ( Fo + Fw ) - ( 100 X Fo)
WRd
DONDE:ORd = PROPORCIÓN DE ACEITE DESEADA (Número entero) WRd = PROPORCIÓN DE AGUA DESEADA (Número entero)
Fo = FRACCIÓN DE ACEITE (Como decimal de la retorta) Fw = FRACCIÓN DE AGUA (Como decimal de la retorta)
Esta es la formula de calculación para la elaboración de lodos de perforación
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Cálculos
1. BBL H2O / BBL LODO = WRd X ( Fo + Fw ) - (100 X Fw)
Ord
2. BBL ACEITE / BBL LODO = ORd X ( Fo + Fw ) - ( 100 X Fo)
WRd
DONDE:ORd = PROPORCIÓN DE ACEITE DESEADA (Número entero) WRd = PROPORCIÓN DE AGUA DESEADA (Número entero)
Fo = FRACCIÓN DE ACEITE (Como decimal de la retorta) Fw = FRACCIÓN DE AGUA (Como decimal de la retorta)
x 5,48LB/BBL CaCl2
= ml LodomlAgNO 3
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x 5,48LB/BBL CaCl2
= ml LodomlAgNO 3
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mlAgNO 3
CaCl2 % en Peso. = ml LodoX
15,65 1000xFw
15,65X 100
mlAgNO3
ml Lodo
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Agente Humectante a añadir:- Una libra de agente humectante para cada saco de 100 lbs de barita
Emulsificante a añadir:- lb/bbl = [(bbl agua / bbl lodo) x (10)]
añadido.
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Agente Humectante a añadir:- Una libra de agente humectante para cada saco de barita añadido.- 0,5 Kg/Saco
Emulsificante a añadir:- lb/bbl = [(bbl agua / bbl lodo) x (10)]
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PROBLEMAS
CON LODO BASE ACEITE
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Problemas: Aceite / Sintéticos
• Viscosidad Insuficiente• Viscosidad Excesiva• Contaminación de Sólidos• Flujos de Agua Salada• Sólidos Humectados por Agua• Dióxido de Carbono – CO2
• Sulfuro de Hidrógeno – H2S• Sales Masivas y Filones de Sal• Asentamiento / Sedimentación de Barita• Pérdida de Circulación
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Viscosidad insuficinte
• Sedimentación de Barita• Limpieza Inadecuada del Pozo• Tratamiento:
- Añadir Viscosificadores – Arcilla, Polímeros, Mod.
- Someter la Salmuera al Esfuerzo de Corte- Añadir Agua (Salmuera)
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Viscosidad Excesiva
- Eliminar / Diluir – Sólidos, Reducir el Contenido de Agua
del lodo
•••••••
Sólidos – Alto Contenido, Finos, HumectadosAlto Contenido de AguaInestabilidad a las Temperaturas ElevadasGases ÁcidosSólidos Humectados por AguaSobretratamiento con ViscosificadoresTratamiento:
por Agua
- Añadir – Emulsificante, Agente Humectante, Versathin, Cal, Aumentar el peso
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Contaminación de solidos
• Alta viscosidad• Revoque grueso• Tratamiento:
- Zaranda de malla más fina
- Diluir con fluidos base y añadir emulsificante- Agente humectante
- Centrífugas en tándem
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Flujos de Agua Salada
- Emulsificante y cal
- Barita para ajustar el peso y parar el influjo
••••••
Aumento del % agua, disminuciónAlta viscosidadSólidos humectados por aguaEstabilidad Eléctrica Más BajaAgua en el filtrado ATAPTratamiento:
de la relación aceite:agua
- Agente humectante para densificar o sólidos humectados por agua
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Sólidos Humectados por Agua
• Mayor viscosidad• Menor Estabilidad Eléctrica• Aspecto granuloso• Sedimentación• Taponamiento de la malla de la zaranda• Prueba• Tratamiento:
- Si la fase de salmuera está saturada de sal, añadir agua dulce- Agente humectante
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Dióxido de carbono
• Disminución de POM• Disminución del contenido de cal• Disminución de la Estabilidad Eléctrica• Tratamiento:
- Añadir cal para mantener un exceso, tener cuidado para
- Aumentar el peso del lodo para controlar el influjocontrolar el exceso de cal
en fluidos a base de éster
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Sulfuro de Hidrógeno, H2S
- Mantener el exceso de cal- Secuestrante de zinc inorgánico (SULF-X)
••••••
Sulfuros detectados con el Tren de Gas de GarrettDisminución de POMDisminución del contenido de calDisminución de la Estabilidad Eléctrica El lodo puede volverse negro Tratamiento:
- Aumentar el peso del lodo para controlar el influjo
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Sales masivas y filones de sal
• Las sales son insolubles, pueden resultar en un problema de sólidos de baja gravedad específica
• CaCl2 y MgCl2 de la formación pueden causar la
• Pegadura del flujo plástico (no diferencial)- Desplazar el espacio anular desde la barrena hasta el punto
humectación por agua de los sólidos
libre con agua dulce
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Pérdida de Circulación
aumentando la posibilidad de fracturación de la formación
Celofán y fibras de caña pueden romper la emulsión
- Mica, MIX-II, cáscaras de nueces-
• La compresibilidad aumenta la densidad en el fondo,
• Los materiales de pérdida de circulación (LCM) tales como
• Tratamiento:
Inyección inversa de arcilla organofílica (arcilla organofílica en agua
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DESPLAZAMIENTOS
desplazador a la viscosidad más alta.
desplazador esté en el sitio.
••
Reunirse, comunicar, organizar.Acondicionar el lodo a desplazar a la viscosidad más baja y el fluido
• No comenzar el desplazamiento hasta que todo el fluido
••••
El espaciador debería cubrir 500’ a 1.000’ de espacio anular.Bombear a una velocidad cerca de la turbulencia.No Parar la circulación una vez que se ha iniciado el desplazamiento.Hacer Girar / Reciprocar la Tubería
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DESPLAZAMIENTOS
• Colocar la barrena al fondo del pozo cuando el lodo base aceite se separa de la barrena.
• Cambiar las mallas.• Añadir agente humectante.• Monitorear con el medidor de Estabilidad.