Los costos adicionales por concepto de pérdida de fluido de perforación son un factor significativo en la perforación de pozos. Si bien la prevención es la primera línea de defensa, el uso de Materiales de Pérdida de Circulación (LCM) es esencial para curar o mitigar las pérdidas cuando ocurren.
1. Tipos Principales de Materiales LCM
Los materiales LCM se clasifican según su forma y se utilizan para taponar fracturas o zonas altamente permeables. Deben ser insolubles e inertes al sistema de lodo en el que se emplean.
A) Materiales Fibrosos (Fiber LCM)
Son largos, delgados y flexibles. Ayudan a reducir las pérdidas en fracturas o zonas de alta permeabilidad al entretejerse y formar una barrera.
* Ejemplos: Fibra de madera (cedro, aserrín), papel de perforación, fibra mineral (Magma Fiber), pelo.
B) Materiales Granulares (Granular LCM)
Son materiales en trozos, preparados en diversos tamaños de partícula. Asisten en el taponamiento y son cruciales para iniciar el sello.
* Ejemplos: Cáscaras de nuez (finas, medianas y gruesas), carbonato de calcio, olote de maíz, grafito grueso, Formica.
C) Materiales en Escamas (Flake LCM)
Son delgados y planos, con una gran área superficial. Su propósito es sellar y evitar la entrada del lodo en la zona de pérdida.
* Ejemplos: Mica (fina y gruesa), celofán, piezas de plástico.
2. Detección de Zonas de Pérdida
Para que el tratamiento con LCM sea efectivo, es crucial aplicar el material directamente sobre la zona afectada (thief zone). Si la tasa de pérdida es significativa, se pueden utilizar herramientas de registro para identificar la zona:
* Registro de Temperatura (Temperature Log): El lodo que fluye hacia la formación enfría el área de pérdida, lo que puede ser detectado por esta herramienta.
* Registro de Ruido (Noise Log): Utiliza un hidrófono sensible para detectar el ruido creado por el flujo turbulento del fluido al pasar hacia la formación.
* Registro de Hélice (Spinner Log): Mide el flujo dentro del pozo, detectando pérdidas significativas cuando la tubería de perforación está fuera del hoyo.
3. Decisión de Uso y Consideraciones Operacionales
Antes de optar por tratamientos con LCM, se deben considerar otros factores y alternativas operacionales:
A) Evaluación Inicial
* Pérdidas de Superficie: Se debe verificar primero el sistema de superficie para descartar pérdidas por fugas o fallas en el equipo (p. ej., cribas obturadas en las zarandas).
* Densidad de Circulación Equivalente (ECD): Es posible que la pérdida no ocurra al detener la circulación. El problema puede ser causado por un ECD excesivamente alto mientras se bombea. Por lo tanto, se recomienda primero reducir las tasas de circulación y/o la ROP para disminuir el ECD.
* Alternativas no-LCM: Intentar reducir la reología del fluido o, si es seguro, disminuir la densidad del lodo para reducir la presión hidrostática antes de usar LCM.
B) Preparación de la "Píldora" de LCM
* Densidad: Las píldoras de LCM deben prepararse utilizando lodo del sistema activo, pero es vital verificar la densidad de la píldora antes de bombearla. Si la densidad es más alta, puede aumentar la presión hidrostática y la tasa de pérdida. Si es más baja, podría desestabilizar el pozo.
* Zarandas (Shale Shakers): No se deben bypassar (saltar) las zarandas ni colocar cribas más gruesas al tratar el sistema circulante con LCM. Esto provocaría la acumulación de sólidos perforados, lo que aumentaría la densidad y la reología del lodo, incrementando el ECD y fomentando más pérdidas.
C) Limitaciones y Daño a la Formación
* Herramientas de Fondo: Se debe tener precaución con los grados de LCM más gruesos, ya que las concentraciones y tamaños de partícula pueden estar limitados por las herramientas de MWD/LWD y las boquillas de la broca.
* Zonas Productoras: No se deben usar materiales LCM convencionales (p. ej., Nut Plug, Mica) en la zona de producción (reservorio), ya que pueden causar daño a la formación. Las pérdidas en el yacimiento deben tratarse con materiales de taponamiento a base de Carbonato de Calcio (Calcium Carbonate) de tamaño seleccionado, que pueden ser disueltos posteriormente con ácido.
4. Selección del Tratamiento LCM según la Gravedad de la Pérdida
La selección del tratamiento de LCM depende de factores como la formación, el tamaño del hoyo, la tasa de pérdida y los resultados históricos de pozos cercanos.
A) Recomendación para Pérdidas por Filtración
* Tratamiento: Dosis regular del sistema circulante con 5 a 10 ppb de LCM de grado fino (p. ej., Nut Plug, Mica o Carbonato de Calcio).
* Mantenimiento: Dosificar el LCM constantemente en la tolva de mezcla para compensar el material que es cribado por las zarandas.
B) Recomendación para Pérdidas Parciales
* Tratamiento: Colocar una píldora viscosa de 30 a 40 ppb de LCM de grado fino y medio (p. ej., Nut Plug, Mica) sobre la zona de pérdida.
* Procedimiento: Subir la sarta de perforación hasta el zapato de revestimiento para minimizar el riesgo de pegamiento diferencial y dejar que la píldora "empape" la zona por unas horas. Luego, circular gradualmente.
C) Recomendación para Pérdidas Totales
* Tratamiento: Colocar una o más píldoras con 100 ppb o más de LCM de grado fino, medio y grueso sobre la zona.
* Procedimiento: Aplicar presión (squeeze) para forzar la píldora de LCM a penetrar y taponar la zona de pérdida. Si la pérdida es en la zona productora, se debe usar Carbonato de Calcio de tamaño seleccionado para minimizar el daño.
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