Perforador vertiendo agente antiespumante por la sarta de perforación en una plataforma de perforaciónPolvo de barita utilizado para la preparación de lodo a base de agua.
En ingeniería geotécnica , el fluido de perforación , también conocido como lodo de perforación , se utiliza para facilitar la perforación de pozos en la tierra. Utilizados durante la perforación de pozos de petróleo y gas natural y en plataformas de perforación de exploración , los fluidos de perforación también se utilizan para perforaciones mucho más simples, como pozos de agua .
Las dos categorías principales de fluidos de perforación son los lodos a base de agua (WB), que pueden ser dispersos y no dispersos, y los lodos no acuosos, generalmente llamados lodos a base de aceite (OB). Junto con sus formativos, estos se utilizan junto con aditivos apropiados de polímeros y arcillas para perforar diversas formaciones de petróleo y gas. Cuando las condiciones del fondo del pozo lo permiten, se pueden usar fluidos de perforación gaseosos, que generalmente utilizan aire o gas natural, a veces con la adición de agentes espumantes.
Las funciones principales de los fluidos de perforación líquidos son ejercer presión hidrostática para evitar que los fluidos de formación entren en el pozo y realizar recortes de perforación, así como suspender los recortes de perforación mientras la perforación está en pausa, como cuando el conjunto de perforación entra y sale. del agujero. El fluido de perforación también mantiene fría la broca y limpia los recortes debajo durante la perforación. El fluido de perforación utilizado para un trabajo particular se selecciona para evitar daños a la formación y limitar la corrosión.
Composición del lodo de perforación.
Los fluidos líquidos están compuestos por material natural y sintético en estado mixto, [1] que puede ser de dos tipos: [2]
Acuoso ; [3] generalmente con sustancias agregadas que controlan la viscosidad, junto con lubricantes, para la inhibición de inhibidores corrosivos, sales y agentes de control del pH. [1]
Aceite; que normalmente podría utilizar aceite de hidrocarburo , [1]
El lodo de perforación a base de agua consiste más comúnmente en arcilla de bentonita (gel) con aditivos como sulfato de bario (barita) para aumentar la densidad y carbonato de calcio (tiza) o hematita . Para influir en la viscosidad del líquido se utilizan diversos espesantes , p. ej. goma xantana , goma guar , glicol , carboximetilcelulosa , celulosa polianiónica (PAC) o almidón . A su vez, los defloculantes se utilizan para reducir la viscosidad de los lodos a base de arcilla; Con frecuencia se utilizan polielectrolitos aniónicos (p. ej. acrilatos , polifosfatos , lignosulfonatos (Lig) o derivados del ácido tánico como el quebracho ). Barro rojo era el nombre de una mezcla a base de Quebracho , llamada así por el color de las sales rojas del ácido tánico; se usó comúnmente entre las décadas de 1940 y 1950, pero luego quedó obsoleto cuando los lignosulfonatos estuvieron disponibles. Se añaden otros componentes para proporcionar diversas características funcionales específicas como se enumeran anteriormente. Algunos otros aditivos comunes incluyen lubricantes, inhibidores de esquisto y aditivos para la pérdida de fluidos (para controlar la pérdida de fluidos de perforación en formaciones permeables). Se agrega un agente densificante como barita para aumentar la densidad general del fluido de perforación de modo que se pueda mantener una presión suficiente en el fondo del pozo, evitando así una entrada no deseada (y a menudo peligrosa) de fluidos de formación. [4]
Tipos
Fuente: [5]
En el día a día se utilizan muchos tipos de fluidos de perforación. Algunos pozos requieren que se utilicen diferentes tipos en diferentes partes del pozo, o que algunos tipos se utilicen en combinación con otros. Los distintos tipos de fluidos generalmente se dividen en categorías amplias: [6]
Aire: El aire comprimido se bombea hacia el espacio anular del pozo o hacia la propia sarta de perforación .
Aire/agua: Aire con agua agregada para aumentar la viscosidad , enjuagar el orificio, proporcionar más enfriamiento y/o controlar el polvo.
Agua: A veces el agua se utiliza sola. En la perforación costa afuera, generalmente se usa agua de mar mientras se perfora la sección superior del pozo.
Lodo a base de agua (WBM): la mayoría de los sistemas de lodo a base de agua comienzan con agua, luego se agregan arcillas y otros productos químicos para crear una mezcla homogénea con una viscosidad entre leche con chocolate y malta. La arcilla suele ser una combinación de arcillas nativas que se suspenden en el fluido durante la perforación, o tipos específicos de arcilla procesada y vendida como aditivos para el sistema WBM. El tipo más común es la bentonita , llamada "gel" en los yacimientos petrolíferos. El nombre probablemente se refiere a que la viscosidad del fluido es muy fina y fluye libremente (como la leche con chocolate) mientras se bombea, pero cuando se detiene el bombeo, el fluido estático se congela formando un "gel" que resiste el flujo. Cuando se aplica una fuerza de bombeo adecuada para "romper el gel", el flujo se reanuda y el fluido vuelve a su estado de flujo libre. Se añaden muchos otros productos químicos (por ejemplo, formiato de potasio ) a un sistema WBM para lograr los efectos deseados, entre ellos: control de la viscosidad, estabilidad de la lutita, mejora de la tasa de penetración de perforación y enfriamiento y lubricación de equipos.
Lodo a base de aceite (OBM): el lodo a base de aceite tiene un fluido a base de petróleo, como el combustible diesel. Los lodos a base de aceite se utilizan para aumentar la lubricidad, mejorar la inhibición del esquisto y lograr mayores capacidades de limpieza con menos viscosidad. Los lodos a base de aceite también soportan mayor calor sin descomponerse. El uso de lodos a base de petróleo tiene consideraciones especiales de costo, preocupaciones ambientales como la eliminación de recortes en un lugar apropiado y las desventajas exploratorias del uso de lodos a base de petróleo, especialmente en pozos salvajes . El uso de un lodo a base de petróleo interfiere con el análisis geoquímico de cortes y núcleos y con la determinación de la gravedad API porque el fluido base no se puede distinguir del petróleo que regresa de la formación.
Fluido de base sintética (SBM) (también conocido como lodo a base de aceite de baja toxicidad o LTOBM): el fluido de base sintética es un lodo en el que el fluido base es un aceite sintético. Se utiliza con mayor frecuencia en plataformas marinas porque tiene las propiedades de un lodo a base de petróleo, pero la toxicidad de los vapores del fluido es mucho menor. Esto es importante cuando el equipo de perforación trabaja con el fluido en un espacio cerrado, como una plataforma de perforación marina. Los fluidos de base sintética plantean los mismos problemas ambientales y de análisis que los fluidos de base petrolera. [7]
En una plataforma de perforación , el lodo se bombea desde los pozos de lodo a través de la sarta de perforación, donde sale disparado por las boquillas de la broca, eliminando así los recortes y enfriando la broca en el proceso. Luego, el lodo transporta la roca triturada o cortada ("recortes") hacia arriba por el espacio anular ("anillo") entre la sarta de perforación y los lados del pozo que se está perforando, hacia arriba a través del revestimiento de la superficie, de donde emerge desde la parte superior. Luego, los recortes se filtran con un agitador de esquisto o con la tecnología más nueva de transportador de esquisto, y el lodo regresa a los pozos de lodo. Los pozos de lodo permiten que los "finos" perforados se asienten y el lodo sea tratado agregando químicos y otras sustancias.
Pozo de fluido
El lodo que regresa puede contener gases naturales u otros materiales inflamables que se acumularán dentro y alrededor del área del transportador/vibrador de esquisto o en otras áreas de trabajo. Debido al riesgo de incendio o explosión, comúnmente se instalan sensores de monitoreo especiales y equipos certificados a prueba de explosiones , y los trabajadores reciben capacitación sobre precauciones de seguridad. Luego, el lodo se bombea de regreso al pozo y se recircula aún más. Las propiedades del lodo se prueban, con tratamiento periódico en los pozos de lodo para garantizar que tenga las propiedades deseadas para optimizar la eficiencia de la perforación y proporcionar estabilidad al pozo.
Función
Las funciones de un lodo de perforación se pueden resumir en: [5]
Quitar bien los esquejes
Pozo de barro
El fluido de perforación transporta la roca excavada por la broca hasta la superficie. Su capacidad para hacerlo depende del tamaño, la forma y la densidad del corte, y de la velocidad del fluido que sube por el pozo ( velocidad anular ). Estas consideraciones son análogas a la capacidad de una corriente para transportar sedimentos. Los granos de arena grandes en una corriente de movimiento lento se depositan en el lecho del arroyo, mientras que los granos de arena pequeños en una corriente de movimiento rápido son arrastrados junto con el agua. La viscosidad del lodo y la resistencia del gel son propiedades importantes, ya que los recortes se depositarán en el fondo del pozo si la viscosidad es demasiado baja.
La mayoría de los lodos de perforación son tixotrópicos (la viscosidad aumenta cuando están estáticos). Esta característica mantiene los recortes suspendidos cuando el lodo no fluye, por ejemplo, al reemplazar la broca.
Los fluidos que tienen viscosidades elevadas y adelgazamiento por cizallamiento son eficientes para la limpieza de pozos.
Una mayor velocidad anular mejora el transporte de corte. La relación de transporte (velocidad de transporte / velocidad anular más baja) debe ser al menos del 50 %.
Los fluidos de alta densidad pueden limpiar los agujeros adecuadamente incluso con velocidades anulares más bajas (al aumentar la fuerza de flotación que actúa sobre los recortes).
Las velocidades más altas de la sarta de perforación giratoria introducen un componente circular en la trayectoria del flujo anular. Este flujo helicoidal alrededor de la sarta de perforación hace que los recortes de perforación cerca de la pared, donde ocurren malas condiciones de limpieza del pozo, se muevan hacia regiones de transporte más altas del anillo. El aumento de la velocidad de rotación es uno de los mejores métodos para aumentar la limpieza de pozos en pozos horizontales y de alto ángulo.
Suspender y soltar esquejes.
Una de las funciones del lodo de perforación es sacar los recortes del pozo.
Fuente: [5]
El lodo de perforación debe suspender los recortes de perforación y los materiales pesados en una amplia gama de condiciones.
Los recortes de perforación que se asientan pueden causar puentes y rellenos, lo que puede provocar que la tubería se atasque y se pierda la circulación .
El material pesado que se deposita se conoce como hundimiento, lo que provoca una amplia variación en la densidad del fluido del pozo. Esto ocurre con mayor frecuencia en pozos calientes y de alto ángulo.
Las altas concentraciones de sólidos de perforación son perjudiciales para la eficiencia de la perforación porque aumentan el peso y la viscosidad del lodo, lo que a su vez aumenta los costos de mantenimiento y una mayor dilución.
Los recortes de perforación que están suspendidos deben equilibrarse con las propiedades de eliminación de recortes mediante equipos de control de sólidos .
Para controles efectivos de sólidos, los sólidos de perforación deben retirarse del lodo en la primera circulación del pozo. Si se recirculan, los esquejes se rompen en pedazos más pequeños y son más difíciles de quitar.
Se debe realizar una prueba para comparar el contenido de sólidos del lodo en la línea de flujo y el pozo de succión (para determinar si se están eliminando los recortes).
Controlar las presiones de formación.
Fuente: [5]
Si la presión de la formación aumenta, se debe aumentar la densidad del lodo para equilibrar la presión y mantener estable el pozo. El material de ponderación más usado es barita . La presión de formación desequilibrada provocará un influjo inesperado (también conocido como patada) de fluidos de formación en el pozo, lo que posiblemente provocará una explosión del fluido de formación presurizado.
Presión hidrostática = densidad del fluido de perforación * profundidad vertical verdadera * aceleración de la gravedad. Si la presión hidrostática es mayor o igual a la presión de formación, el fluido de formación no fluirá hacia el pozo.
Estar un pozo bajo control significa que no hay flujo incontrolable de fluidos de formación hacia el pozo.
La presión hidrostática también controla la tensión de las fuerzas tectónicas , que pueden volver inestables los pozos incluso cuando la presión del fluido de formación está equilibrada.
Si las presiones de formación expuestas en el pozo abierto son subnormales, se puede utilizar aire, gas, niebla, espuma dura o lodo de baja densidad (base de aceite).
En la práctica, la densidad del lodo debe limitarse al mínimo necesario para el control y la estabilidad del pozo. Si es demasiado grande, puede fracturar la formación.
Sellar formaciones permeables.
Fuente: [5]
La presión de la columna de lodo debe exceder la presión de la formación; En esta condición, el filtrado de lodo invade las formaciones permeables y una torta de filtración de sólidos de lodo se deposita en la pared del pozo.
El lodo está diseñado para depositar una torta de filtración delgada y de baja permeabilidad para limitar la invasión.
Pueden ocurrir problemas si se forma una torta de filtración espesa: condiciones de orificio estrecho, mala calidad del registro, tubería atascada, pérdida de circulación y daños a la formación.
En formaciones altamente permeables con gargantas de poros grandes, todo el lodo puede invadir la formación, dependiendo del tamaño de los sólidos del lodo:
Utilice agentes puente para bloquear aberturas grandes para que los sólidos del lodo puedan formar un sello.
Para ser efectivos, los agentes puente deben tener un tamaño superior a la mitad de los espacios porosos/fracturas.
Dependiendo del sistema de lodo que se utilice, varios aditivos pueden mejorar la torta de filtración (por ejemplo, bentonita , polímeros naturales y sintéticos, asfalto y gilsonita ).
Mantener la estabilidad del pozo
Fuente: [5]
La composición química y las propiedades del lodo deben combinarse para proporcionar un pozo estable. La densidad del lodo debe estar dentro del rango necesario para equilibrar las fuerzas mecánicas.
Inestabilidad del pozo = formaciones de desprendimiento, que pueden causar condiciones de pozo estrecho, puentes y rellenos (los mismos síntomas indican problemas de limpieza del pozo).
Estabilidad del pozo = el pozo mantiene el tamaño y la forma cilíndrica.
Si el pozo se agranda, se vuelve débil y difícil de estabilizar, y pueden resultar problemas tales como bajas velocidades anulares, mala limpieza del pozo, carga de sólidos y mala evaluación de la formación.
En formaciones de arena y arenisca , el agrandamiento del agujero puede ocurrir debido a acciones mecánicas (fuerzas hidráulicas y velocidades de las boquillas). El daño a la formación se reduce mediante un sistema hidráulico conservador. Se sabe que una torta de filtración de buena calidad que contiene bentonita limita el agrandamiento del pozo.
En las lutitas , cuando se utiliza lodo a base de agua, las diferencias químicas pueden causar interacciones entre el lodo y la lutita que conducen al debilitamiento de la roca nativa. Las lutitas muy fracturadas, secas y quebradizas pueden ser extremadamente inestables y provocar problemas mecánicos.
Varios inhibidores químicos pueden controlar las interacciones entre lodo y esquisto (calcio, potasio , sal, polímeros, asfalto, glicoles y petróleo; lo mejor para formaciones sensibles al agua).
Los fluidos de perforación a base de petróleo (y petróleo sintético) se pueden utilizar para perforar lutitas sensibles al agua en áreas con condiciones de perforación difíciles.
Para agregar inhibición, se utilizan fluidos de perforación en fase de salmuera emulsionada ( cloruro de calcio ) para reducir la actividad del agua y crear fuerzas osmóticas para evitar la adsorción de agua por las lutitas .
Minimizar el daño a la formación
Fuente: [5]
El daño a la piel o cualquier reducción en la porosidad y permeabilidad natural de la formación (lavado) constituye daño a la formación.
El daño cutáneo es la acumulación de residuos sobre las perforaciones y que provoca una caída de presión a través de las mismas.
Daño más común;
El lodo o los sólidos de perforación invaden la matriz de la formación, reduciendo la porosidad y provocando un efecto de piel.
Precipitación de sólidos debido a la mezcla de filtrado de lodo y fluidos de formación que resultan en la precipitación de sales insolubles.
El filtrado de lodo y los fluidos de formación forman una emulsión, lo que reduce la porosidad del yacimiento
Los fluidos de perforación o los fluidos de reparación y terminación especialmente diseñados minimizan el daño a la formación.
Enfríe, lubrique y soporte la broca y el conjunto de perforación.
Fuente: [5]
El calor se genera a partir de fuerzas mecánicas e hidráulicas en la barrena y cuando la sarta de perforación gira y roza contra la tubería de revestimiento y el pozo.
Enfríe y transfiera el calor lejos de la fuente y baje la temperatura a la del fondo del pozo.
De lo contrario, la broca, la sarta de perforación y los motores de lodo fallarían más rápidamente.
Lubricación basada en el coeficiente de fricción . ("Coeficiente de fricción" es la cantidad de fricción en el costado del pozo y el tamaño del collar o el tamaño de la tubería de perforación para sacar la tubería atascada) Los lodos a base de aceite y sintéticos generalmente lubrican mejor que los lodos a base de agua (pero este último puede mejorarse mediante la adición de lubricantes).
La cantidad de lubricación proporcionada por el fluido de perforación depende del tipo y cantidad de sólidos de perforación y del peso de los materiales + composición química del sistema.
Una mala lubricación provoca un alto torque y arrastre, y deterioro del calor de la sarta de perforación, pero estos problemas también son causados por el asiento de las cuñas, una mala limpieza del pozo y un diseño incorrecto de los conjuntos de fondo del pozo.
Los fluidos de perforación también soportan parte de la sarta de perforación o del revestimiento mediante flotabilidad. Suspender en el fluido de perforación, impulsado por una fuerza igual al peso (o densidad) del lodo, reduciendo así la carga del gancho en la torre de perforación.
El peso que la torre de perforación puede soportar está limitado por la capacidad mecánica; aumentar la profundidad para que aumente el peso de la sarta de perforación y del revestimiento.
Cuando se ejecutan sartas o carcasas largas y pesadas, la flotabilidad es posible para ejecutar sartas de carcasa cuyo peso excede la capacidad de carga del gancho de un equipo.
Transmitir energía hidráulica a herramientas y broca.
Fuente: [5]
La energía hidráulica proporciona energía al motor de lodo para la rotación de la broca y para las herramientas MWD ( medición durante la perforación ) y LWD ( registro durante la perforación ). Los programas hidráulicos se basan en el tamaño de las boquillas de las brocas para los caballos de fuerza disponibles de la bomba de lodo para optimizar el impacto del chorro en el fondo del pozo.
Limitado a:
potencia de la bomba
Pérdida de presión dentro de la sarta de perforación
Presión superficial máxima permitida
Caudal óptimo
La presión de la sarta de perforación pierde más en fluidos de mayor densidad, viscosidades plásticas y sólidos.
Los fluidos de perforación adelgazantes y con bajo contenido de sólidos, como los fluidos poliméricos, son más eficientes en la transmisión de energía hidráulica.
La profundidad se puede ampliar controlando las propiedades del lodo.
Transfiera información desde MWD y LWD a la superficie mediante pulso de presión.
Garantizar una adecuada evaluación de la formación
Fuente: [5]
Las propiedades químicas y físicas del lodo, así como las condiciones del pozo después de la perforación, afectan la evaluación de la formación.
Los registradores de lodo examinan los recortes en busca de composición mineral, signos visuales de hidrocarburos y registran registros de lodo de litología , ROP, detección de gas o parámetros geológicos.
Se aísla la zona productiva potencial y se realizan pruebas de formación y pruebas de vástagos de perforación.
El lodo ayuda a no dispersar los recortes y también mejora el transporte de los recortes para que los registradores de lodo determinen la profundidad de los recortes originados.
Los lodos a base de aceite, los lubricantes y los asfaltos enmascararán los indicios de hidrocarburos.
Por lo tanto, el lodo para la perforación con núcleo se selecciona según el tipo de evaluación que se va a realizar (muchas operaciones de extracción de muestras especifican un lodo suave con un mínimo de aditivos).
Controlar la corrosión (en nivel aceptable)
Fuente: [5]
La sarta de perforación y el revestimiento en contacto continuo con el fluido de perforación pueden causar algún tipo de corrosión .
Los gases disueltos (oxígeno, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno ) provocan graves problemas de corrosión;
Puede ser mortal para los humanos después de un corto período de tiempo.
El pH bajo (ácido) agrava la corrosión, por lo tanto, use cupones de corrosión [ se necesita clarificación ] para monitorear el tipo y las tasas de corrosión y para saber si se usa el inhibidor químico correcto en la cantidad correcta. Un cupón de corrosión es una pequeña pieza de metal expuesta al proceso para evaluar el efecto que tendrían las condiciones corrosivas en otros equipos de composición similar.
La aireación del lodo, la formación de espuma y otras condiciones de O 2 atrapado causan daños por corrosión en un corto período de tiempo.
Al perforar con alto contenido de H 2 S, se elevó el pH de los fluidos + un químico eliminador de sulfuro (zinc).
Facilitar la cementación y terminación.
Fuente: [5]
La cementación es fundamental para la zona efectiva y la terminación del pozo.
Durante el recorrido del revestimiento, el lodo debe permanecer fluido y minimizar los aumentos repentinos de presión para que no se produzca pérdida de circulación inducida por fracturas.
La temperatura del agua utilizada para el cemento debe estar dentro de la tolerancia de los cementadores que realizan la tarea, generalmente 70 grados, sobre todo en condiciones invernales.
El lodo debe tener un revoque fino y resbaladizo, con un mínimo de sólidos en el revoque; un pozo con cortes, derrumbes o puentes mínimos impedirá un buen recorrido del revestimiento hasta el fondo. Haga circular el pozo hasta que esté limpio.
Para cementar y completar la operación correctamente, el lodo se desplaza mediante descargas y cemento. Por eficacia;
Orificio cerca de los medidores, utilizar técnicas adecuadas de limpieza del orificio, bombear barridos en TD y realizar un recorrido de limpieza hasta la zapata.
Lodo de baja viscosidad, los parámetros del lodo deben ser tolerantes a las formaciones que se perforan y a la composición del fluido de perforación, flujo turbulento – baja viscosidad, alta velocidad de bombeo, flujo laminar – alta viscosidad, alta velocidad de bombeo.
Los sumideros de fluido de perforación sin revestimiento eran comunes antes de que se reconocieran las consecuencias ambientales.
Fuente: [5]
El barro es, en diversos grados, tóxico. También es difícil y costoso eliminarlo de forma respetuosa con el medio ambiente. Un artículo de Vanity Fair describió las condiciones en Lago Agrio , un gran campo petrolero en Ecuador donde los perforadores en la práctica no estaban regulados. [8]
El fluido de perforación a base de agua tiene muy poca toxicidad, está hecho de agua, bentonita y barita, todas arcillas provenientes de operaciones mineras, que generalmente se encuentran en Wyoming y en Lunde, Telemark. Hay productos químicos específicos que se pueden utilizar en los fluidos de perforación a base de agua y que por sí solos pueden ser corrosivos y tóxicos, como el ácido clorhídrico. Sin embargo, cuando se mezcla con fluidos de perforación a base de agua, el ácido clorhídrico solo disminuye el pH del agua a un nivel más manejable. Los productos químicos más comunes utilizados en los fluidos de perforación a base de agua son cáusticos (hidróxido de sodio), cal anhidra, carbonato de sodio, bentonita, barita y polímeros. El lodo a base de aceite y los fluidos de perforación sintéticos pueden contener altos niveles de benceno y otros químicos.
Productos químicos más comunes añadidos a los lodos OBM:
barita
Bentonita
Diesel
Emulsionantes
Agua
Factores que influyen en el rendimiento del fluido de perforación
Algunos factores que afectan el rendimiento del fluido de perforación son: [9]
Se clasifican según su fase fluida, alcalinidad, dispersión y el tipo de productos químicos utilizados.
Sistemas dispersos
Lodo de agua dulce : lodo con pH bajo (7,0 a 9,5) que incluye lodos spud, bentonita, lodos naturales tratados con fosfato, lodo orgánico y lodo tratado con coloides orgánicos. Ejemplo de lodo con pH alto: los lodos tratados con tanato alcalino tienen un pH superior a 9,5.
Lodo de perforación a base de agua que reprime la hidratación y dispersión de la arcilla. Los lodos a base de agua son el tipo de fluidos de perforación más comúnmente utilizado. Están hechos de agua y diversos aditivos, incluidas arcillas, polímeros y agentes de pesaje. WBM se utiliza principalmente en pozos poco profundos y es eficaz para prevenir la hinchazón y la desintegración de la formación de esquisto. – Existen 4 tipos: lodos calizos de alto pH, lodos de yeso de bajo pH, lodos de agua de mar y lodos de agua saturada de sal.
Sistemas no dispersos
Lodo bajo en sólidos : Estos lodos contienen menos de 3 a 6% de sólidos por volumen y un peso inferior a 9,5 lbs/gal. La mayoría de los lodos de este tipo son a base de agua con cantidades variables de bentonita y un polímero.
Emulsiones : Los dos tipos utilizados son aceite en agua (lodos de emulsión de aceite) y agua en aceite (lodos de emulsión de aceite invertido).
Lodo a base de aceite : Los lodos a base de aceite contienen aceite como fase continua y agua como contaminante, y no como un elemento en el diseño del lodo. Por lo general, contienen menos del 5 % (en volumen) de agua. Los lodos a base de petróleo suelen ser una mezcla de combustible diésel y asfalto; sin embargo, pueden basarse en petróleo crudo y lodo producidos.
Lodos de base sintética (SBM) : Los lodos de base sintética están elaborados a partir de fluidos sintéticos y se utilizan en pozos profundos con temperaturas extremas. El SBM tiene excelentes propiedades lubricantes y es menos tóxico que el OBM.
Lodo a base de aire y espuma : Los lodos a base de aire y espuma utilizan aire o nitrógeno para crear una espuma que transporta los recortes de perforación a la superficie. Estos tipos de fluidos de perforación se utilizan en pozos donde la formación es muy porosa y propensa a derrumbarse.
Lodos de Alta Densidad : Los lodos de alta densidad se utilizan en pozos con altas presiones y temperaturas. Están hechos de barita y otros agentes de pesaje y se utilizan para controlar la presión en el pozo y evitar explosiones.
Lodos no dañinos : Los lodos no dañinos están diseñados para evitar daños a la formación que se está perforando. Por lo general, se utilizan en pozos donde la formación es susceptible a daños causados por el lodo de perforación.
ingeniero de barro
Pozo de lodo con cenizas volantes
"Ingeniero de lodo" es el nombre que se le da a una persona de una compañía de servicios de campos petroleros que se encarga del mantenimiento de un fluido de perforación o un sistema de fluido de terminación en una plataforma de perforación de petróleo y/o gas . [13] Esta persona generalmente trabaja para la empresa que vende los productos químicos para el trabajo y está específicamente capacitada con esos productos, aunque los ingenieros de lodo independientes todavía son comunes. El papel del ingeniero de lodos , o más propiamente ingeniero de fluidos de perforación , es fundamental para toda la operación de perforación porque incluso los pequeños problemas con el lodo pueden detener todas las operaciones en la plataforma. El patrón de turnos aceptado internacionalmente en las operaciones de perforación costa afuera es que el personal (incluidos los ingenieros de lodos) trabaja en un patrón de turnos de 28 días, donde trabajan durante 28 días continuos y descansan los 28 días siguientes. En Europa, esto suele ser un patrón de turnos de 21 días.
En la perforación marina, con nueva tecnología y altos costos totales por día, los pozos se están perforando extremadamente rápido. Tener dos ingenieros de lodo tiene sentido económico para evitar tiempos de inactividad debido a dificultades con el fluido de perforación. Dos ingenieros de lodos también reducen los costos de seguros para las compañías petroleras por los daños ambientales de los que son responsables las compañías petroleras durante la perforación y la producción. Un ingeniero de lodo senior generalmente trabaja durante el día y un ingeniero de lodo junior por la noche.
El costo del fluido de perforación suele ser aproximadamente el 10% (puede variar mucho) del costo total de perforación de un pozo y requiere ingenieros de lodo competentes. Se obtienen grandes ahorros de costos cuando el ingeniero de lodo y el fluido funcionan adecuadamente.
El ingeniero de lodo no debe confundirse con los registradores de lodo , personal de servicio que monitorea el gas del lodo y recolecta muestras del pozo.
ingeniero de cumplimiento
El ingeniero de cumplimiento es el nombre más común para un puesto relativamente nuevo en el campo petrolero, que surgió alrededor de 2002 debido a las nuevas regulaciones ambientales sobre lodo sintético en los Estados Unidos. Anteriormente, el lodo sintético estaba regulado de la misma manera que el lodo a base de agua y podía eliminarse en aguas costeras debido a su baja toxicidad para los organismos marinos. Las nuevas regulaciones restringen la cantidad de aceite sintético que se puede descargar. Estas nuevas regulaciones crearon una carga significativa en forma de pruebas necesarias para determinar el "ROC" o retención en los recortes, muestreo para determinar el porcentaje de petróleo crudo en el lodo de perforación y documentación extensa. No se puede verter en el Mar del Norte ningún tipo de lodo a base de petróleo o sintético (o recortes de perforación contaminados con OBM/SBM). El lodo contaminado debe enviarse de regreso a la costa en contenedores o procesarse en las plataformas.
Ahora también se realiza una nueva prueba de toxicidad mensual para determinar la toxicidad de los sedimentos, utilizando el anfípodo Leptocheirus plumulosus . Se añaden diversas concentraciones del lodo de perforación al entorno de L. plumulosus cautivo para determinar su efecto sobre los animales. [14] La prueba es controvertida por dos razones:
Estos animales no son nativos de muchas de las áreas reguladas por ellos, incluido el Golfo de México.
La prueba tiene una desviación estándar muy grande y las muestras que fallan gravemente pueden pasar fácilmente al volver a realizar la prueba [15]
^ abc Fink, Johannes (2011). Guía del ingeniero petrolero sobre productos químicos y fluidos para yacimientos petrolíferos. Ciencia Elsevier. pag. 1-2. ISBN 9780123838452.
^ Caenn, Ryen; Darley, HCH; Gray, George R. (29 de septiembre de 2011). Composición y propiedades de los fluidos de perforación y terminación. Ciencia Elsevier. ISBN9780123838599.
^ "Oilfield Review primavera de 2013: 25, n.º 1". www.slb.com . Schlumberger. 2013 . Consultado el 27 de junio de 2023 .
^ Rabia, Hussain (1986). Ingeniería de perforación de pozos petrolíferos: principios y práctica . Saltador. págs. 106-111. ISBN0860106616.
^ abcdefghijklm Manual de ingeniería petrolera, volumen II: Ingeniería de perforación . Sociedad de Ingenieros Petroleros. 2007, págs. 90–95. ISBN978-1-55563-114-7.
^ Glosario de campos petroleros
^ "lodo de perforación". asiagilsonita . Consultado el 30 de julio de 2023 .
^ Langewiesche, William. "Ley de la Selva". La colmena . Consultado el 28 de agosto de 2017 .
^ "Según el cambio de fluido de perforación para entender en condiciones del pozo". Sistema de limpieza de lodo de perforación . 27 de diciembre de 2012 . Consultado el 26 de septiembre de 2013 .[ enlace muerto permanente ]
^ Clark, Peter E. (1 de enero de 1995). "Reología del lodo de perforación y medidas recomendadas API". Simposio de Operaciones de Producción de la SPE. Sociedad de Ingenieros Petroleros. doi :10.2118/29543-MS. ISBN9781555634483.
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^ "Diez consejos para mejorar el rendimiento del fluido de perforación" (PDF) . Contratista de Perforación . Consultado el 28 de agosto de 2017 .
^ Moore, Rachel (5 de julio de 2017). "Cómo convertirse en ingeniero de barro". Tendencia profesional.
^ "Métodos para evaluar la toxicidad crónica de contaminantes asociados a sedimentos marinos y estuarinos con el anfípodo Leptocheirus plumulosus: primera edición". Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . Archivado desde el original el 15 de abril de 2014 . Consultado el 14 de abril de 2014 .
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Otras lecturas
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