Este documento describe diferentes tipos de lodos de perforación, incluyendo lodos de base agua, lodos no dispersos, lodos de calcio, lodos dispersos, lodos saturados con sal y lodos nativos. También describe el sistema de circulación de lodos, que incluye bombas, piscinas, equipo de mezcla y equipo para controlar sólidos como la zaranda y el desarenador. El objetivo del sistema de circulación es remover cortes de perforación, enfriar la broca, estabilizar el pozo y transportar sólidos a la superficie
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Este documento describe diferentes tipos de lodos de perforación, incluyendo lodos de base agua, lodos no dispersos, lodos de calcio, lodos dispersos, lodos saturados con sal y lodos nativos. También describe el sistema de circulación de lodos, que incluye bombas, piscinas, equipo de mezcla y equipo para controlar sólidos como la zaranda y el desarenador. El objetivo del sistema de circulación es remover cortes de perforación, enfriar la broca, estabilizar el pozo y transportar sólidos a la superficie
Descripción original:
te servirá de ,mucha ayuda en la área de fluidos de perforacion
Este documento describe diferentes tipos de lodos de perforación, incluyendo lodos de base agua, lodos no dispersos, lodos de calcio, lodos dispersos, lodos saturados con sal y lodos nativos. También describe el sistema de circulación de lodos, que incluye bombas, piscinas, equipo de mezcla y equipo para controlar sólidos como la zaranda y el desarenador. El objetivo del sistema de circulación es remover cortes de perforación, enfriar la broca, estabilizar el pozo y transportar sólidos a la superficie
Este documento describe diferentes tipos de lodos de perforación, incluyendo lodos de base agua, lodos no dispersos, lodos de calcio, lodos dispersos, lodos saturados con sal y lodos nativos. También describe el sistema de circulación de lodos, que incluye bombas, piscinas, equipo de mezcla y equipo para controlar sólidos como la zaranda y el desarenador. El objetivo del sistema de circulación es remover cortes de perforación, enfriar la broca, estabilizar el pozo y transportar sólidos a la superficie
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LODOS DE PERFORACIN BASE AGUA
El lodo bentontico o lodo de perforacin es una mezcla de agua con bentonita,
un tipo de arcilla muy densa. Es utilizado para perforar pozos de sondeo y muy frecuentemente, mientras se perforan pozos de petrleo y gas natural. Adems, se usa para trabajos ms sencillos como los pozos de agua. LODOS NO DISPERSOS Utilizados para perforar pozos poco profundos o los primeros metros de pozos profundos (lodos primarios), en la mayora de casos compuesto de agua dulce, bentonita y cal apagada (hidrxido de calcio), donde primero se hidrata la bentonita y luego se agrega cal para aumentar el valor real de punto de cadencia, que le da la capacidad de transportar recortes, a bajas ratas de corte. Las cantidades requeridas de bentonita y cal dependen del punto de cadencia deseado (en muchos pozos se puede usar entre 15 y 25 lbm/bbl de la primera y entre 0.1 y 1 lbm/bbl de la segunda). LODOS DE CALCIO (cal y yeso) Altamente tratados con compuestos de calcio, catin divalente que inhibe el hinchamiento de las arcillas de las formaciones perforadas, muy utilizados para controlar shales fcilmente desmoronables. Tambin aplicados en la perforacin de secciones de anhidrita de considerable espesor y en estratos con flujos de agua salada. LODOS DISPERSOS (lignosulfonatos) Muy tiles cuando se perfora a grandes profundidades o en formaciones altamente problemticas, pues presentan como caracterstica principal la dispersin de arcillas constitutivas, adelgazando el lodo. Compuestos por bentonita, slidos perforados y bajas concentraciones de agentes dispersantes, tales como los lignosulfonatos y lignitos; el PH de este lodo est entre 8.5 y 10.5 para mantener estable el NaOH que es requerido para activar el agente dispersante usado. LODOS SATURADOS CON SAL Nombre comn para un lodo de perforacin en el que la fase agua est saturada (mnimo 189,000 ppm) de cloruro de sodio (inclusive 315,000 ppm @ 68F). El contenido salino puede provenir propiamente del agua, mediante adicin en la superficie o aporte de las formaciones perforadas; varias sales pueden ser usadas segn el propsito especfico, como las de sodio, calcio, magnesio y potasio. LODOS NATIVOS En 1901 HAGGEN Y POLLARD sugirieron que en pozos de gas debe llenarse el mismo cuando se saca la tubera a superficie para evitar un posible reventn. Definieron el trmino lodo nativo como la mezcla de agua con arcilla la cual permanece en suspensin por un tiempo considerable. .
LODOS BASE ACEITE
Los lodos base aceite inicialmente fueron diseados para mejorar la terminacin de pozos con reservorios muy sensibles al agua, y para perforar LUTITAS muy activas, tienen como fase continua a un aceite y su filtrado es nicamente aceite. Sistema de circulacin Es la parte del equipo encargada de almacenar, limpiar y circular el lodo de inyeccin, cuyas funciones son: a. b. c. d. e. f.
Remover los fragmentos de roca perforada (cortes) que vienen desde el
pozo. Esto mantiene el anular limpio y permite anlisis en superficie para estudios petrofsicos. Enfriar y lubricar el trpano y la sarta de perforacin. Balancear las presiones altas que puedan presentar algunas formaciones, minimizando el potencial de reventones. Estabilizar el dimetro interior del pozo y las formaciones ya perforadas. Transmitir potencia hidrulica al trepano. Mantener los cortes en suspensin al parar la circulacin. El siguiente es un diagrama del sistema de circulacin
Los principales componentes del sistema incluyen:
Bombas de lodo, piscinas de lodo, equipo de mezcla de lodo y equipo de control de slidos. Bombas de circulacin Todas las bombas utilizadas en perforacin operan con grandes caudales de bombeo y altas presiones de descarga. En general se instalan dos bombas de circulacin, cuya seleccin depende de la profundidad mxima de perforacin, que se traduce en presiones y caudales de fluido en circulacin. Las bombas utilizadas son en general bombas alternativas de dos (duplex) o tres (triplex) cilindros. Como las presiones y caudales de circulacin varan en las distintas etapas de la perforacin, estas bombas son construidas de tal modo que permitan cambiar los pistones y cilindros, pudiendo variar caudales y presiones, esto es, un cilindro de menor dimetro que el usado en una etapa proveer menores caudales pero entregara mayores presiones de descarga. Bombas duplex: Ambas cmaras descargan lodo a presin alternativamente por ambos lados del movimiento. Cuando se descarga en un sentido, se llena de lodo la cmara vaca al otro lado del pistn. Al regresar este descarga del lado recin llenado mientras va ingresando lodo del otro. Bombas triplex:
El lodo se descarga por un lado en la carrera hacia delante. Cuando el pistn
regresa se llena de lodo la nica cmara que ser vaciada al moverse el pistn hacia delante nuevamente. El lodo es bombeado a travs del stand pipe, el cual esta fijo sobre una de las columnas de la torre y sigue por la manguera del kelly a travs del tubo en cuello de ganso. Por la manguera del kelly, el lodo pasara por otro tubo en cuello de ganso, a travs del swivel o top drive, donde entra a la sarta de perforacin de la cual sale a travs de las boquillas del trepano, regresando a la superficie por el espacio anular entre la sarta de perforacin y la pared del pozo. Piscinas de lodo El lodo es hecho y almacenado en piscinas o tanques que tienen distintos nombres segn su funcin: Tanquede premezcla:donde se adicionan y mezclan los productos qumicos que han de entrar al sistema. Piscina de succin:de donde las bombas toman lodo para comenzar su viaje dentro de la tubera de perforacin. Esta es la piscina activa por excelencia, conectada directamente al pozo. Piscinas de reserva:contienen el volumen adicional de lodo, no forman parte del circuito activo. Piscina de la zaranda:Situada inmediatamente debajo de la zaranda. Lleva integrada la trampa de arena cuyo propsito es permitir al material mas fino (arenas y limos) decantar del lodo para poder ser removidos con mayor facilidad. Tanque de viaje:un tanque ms pequeo usado para monitorear pequeos desplazamientos del lodo. Por ejemplo viajes de tubera y el monitoreo de una patada del pozo. Tanque de pldora:utilizado para preparar pequeos volmenes de lodo que puedan ser requeridos para operaciones dadas durante la perforacin. El numero y tamao de piscinas depender del tamao y profundidad del pozo. Normalmente se usan de 4 a 6 piscinas pero en pozos ms grandes y profundos el nmero puede ser de 16 o ms. Piscina de reserva:es una piscina donde se guarda una reserva de fluido. Es tambin usada para guardar residuos lquidos y se hace excavada en el suelo cubriendo sus paredes con arcilla o membrana plstica para prevenir la contaminacin del suelo. Equipo de control de slidos Embudo mezclador Centrfuga Desilter Degasser Flowline Lnea succin hacia la bomba Tanque de succin Piscinas intermedias
Posum Belly Desarenador
El control de slidos es vital para mantener una operacin eficiente de
perforacin. Altos valores de slidos incrementaran la densidad y la viscosidad, lo que llevara a mayores costos de tratamiento qumico, mala hidrulica y altas presiones de bombeo. Con los slidos altos el lodo se torna muy abrasivo e incrementa el desgaste de la sarta de bombeo, en el pozo y en el equipo de superficie. Se ira haciendo mas difcil remover los slidos de un lodo a medida que aumente su contenido en estos. El lodo que va llegando a superficie al salir del pozo contiene cortes de perforacin, arena y otros slidos y probablemente gas, todos los cuales deben ser removidos para reinyectar nuevamente el lodo al pozo. Continuamente deben agregarse arcillas para el tratamiento del lodo adems de productos qumicos para mantener las propiedades fsicas y qumicas requeridas. Para todas estas tareas se requiere un equipo especializado. Cuando sale del pozo el lodo es retirado en la campana que esta sobre las BOPs al seguir su camina por el flow line al deposito de la zaranda. En este punto se instalaran una trampa de gas y otros sensores para monitorear y analizar el lodo que sale del pozo. Zaranda Hay unas compuertas que regulan el nivel de lodo llegado a la zaranda. Aqu habr mallas inclinadas girando (normalmente 2) con el fin de separar los cortes del lodo, el cual podr pasar por las mallas hacia la trampa de arena en la piscina de la zaranda. Las mallas pueden ser cambiadas de forma tal que su calibre sea apropiado para el tamao de los cortes que sea necesario retirar. Normalmente la malla con el calibre mayor se instala en la parte superior y la de calibre mas fino en la inferior. El movimiento vibratorio de las mallas mejora la separacin del lodo de los cortes. Aqu se recolectan las muestras para el anlisis geolgico. Los cortes separados en la zaranda son recogidos en tanques para ser transportados a lugares donde puedan ser limpiados totalmente de lodo y qumicos residuales depositados. Regularmente se instala aun mas equipo de control de slidos en el sistema antes que el lodo llegue a las piscinas. Si el lodo es particularmente gaseoso puede ser pasado por un degasser que consiste en un tanque con un agitador que forza la separacin del gas, conducindolo a una lnea especial donde es quemado. Recircular un lodo con gas disuelto puede ser peligroso, reducir la eficiencia de la bomba y disminuir la presin hidrosttica para balancear la presin de formacin. Degasser Luego, para separar las partculas que no decantaron al pasar la trampa de arena, el lodo circula por el desarenador, que remueve gran parte de los slidos abrasivos (partculas de hasta 40 micrones como mnimo). Usados en conjunto con la zaranda y el desarenador estn el desilter y el mudcleaner que
remueven partculas entre 40 y 20 micrones y entre 20 y 7 micrones
respectivamente. Estos tres dispositivos (desarenador, desilter y mudcleaner) separan los slidos del lodo en un hidrociclon, un separador en forma de cono dentro del cual el fluido se separa de las partculas slidas por fuerza centrifuga. El fluido fluye hacia arriba en movimiento helicoidal a travs de cmaras cnicas donde las partculas slidas son lanzadas fuera del lodo, al mismo tiempo baja agua adicional por las paredes del cono llevndose las partculas slidas que se han movido hacia estas. Hidrociclon Salida de lodo Entrada de lodo Descarga de agua y slidos Se pueden utilizar separadores centrifuga adicionales cuando es mucha la cantidad de finos en el lodo. Estos consisten en un tambor cnico de alta velocidad y un sistema de tornillo que se lleva las partculas ms grandes dentro del tambor a la compuerta de descarga. Se usa cuando la densidad del lodo debe ser reducida significativamente, en ves de aadir liquido e incrementar el volumen. Este control de slidos realizado por el equipo de superficie es un aspecto muy importante en el mantenimiento del lodo. Los granos finos sern muy abrasivos y dainos para equipos como las bombas de lodo, sarta de perforacin, trepano, etc. Tambin es importante para controlar la densidad del lodo; pues si se permite a los slidos acumularse, se tendr como resultado un aumento en la densidad del lodo. Equipo mezclador de la inyeccin Embudo: Elemento empleado para preparar inyeccin o cualquier otro tratamiento en que haya que manipular productos en polvo y haya que mezclarlos con agua. Por la parte superior se descarga el material en polvo, seco. Al caer al fondo el polvo es aspirado por la fuerte corriente de agua a la vez que van premezclndose ambos. Agitador: Sirve para homogenizar la inyeccin y al mantener en continuo movimiento el lodo dentro de la pileta evita la formacin de bancos de inyeccin gelificada. Es un agitador de paletas de eje vertical impulsado por un motor elctrico. Escopeta o mud gun: Son elementos que proveen un fuerte chorro de fluido, permitiendo agitar la inyeccin, lavar las piletas e incluso agregar tratamientos qumicos preparados en las piletas.