Un ingeniero de lodos (correctamente llamado ingeniero de fluidos de perforación , pero más a menudo conocido como el " hombre de lodo " [1] [2] ) trabaja en una plataforma de perforación de pozos de petróleo o de gas , y es responsable de garantizar que las propiedades del fluido de perforación , también conocido como lodo de perforación , estén dentro de las especificaciones diseñadas.
El lodo es una parte vital de las operaciones de perforación. Proporciona presión hidrostática en la pared del pozo para evitar la producción descontrolada de fluidos del yacimiento, lubrica y enfría la broca , transporta los recortes de perforación hasta la superficie, forma una "torta de filtración" en la pared del pozo para evitar la invasión del fluido de perforación, proporciona un medio de información para el registro de pozos y ayuda a la perforación fracturando la roca de los chorros en la broca. Para cumplir estas tareas de manera efectiva, el lodo contiene aditivos cuidadosamente seleccionados para controlar sus propiedades químicas y reológicas.
El lodo de perforación es generalmente un fluido no newtoniano pseudoplástico de viscosidad variable . Cuando está sometido a más esfuerzo cortante, como en la tubería que lleva a la barrena y a través de las boquillas de la barrena, la viscosidad es menor, lo que reduce los requisitos de potencia de bombeo. Cuando regresa a la superficie a través del espacio anular mucho más amplio, está sometido a menos esfuerzo cortante y se vuelve más viscoso, y por lo tanto más capaz de transportar los recortes de roca. La bentonita se utiliza comúnmente como aditivo para controlar y mantener la viscosidad, y también tiene el beneficio adicional de formar una torta de lodo (también conocida como torta de filtración) en la pared del pozo, lo que evita la invasión de fluidos. [3]
La barita se utiliza comúnmente para "pesar" el lodo y mantener una presión hidrostática adecuada en el fondo del pozo. Esto es fundamental en una operación de perforación para evitar una arremetida y, en última instancia, un reventón debido a una producción descontrolada de fluidos de formación. Los "pozos de lodo" en la superficie tienen sus niveles monitoreados cuidadosamente, ya que un aumento en el nivel de lodo indica que se está produciendo una arremetida y puede requerir el cierre del pozo y la circulación de lodo de perforación más densificado para evitar una mayor producción de fluido de formación o gas.
El fluido de perforación debe ser compatible químicamente con las formaciones que se están perforando. La salinidad debe elegirse de manera que no provoque la hinchazón de la arcilla u otros problemas. El lodo puede ser "a base de aceite" o "a base de agua". En muchas áreas, los lodos a base de aceite se están eliminando gradualmente, ya que son menos respetuosos con el medio ambiente, aunque en algunas formaciones son necesarios debido a problemas de compatibilidad química. Las plataformas marinas suelen utilizar lodos sintéticos a base de aceite.
El ingeniero de lodos (o ingeniero de fluidos de perforación) puede ser un graduado de una universidad, un colegio o un instituto técnico, que haya adquirido experiencia trabajando en plataformas. [4] En tierra, esta experiencia provendría de ser operario de una torre de perforación, y en alta mar, la experiencia provendría de ser operario de una bomba. Antes de trabajar por su cuenta, ha asistido a un curso de capacitación especial, conocido como "escuela de lodos", y a menudo pasa tiempo trabajando con un ingeniero de lodos de alto nivel para adquirir experiencia.
Antes de mediados de la década de 1940, el perforador se ocupaba del lodo de perforación, pero la especialización se produjo con la creciente complejidad y se superpuso más con el geólogo. [1]
Antes de perforar un pozo, se elaborará un "programa de lodos" de acuerdo con la geología prevista, en el que se determinarán previamente los productos que se utilizarán, las concentraciones de dichos productos y las especificaciones de los fluidos a diferentes profundidades. A medida que se perfora el pozo y se hace más profundo, se requiere más lodo, y el ingeniero de lodos es responsable de asegurarse de que el nuevo lodo que se agregue cumpla con las especificaciones requeridas. La composición química del lodo se diseñará de modo que estabilice el pozo. A veces es necesario cambiar completamente el lodo para perforar una capa subterránea particular.
A medida que avanza la perforación, el ingeniero de lodos obtendrá información de otros proveedores de servicios, como el registrador de lodos ( técnico en registro de lodos ), sobre el progreso a través de las zonas geológicas y realizará controles físicos y químicos regulares en el lodo de perforación . En particular, se verifican con frecuencia la viscosidad del embudo Marsh y la densidad . A medida que avanza la perforación, el lodo tiende a acumular pequeñas partículas de las rocas que se están perforando y sus propiedades cambian. Es trabajo del ingeniero de lodos especificar aditivos para corregir estos cambios o reemplazar parcial o totalmente el lodo cuando sea necesario. También debe vigilar el equipo que se utiliza para bombear el lodo y eliminar las partículas, y estar preparado si las predicciones de los geólogos no son completamente correctas o si surgen otros problemas.
A veces es necesario estabilizar la pared de un pozo a una profundidad particular bombeando cemento a través del sistema de lodo, y el ingeniero de lodo a veces está a cargo de este proceso.
El ingeniero de lodos cuenta con el apoyo de la empresa suministradora de lodos, que cuenta con ayudas informáticas y manuales que tratan todos los problemas conocidos y sus soluciones, pero es su responsabilidad hacerlo bien en una situación en la que los errores pueden resultar muy costosos.
El trabajo de un ingeniero de lodos puede implicar turnos largos de más de 12 horas al día. Los horarios de trabajo típicos en alta mar y en el extranjero son de cuatro semanas de trabajo y cuatro semanas de descanso.
Una de las propiedades más importantes del lodo es su peso (densidad). Si el peso del lodo supera la presión de fractura de la formación, esta puede fracturarse y perder grandes cantidades de lodo, en una situación conocida como pérdida de circulación. Estas grietas también pueden provocar que el agua se filtre en el pozo o en una zona que contenga hidrocarburos , lo que probablemente impediría la capacidad de la formación para producir petróleo (o requeriría la separación de grandes cantidades de agua).
Por el contrario, si el peso del lodo es demasiado bajo, tendrá una presión hidrostática menor que la presión de la formación. Esto hará que el fluido presurizado en la formación fluya hacia el pozo y llegue a la superficie. Esto se conoce como "golpe de formación" y puede provocar una explosión potencialmente mortal si el fluido invasor llega a la superficie sin control.
Otras propiedades importantes del lodo que se deben mantener son el YP ( Yield Point ), que determina la capacidad de carga del lodo para llevar los recortes de perforación a la superficie. El lodo debe ser capaz de formar una "torta de lodo" delgada que forme un revestimiento de las paredes del pozo .
Las operaciones de fluidos de perforación suelen contratarse a empresas de servicios, una tendencia que se observa comúnmente en la industria petrolera en la mayoría de sus operaciones. Las cuatro empresas más importantes de servicios de lodos son MI SWACO (una empresa de Schlumberger ), Baroid Drilling Fluids ( Halliburton Oilfield Services), Baker Hughes Drilling Fluids y Weatherford International Drilling Fluids and Drilling Waste Management. Sin embargo, también hay muchas empresas más pequeñas que ofrecen servicios de fluidos de perforación. Las empresas independientes pueden proporcionar un conocimiento localizado y servicios y productos de lodo de calidad. ANA Industries Limited es también la empresa independiente de fluidos de perforación más grande en la actualidad en África Occidental.