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• Carlos Minato

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*resumen ejecutivo *introducción La industria petrolera, es un conjunto de procesos del cual su finalidad es la extracción, el tratamiento y comercialización de hidrocarburos ya sean estas reservas de gas y/o Petróleo. Cual sea el yacimiento a explorar y explotar solo se puede extraer el hidrocarburo entrampado en el yacimiento por medio de la perforación, y en la actualidad se usa la perforación por mesa rotaria

*objetivos *justificación

Importancia en el control de sólidos •Disminución significativa de la tasa de penetración (ROP).Densidad •Aumenta el Daño a la formación. Yacimiento •Aceleración del desgaste de los equipos, herramientas y disminución de la vida de lamecha. Curva de Perforación •Disminución de la eficiencia en la cementación. Pérd. De Fluido •Pega de tubería •Aumento del Torque y Arrastre. Inhibición •Arremetidas, pérdidas de circulación, suabeo y surgencia. Viscosidad •Aumento de costos para la disposición de desechos. Ambiente

1.- ¿Qué son sólidos deseables e indeseables? Los sólidos deseables son aquellos que se espera o se quiere tener dentro de los lodos de perforación, debido a los beneficios que traen para el mejor proceso de perforación. Por el contrario los sólidos indeseables no se quieren tener dentro de los lodos de perforación por las malas consecuencias que pueden surgir dentro del lodo de perforación por su presencia.  Deseables  Material densificarte  Arcillas comerciales  Polímetros  Carbonato de calcio  Gilsonita/Asfalto  Fibras, gránulos, escamas obturantes  Indeseables  Arena  Limo

 Lutitas  Arcillas navitas  Carbón  Bitumen, parafina, etc… *marco teórico *aplicación practica *conclusiones y recomendaciones *bibliografía

Marco Teórico   

Recortes Reo logia

2.- ¿Qué es abrasividad en el lodo de perforación? Es la acción de quitar o arrancar algo por fricción, es decir, un lodo es abrasivo cuando debido a su composición es capaz de desgastar las conexiones superficiales, tubería, mecha o cualquier componente durante su recorrido. 3.- Consecuencias de un lodo abrasivo. Las principales consecuencias de un lodo abrasivo es el desgaste de las tuberías, mechas, conexiones superficiales y cualquier otro elemento por el cual el lodo circula, esto influye directamente en el aumento de los costos operacionales de la perforación, así como también problemas operacionales al momento de perforar. Un lodo es altamente abrasivo cuando existe una presencia considerable de arena, ya que como está compuesta principalmente de sílice (que es uno de los minerales más duros en la naturaleza) ésta puede causar daños en los pistones y en los cilindros de las bombas. Es entonces, de suma importancia tratar de mantener el lodo de perforación limpio de arena. Cuando el contenido de sólido es mayor de 2 % el lodo puede ser considerado abrasivo, lo ideal para el proceso de bombeo de lodo es que el porcentaje a la salida de la línea de flujo no sea mayor de 1 %, mientras que en el tanque de succión menor a 2 %.

4.•Permeabilidad reducida. Información. 6.- Clasificación de los sólidos Sólidos: Toda partícula contenida en los fluidos de perforación. Forma de controlarlo conociendo su naturaleza físico química. Los lodos son, basicamente dispersión de arcilla en agua o aceite con varios aditivos para proveer las propiedades deseadas,los sólidos que contienen consisten, en arcillas, aditivos densificante y solidos perforados. Puntos Claves. •Tamaño. •Gravedad específica. (Peso) •Degradación y área Superficial. La unidad más utilizada para definir al tamaño de las partículas sólidas es el micrón (m). 1mm=1000m. 1pulgada=25.400m. •Cuanto menor es el tamaño de la partícula, mayor es el área de superficie –las partículas de 3 micras de diámetro tienen más de 300 veces el área de superficie de las partículas de 1000 micras de diámetro por un volumen dado. •Los tamaños más pequeños de partícula provocan: –Interacción mayor de partícula a partícula debido a la colisión de partículas (VP) –Mayor atracción de partícula a partícula entre ellas (PC) –Reducción de la cantidad de agua libre

6.1.- Clasificación de los sólidos

•Sólidos de Baja Gravedad (LGS): -Sólido activo. -2,3 -2,6 de gravedad específica. -Alta actividad o cedencia (Bentonita). -Efecto debido a las atracciones químicas y su presencia física (PC) -Considerados indeseables exceptos por una pequeña fracción para construir el revoque. -Se controlan manteniendo el MBT por debajo de los niveles pre-establecidos. -Tienen un efecto debido a su presencia física (VP) •Sólidos de alta gravedad específica: (HGS) -Sólidos inertes, 4,2-5,2 de gravedad específica.

6.2.- Degradacion de los solidos •En cuanto se incrementa el area superficial: 1 inch = 0,022

ft2.74 Micron= 7,5 ft2. 2 Micron = 227 ft2. 1 Micron= 554 ft2. •El incremento en el área de superficie origina: Alta Viscosidad, Gelificación •Un (1) Saco de Bentonita contiene 15 millones cuadrados de área superficial. 6.3.- Degradación de los Solidos •El proceso de degradación del tamaño es continuo. •Es posible que 30% o más lleque a ser coloidal. •La atricción siempre es más rápida con pártículas grandes y es un proceso muy lento con partículas extremadamente finas. •Ocurre en: Las bombas centrífugas, Las bombas de lodo, Las sarta de perforación, los chorros de la mecha, Equipos de control de sólidos. •Depende: Tamaño del aditivo, Parámetros de perforación, Tipo de Broca y Velocidad Rotaria, Peso sobre la mecha, Regimen de Flujo, Tipo de Formación, Nivel de Inhibición 7.- ¿Qué son equipos de control de sólidos? Equipos de control de sólidos, como su nombre lo indica son todos aquellos equipos, aparatos, dispositivos empleados o utilizados durante la perforación, cuyo objetivo principal es filtrar o limpiar los lodos de perforación una vez que son enviado de regreso a la superficie. Entre los que podemos mencionar tenemos:

• Las zarandas: Son los dispositivos de control de sólidos más importantes, ya que, forman parte de la primera etapa del sistema de eliminación o de filtrado de los residuos indeseables, la remoción de ripios o desechos de formación de tamaño considerable en los lodos de perforación. Estos dispositivos son de los más eficientes ya que remueven hasta el 100% de los residuos de gran tamaño, es decir los sólidos mayores de 74 micrones (arenas y cortes gruesos), que en algunos casos elimina la necesidad de utilizar un desarenador (el cual se explicara más adelante).

En la actualidad, se utilizan tres tipos de zaranda:

1) La zaranda de movimiento circular: Es de las más antiguas en el mercado y produce generalmente la fuerza centrifuga o fuerza G más baja. La ventaja de este tipo de zaranda es mucho más eficaz con los sólidos pegajosos de tipo arcilloso, al reducir el impacto que éstos sólidos tienen sobre la superficie de la malla.

2) La zaranda de movimiento elíptico: Es un modelo mejorado de la de movimiento circular, en donde se levanta el centro de gravedad por encima de la cubierta y se usan contrapesos para producir un movimiento oviforme. Esta zaranda produce el mayor secado, por lo cual se puede utilizar en lodos densificados o como limpiador de lodo para secar el flujo que sale por debajo de un deslimador.

3) La zaranda de movimiento lineal: Utiliza dos motores de movimiento circular montados en la misma cubierta. Los motores estás configurados para rotaciones contrarias por lo que se producirá una fuerza G ascendente y otra descendente cuando las rotaciones son complementarias y ninguna fuerza cuando las rotaciones son contrarias. Ésta zaranda es la más versátil y tiene un transporte potencialmente rápido, según la velocidad rotacional, el ángulo de la cubierta y la posición de la malla vibratoria.

Las zarandas utilizan mallas, fabricadas por alambres de acero inoxidable entrelazados que permiten la retención de las partículas de mayor tamaño, dependerá si retiene partículas de grande, mediano o pequeño tamaño de lo que se conoce como el mesh, que no es más que el numero de orificios por pulgada lineal que posee una malla. • Desarenadores: Son dispositivos empleados para remover del lodo de perforación las arenas y algo de limo, es decir, partículas alrededor de los 74 micrones. Son de suma importancia porque si estas arenas de gran tamaño son dejados a libre circulación se desintegraran por efectos

mecánicos, de degradación o erosión. Su mecanismo de trabajo es el siguiente: el fluido es bombeado tangencialmente por el interior de uno o varios ciclones, conos, dentro de los cuales la rotación del fluido provee una fuerza centrífuga suficiente para separar las partículas densas por efecto de su peso. Generalmente los conos tienen un diámetro de 10 a 12 pulgadas. Los desarenadores se emplean en lodos sin barita y deben estar instalados de tal manera que una vez que el lodo salga de las zarandas entre inmediatamente en ellos.

• Deslimadores: Estos dispositivos consisten en conos generalmente de 4 pulgadas de diámetro y pueden remover hasta un 84 % las partículas mayores de 20 micrones, es decir sedimentos finos e intermedios. Por lo general, son instalados a la salida de los desarenadores. Son utilizados desde el principio de la perforación para así descartar un alto porcentaje de sólidos indeseables. Operan a presiones de 30 a 40 lpca. Los deslimadores son poco utilizados o mejor dicho no se utilizan en los lodos que contienen barita o en lodos densificados de más de 12.5 lb/gal, ya que éstos granos caen dentro del grupo de los limos. A su vez, tanto los desarenadores como deslimadores se utilizan durante la perforación del pozo de superficie y cuando se usan lodos no densificados de baja densidad.

• Centrífugas de decantación: Estos equipos incrementan las fuerzas que causan la separación de los sólidos de distintas densidades al aumentar la fuerza centrífuga. La centrífuga decantadora se compone de un tazón cónico de acero horizontal que gira a una gran velocidad, con un tornillo transportador helicoidal en su interior. Este tornillo transportador gira en la misma dirección que el tazón exterior, pero a una velocidad ligeramente más lenta. La alta velocidad rotacional fuerza los sólidos contra la pared interior del tazón y el tornillo transportador los empuja hacia el extremo, donde son descargados. Las centrífugas de decantación permiten separar partículas mayores a los 2 micrones de diámetro, es decir, sedimentos ultrafinos. A mayor viscosidad del fluido tenemos un menor rendimiento en las centrifugas de decantación.

• Limpiadores de lodos (Mud Cleaner): Se utilizan en combinación de un hidrociclon y con una zaranda de malla fina para remover los sólidos en lodos densificados. Estos se colocan en paralelo con los deslimadores a la descarga de los desarenadores. Aquí, en el mud cleaner, se descartan los sólidos finos mientras que la fase líquida junto con la barita se retorna al sistema. Los limpiadores de lodos se pueden utilizar en lodos a base de aceite liviano o pesado, así como también en lodos de base agua. • Hidrociclones: Un hidrociclon o separador centrifugo tipo ciclón no es más que una bomba centrífuga que suministra un gran volumen de lodo a través de una abertura tangencial en su extremo. Esto produce un movimiento vorticoso del fluido expulsando los sólidos húmedos de mayor masa por el fondo abierto y devolviendo el líquido a través de la parte superior del hidrociclon. Los hidrociclones como sí solos no los reconocemos, ya que ellos forman parte del mecanismo de funcionamiento de equipos de control de sólidos entre los que encontramos a los desarenadores, deslimadores, centrifuga de decantación…

• Otro equipo de control de sólidos son los tanques de asentamiento o trampa de arena, usados en periodos pasados, actualmente no se utilizan o son muy poco usados ya que los dispositivos mencionados anteriormente cumplen un mejor rol que lo que un tanque de asentamiento cumplía en su época. Consistía en hacer pasar por un tanque un flujo que debía ser de tipo laminar para que se pudiera producir una sedimentación de las partículas más densas. Influirían en esta sedimentación el tamaño, la forma y la gravedad específica de las partículas, así como también la densidad del fluido de perforación, la viscosidad, el tipo de régimen de flujo y el tiempo de estancia en el tanque. 8.- Importancia del control de sólidos: El control de sólidos durante la perforación es de suma importancia, ya que, al momento que el lodo llega o retorna a la superficie, éste se hace circular por un sistema de limpiza o filtrado que permitirá re-preparar el fluido de perforación, recuperarlo al momento del retorno, deshacerse de los ripios o partículas producidas por la mecha, tratarlo químicamente para que cumpla con las especificaciones que requiera la perforación para finalmente volverlo a bombear al pozo. Como ya se ha explicado, el control de sólidos evitará que el lodo se comporte de forma abrasiva lo que causaría (incremento de costos durante la perforación), además al haber un control de sólidos adecuado el lodo limpio se reciclaría de tal forma que se reutilizaría y se bombeará nuevamente al pozo, cumpliendo con las especificaciones de viscosidad, densidad, ph, composición química que debe cumplir el lodo para que pueda ofrecer todas las ventajas que los fluidos de perforación tienen como objetivo o funciones (enfriar la mecha, mantener los sólidos en suspensión, formar un revoque en las paredes del hoyo, mantener las presión hidrostática adecuada para que no haya filtraciones y/o reventones, acarrear los sólidos hasta la superficie, entre otras). De esta forma, habrá además un menor volumen de desechos y al mismo tiempo un menor costo al reutilizar el lodo que retorna a la superficie.