La pérdida de fluido es una de las propiedades más importantes del fluido de perforación y hay dos maneras de calcularla en laboratorio. En este artículo explicaremos como ambas maneras se realizan y cuál es su efecto en las operaciones de perforaciónAPI Fluid Loss Test
El API Fluid Loss Test es la prueba de filtración a baja presión y baja temperatura). Esta es una prueba usada para medir la filtración del lodo en un ambiente de alta temperatura y con una presión diferencial de 100 psi. El equipo para medir la pérdida de fluido API es en la figura de al lado.De qué manera el lodo es probado?
- Posiciona un filtro
- Añade la muestra en la camara de prueba.
- Posiciona la cámara en el kit de prueba.
- Aplica 100 psi de presión.
- Registra el volumen a los 30 minutos; al final de la prueba se debe registrar el volumen de filtrado. volume for 30 minutes;
- Registra el espesor del revoque.
Si el fluido de perforación tiene una buena propiedad de pérdida de filtrado, mostrará un delgado e impermeable revoque (mud cake). Ten siempre en cuenta que esta prueba se basa en condiciones superficiales y está la posibilidad de error al no simular las condiciones de hoyo.La Prueba de Pérdida de Filtrado API podría dirigirte a una conclusión errada, porque a condiciones de superficie la prueba demuestra una buena pérdida de filtrado y un revoque delgado. Cuando el lodo está abajo a condiciones de hoyo, la temperatura de las paredes del pozo pueden cambiar dramáticamente las propiedades del fluido de perforación. La mejor manera de realizar la prueba del fluido de perforación sería simulando las condiciones del pozo a altas presión y temperatura, con el fin de ver cuál sería la pérdida de filtrado como tal. Este procedimiento se conoce como ” HTHP Fluid Loss.”
HTHP Fluid Loss Test
El HTHP fluid loss test es similar a la prueba API, porque indica información sobre la filtración del fluido de perforación hacia la formación bajo condiciones estáticas en un determinado período de tiempo.
Para el HTHP fluid test, tanto la temperatura como la presión pueden variar para representar unas condiciones estimadas del hoyo.
El equipo de prueba HTHP tiene una camisa de calentamiento para que pueda calentar la muestra de fluido de perforación del pozo a la temperatura esperada. Típicamente, la temperatura recomendada en la camisa de calentamiento debe estar por encima de la temperatura estimada en un margen de 25 F a 50 F. La presión de prueba es normalmente a 500 psi de presión diferencial. Las Condiciones normales de ensayo son 150 F y 500 psi de presión diferencial y la temperatura máxima permisible de la prueba es 300 F con el equipamiento estándard. El espesor de revoque puede estar mantenido por debajo de 2 mm. El Test HTHP se desarrolla en 30 minutos, al igual que la prueba de pérdida de fluido API.
El siguiente video muestra cómo hacer una prueba de pérdida de fluidoHTHP. A pesar de que no describe nada, todavía nos da algunas ideas sobre cómo hacerlo.
Impactos Operacionales en la Perforación por Pérdida de Fluidos.
Los siguientes son impactos que pueden ocasionarse por pérdida de fluido-
DAÑO A LA FORMACIÓN
Si el lodo de perforación no tiene buenas propiedades de filtrado, una cantidad de fluidos con partículas pequeñas en el lodo de perforación puede invadir las formaciones y causar daño a las mismas. Esto afectará directamente la tasa de producción del pozo una vez que se comienza a producir.
PEGA DIFERENCIAL
El fluido de perforación al tener malas propiedades de pérdida de fluido formará una torta de lodo (revoque) muy blando y grueso a través de formaciones permeables. Esto puede conducir a pegas diferenciales debido a un aumento en el área de contacto entre la formación y la sarta de perforación.
TORQUE Y ARRASTRE
El revoque a través de zonas porosas puede ser formado fácilmente debido a que el lodo de perforación tiene altos valores de pérdida de fluido. Cuanto más gruesa sea la torta de barro, más torque y arrastre se experimentará mientras se realiza las operaciones de perforación y viaje de tubería
Revoque de Lodo (Mud filter cake)
El revoque es una capa formada por las partículas sólidas en el lodo de perforación en contra de las zonas porosas, debido a la presión diferencial entre la presión hidrostática y la de la formación.
Para las operaciones de perforación se recomienda tener siempre un revoque impermeable y delgado. Practicamente, este revoque debe ser menor o igual a 1/16 de pulgada. Si el fluido de perforación no está en buena forma el resultado será un revoque grueso en las paredes del hoyo, lo cual creará situaciones de pega de tubería y altos torque /arrastre.
Cómo Impacta el Revoque en las operaciones de Perforación ?
Pega DiferencialSi el revoque es grueso, se incrementará un área de contacto entre la sarta de perforación o cualquier tipo de tubular. Al perforar zonas permeables que están severamente en sobre balance, las barras de perforación tendrás altas probabilidad de pegarse diferencialmente a través de ellos. Por otra parte, no sólo puede la sarta de perforación atascarse, sino también las herramientas de registro pueden quedarse pegadas diferencialmente a través de las zonas permeables.
Torque y Arrastre
Bajo condiciones dinámicas, como perforando, trabajando tubería, etc, si el lodo de perforación tiene un revoque grueso alrededor de las paredes del hoyo, habrá incremento de torque . Por otro lado, si la pared del revoque es gruesa se observará alto arrastre mientras se está viajando fuera del hoyo o corriendo herramientas de registros.
TRADUCIDO DESDE:
WWW.DRILLINGFORMULAS.COM
Contenido de Sólidos en el Lodo
El contenido de sólidos es una fracción del total de aquellas partículas presentes en el lodo de perforación, y este siempre se incrementa mientras se está perforando debidos a los recortes, los aditivos del lodo y el material densificante. El contenido de sólidos hace referencia a los solidos solubles e indisolubles contenidos en el sistema de circulación-
Los tres tipos de sólidos en el lodo son:
– Material Soluble como la sal
– Sólidos insolubles de alta gravedad (HGS) como los agentes densificantes (barita, carbonato de calcio, hematita)
– Sólidos insolubles de baja gravedad (LGS) o sólidos perforados como las partículas de los recortes.
Los sólidos provenientes de la perforación son los peores que puede contener el lodo debido a que gradualmente van deteriorando las propiedades. Mas aún, si las particulas son menores de 5 micrones, estos solidos no pueden ser removidos por metodos mecánicos y siempre estarán presentes en el lodo.
Generalmene , los recortes ocupan de 6 a 7% del volumen total de lodo. Debido a que el contenido de recortes es un tópico muy importante, debe ser chequeado diariamente. Por buenas prácticas de perforación se recomienda realizar las pruebas de contenido de sólidos al menos dos veces al día usando la Retorta. El más alto valos de contenido de sólidos en el lodo debería ser 6-7 % por volumen o aproximadamente 55 – 60 lb/bbl.
Otro valor critico , además de los sólidos de baja gravedad (LGS) y alta gravedad (HGS) , es el promedio de la densidad de los materiales densificantes en el fluido de perforación. Estos materiales tales como Barita, Carbonato de Calcio , Hematita, etc., tienen una gravedad específica superior a 2.7. En la tabla 1 se demuestran algunas gravedades especificas de materiales densificantes mas conocidos.
Table 1 – Specific Gravity of Weighting Materials
However, the drilled solids usually have a specific gravity about 2.6. Hence, drill solids will reduce average solid density when mixed in the drilling fluid. Normally, the acceptable value of the average solid density is about 3.8 or higher. If this value is below 3.8, it indicates that there may be too much low gravity solid in the mud.
Sin embargo, los sólidos perforados por lo general tienen una gravedad específica de 2,6. Por lo tanto, los sólidos de perforación reducirán la densidad sólida promedio cuando se mezclan en el fluido de perforación. Normalmente, el valor aceptable de la densidad de sólido promedio es de aproximadamente 3,8 o superior. Si este valor está por debajo de 3,8, ello indica que puede ser demasiados sólidos de baja gravedad en el lodo.
IMPACTOS OPERACIONALES RELACIONADOS CON EL CONTENIDO DE SOLIDOS
Densidad Equivalente de Circulación (ECD)
El ECD será mayor si el contenido de sólidos incrementa. El exceso de ECD dará lugar a la fractura de la formación y un problema de pérdida de circulación.
Pega Diferencial
El revoque o torta de filtrado será espeso y pegajoso, si hay una gran cantidad de sólidos de baja gravedad en el lodo de perforación. Debido a esta razón, se incrementa el potencial de quedarse pegados diferencialmente a través de las formaciones permeables.
Rata de Penetración
La alta concentración del contenido de sólidos reducirá la tasa efectiva de penetración. Hay tres tipos de sólidos contenidos en el sistema. Los primeros dos contenidos son materiales densificantes y productos químicos que son necesarios para mantener las buenas propiedades del lodo. El último es el sólido perforado o recorte que puede ser controlado por métodos mecánicos. Si el contenido de sólidos de perforación no se controla adecuadamente, el rendimiento de perforación disminuirá.
Presión de Surgencia / Suabeo
Pueden observarse excesivas presiones de surgencia y suabeo como resultado de la gran cantidad de contenido de sólidos en el sistema de fluido.
April 18, 2016 - 6:14 am | Drilling Fluids
pH en el Lodo de Perforación Base Agua
El pH es el valor que representa la concentración de hidrógeno en un líquido y se usa para indicar la acidez o alcalinidad del lood de perforación. El ph se representa en un valor numérico (0-14), lo cual representa el invero de la medición de concentración de hidrógeno en el fluido.
Abajo mostramos la fórmula para calcular el pH
pH = -log10[H]
Donde: H es la concentración de iones de hidrógeno en moles.
De acuerdo con la fórmula de pH, a mayor presencia de átomos de hidrógeno, más acidez tendrá la sustancia, por lo que disminuye el valor del pH. En general, un pH de 7 significa neutral. Los líquidos con un pH superior a 7 se consideran como condición alcalina. Por otro lado, los fluidos con pH inferior a 7 se definen como ácidos.
En el lodo de perforación, hay tres componentes químicos principales que afectan la alcalinidad del fluido de perforación, que son los iones de bicarbonato (HCO3-), iones hidroxilo (OH-), y los iones de carbonato (CO3-2). La alcalinidad se refiere a los iones que reducen la acidez.
Con el fin de obtener mediciones precisas para el pH, se recomienda utilizar un medidor de pH en lugar de un papel de pH porque va a dar cifras de pH más precisas. Además, los medidores de pH se deben calibrar con frecuencia.Causas de la reducción del pH del lodo.
Hay muchos factores que pueden causar reducción en el pH de lodo de perforación que se enumeran a continuación;
Contaminación del agua – La contaminación del agua o la afluencia del agua disminuirá el pH en el fluido de perforación porque el agua es neutra
Carbonato o Bicarbonato – Con estas dos moléculas químicas, se reducirán el pH del lodo de perforación.
Gases Acidos como dioxido de Carbono (CO2) y Dioxido de azufre (H2S) – Si hay gases ácidos en el sistema de mezcla, el pH disminuirá. Además, el gas ácido tiene mal efecto sobre las propiedades del lodo. La reología del lodo como PV, YP, y la fuerza de gel se incrementará, pero Pm y Pf disminuirá debido a la pérdida de pH.
Anhydrita – Los componentes químicos de la anhidrita neutralizarán los iones de hidrógeno en el barro por lo que el pH del lodo de perforación se reducirá. Es importante aumentar el pH de lodo mientras se esta perforando una formación de anhidrita.
TRADUCIDO DESDEpH in Drilling Mud (Water Based Mud)
Dureza Total y Contenido de Cloruros en el Lodo Base Agua
La "Dureza Total" o "dureza del agua" es una medida de los iones de calcio (Ca2 +) y magnesio (Mg 2+) en un lodo a base de agua. El total de ambos iones solubles de calcio (Ca2 +) y magnesio (Mg 2+) se obtiene por titulación con una solución standard de Vesenato.Qué pasará si se tiene bastante dureza total en el lodo?
- Mal revoque (grueso y blando)
- Alta pérdida de fluido
- Floculación del contenido de arcilla.
- Poca efectividad de los polímeros
- Tratamiento químico inefectivo
Para la mayor parte de los lodos a base de agua, el valor aceptable de dureza total debe ser inferior a 300 mg / L. Si se utiliza el lodo de perforación de cal, es aceptable tener un mayor valor, pero se debe mantener por debajo de 400 mg / L.
Contenido de Cloruros en el Lodo
El cloruro proviene de la sal de formación, y la concentración de estos se puede determinar por titulacióncon una solución de nitrato de plata. La cantitad de cloruros debe chequearse con frecuencia. Si hay algún cambio anormal en ese valor puede ser indicativo que se esta perforando una formación salina o está ocurriendo un influjo desde el yacimiento.
Por qué es importante mantener los valores de cloruros en los fluidos de perforación?El cloruro se utiliza para prevenir problemas relacionados con las arcillas.
Como puede mantenerse el valor de los cloruros?
The chloride content in the drilling fluid can be maintained by adding salts such as potassium chloride (KCl) and sodium chloride (NaCl). If potassium chloride (KCl) is used, it is imperative to have sufficient potassium ions to react with the clay content from the formation. Generally, 3 – 4% KCL is recommended for normal drilling. However, it may require increasing the concentration of KCl if you are drilling into formations which have a lot of reactive clay content.
El contenido de cloruro en el fluido de perforación puede ser mantenido por la adición de sales tales como cloruro de potasio (KCl) y cloruro de sodio (NaCl). Si se utiliza cloruro de potasio (KCl), es imperativo tener suficientes iones de potasio para reaccionar con el contenido de arcilla de la formación. Generalmente, se recomienda de 3 - 4% KCL para perforaciones normales. Sin embargo, puede ser necesario aumentar la concentración de KCl si está de perforación en formaciones que tienen una gran cantidad de contenido de arcilla reactiva.
Prueba del Azul de Metileno (MBT)
La Prueba de azul de metileno (MBT) o capacidad de intercambio catiónico se utiliza para determinar la cantidad de arcilla reactiva (materiales de arcilla-similares) en un lodo a base de agua. Un colorante azul de metileno (un colorante catiónico) se utiliza para esta prueba porque poderosamente magnetiza los iones negativos en la arcilla. Típicamente, la prueba se expresa en términos de concentración de arcilla reactiva en libras por barril, equivalente bentonita.
Igual que otras propiedades del lodo, el seguimiento de la MBT y observar los cambios de tendencia son necesarias con el fin de mantener buenas condiciones del lodo. Si se observa un aumento de MBT, indica que la concentración de sólidos de perforación está aumentando en el lodo . Para una buena operación de perforación, el MBT debe mantenerse a 15 lb / barril o menos.Total Hardness and Chloride Content in Water Based Mud
