Transcript
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Caract Caracterís erístic ticas as y aplica aplicacio ciones nes del sistem sistema a visco viscoelá elástic stico. o.
Características:
Es un fluido con propiedades elásticas y de gel, con baja tensión superficial. Los lodos visco elásticos son también conocidos con el nombre de fluidos fluidos biopoliméricos o de reología reología específica y se distinguen por ser viscosos como un líquido y elásticos como un sólido.
Estos fluidos se caracterizan propiamente por dar altas viscosidades, a bajas tasas de cortes y desarrollar altos geles instantáneos, pero frágiles y de fácil ruptura. frecen frecen baja resistencia resistencia al flujo con mínima mínima presión de bomba y e!"iben e!"iben un esfuerzo esfuerzo verdadero de cedencia cedencia elevado, que indica indica la transición del estado casi sólido sólido al casi líquido líquido bajo condiciones condiciones de corte mínimo. Los sistemas de lodo viscoelásticos presentan una alta capacidad de limpieza del "oyo, debido a la gran concentración de goma !ántica, lo que evita la formación de camadas de ripios. #o lleva en su composición composición bentonita, bentonita, pero en reemplazo reemplazo de ella utiliza utiliza biopolímero biopolímeros, s, los cuales se obtienen mediante un proceso de fermentación bacteriana. $roveen e!celentes propiedades de adelgazamiento por corte además de su función principal dar viscosidad. $resenta un revoque bastante delgado con un espesor apro!imado de %&''( puesto que no se espera que las gomas !ánticas que forman el sistema se queden en las paredes del "oyo, debido a que las mismas son biodegradables. )ignificativa reducción de fricción cuando poseen baja concentración de sólidos* esto significa que las pérdidas de presión en flujos turbulentos turbulentos son altamente altamente reducidos a rangos de '+ a +- dentro de la sarta de perforación. Aplicaciones:
Los fluido fluidoss visco visco elásti elásticos cos se utiliz utilizan an para diversa diversass funcio funciones nes en operaci operacione oness de perforac perforación, ión, reparación reparación y completació completación n para lograr proporcionar proporcionar suspensión suspensión del material densificant densificante, e, controlar perdidas de fluidos en formaciones permeables, estabilizar el pozo y sacar los ripios a la superficie. )e utiliza para perforar pozos "orizontales y&o direccionales debido a su gran capacidad limpieza y de suspensión suspensión es tal que aun en condiciones condiciones estáticas estáticas minimiza minimiza la formación de lec"os lec"os de ripios o camada que se forman usualmente en el punto de má!ima desviación del pozo. Es usado en zonas de interés donde las tasas son bajas con lodos tradicionales, mientras que sistem sistema a visco visco elásti elástico co aument aumenta a dic"as dic"as tasas. tasas. El sistema sistema visco visco elásti elástico co tiene tiene como propósi propósito to el acarreo total %++-/ de los cortes efectuados por la mec"a, de manera tal que e!ista una limpieza e!celente del "oyo. 2. Prob Proble lema mas s que que se pres presen enta tan n dura durant nte e la perf perfor orac ació ión n de pozo pozos s ori orizo zont ntal ales es y!o y!o altamente desviados.
La perforación de pozos "orizontales y altamente desviados se caracteriza por presentar problemas0 1nestabilidad del "oyo 2onfiguración irregular $ega por $resión diferencial E!cesivo 3orque 3orque y 4rrastre. Estos problemas están asociados con la formación de camadas de ripios, "idratación y dispersión de las arcillas, sistema de lodos utilizados con poca disponibilidad de modelos reológicos apropiados
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para determinar los regímenes de flujo. La limpieza pobre de los pozos "orizontales tienen asociado el problema de la formación de camadas de ripios, por lo tanto, es necesario en estos la utilización de sistemas viscoelásticos que minimicen la formación de camadas de ripios al disminuir la velocidad de asentamiento de la partículas. ". Cuáles son las propiedades y parámetros que se deben considerar para la selección del fluido en pozos orizontales#
$ara la selección de un fluido viscoelástico para una aplicación en particular se toman en cuenta los problemas que pueden ocurrir en los mismos, estudiando detalladamente las propiedades que podrían solucionar en parte los problemas como son0 • • • • •
$ropiedades 5eológicas 2ontrol de 6iltrado Lubricidad. 2aracterísticas in"ibitorias. 7ajo contenido de sólidos.
Entre los parámetros que se deben tener en cuenta para la selección de los fluidos de perforación en pozos con un ángulo de inclinación donde son típicamente utilizados los fluidos viscolelásticos/, las cuales requieren un dise8o óptimo de perforación y el apoyo de un sistema de lodo que permita la adecuada estabilidad del "oyo se tiene0 • • • • • • • •
Estabilidad del 9oyo Limpieza. Lubricidad del )istema. 5equerimiento de :ensidad 2apacidad de )uspensión :a8o a la 6ormación 2ontrol ;ptimo de )ólidos $rotección 4mbiental.
3omando en cuenta estos parámetros el fluido a dise8ar debe presentar las siguientes características0 • • • • • • • • • • •
)in sólidos coloidales $rovee flujo laminar Elevadas tasa de flujo 3ipos de flujo 3apón en la sección "orizontal 7ajo esfuerzo de corte $oseer viscoelasticidad 3i!otropía independiente del tiempo Evitar la formación de camadas de ripios 4ltamente in"ibitorios. 4lta lubricidad. :a8o mínimo a la zona productiva
$. %Cuáles son los ran&os de valores para la viscosidad plástica y punto cedente en sistemas viscoelásticos#
elásticos, produce floculación, incremento de las propiedades reológicas, aumentos en las pérdidas de filtrado, formación de revoques "eterogéneos, problemas de arrastre, entre otros. !. -escripción y función de cada uno de los aditivos que conforman el sistema viscoelástico: A&ua0 ,arazan0 Pac0 3450 6cide0 CaC4 ". A&ua 7resca: Esta es utilizada por que es un fluido ideal para perforar en zonas de bajas presiones
de formación y libres de problemas, es la fase continua del sistema. El agua fresca es a veces el mejor fluido para perforar formaciones duras, compactas y con presiones vecinas a la normal. El
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agua empleada varía entre agua dulce y salmuera saturada, dependiendo la disponibilidad de agua y de la naturaleza de las formaciones. El agua constituye la fase continua de los lodos viscoelásticos. • • •
Cravedad Especifica % :ensidad D.''lpg Jag. Los fluidos de perforación requieren apro!imadamente +- mas I9 para incrementar la alcalinidad en comparación con la soda cáustica. 6cide: CaC4": el carbonato de calcio es utilizado como agente puenteante y&o material densificante en
fluidos de perforación y de completación. Está disponible en tama8os de fino a gruesos para proveer
un puente efectivo del intervalo productos. Es usado para prevenir invasiones de fluidos en zonas permeables y&o productoras y la pérdida de circulación durante la completación y operaciones de perforación. Este puede ser usado para preparar una píldora con el propósito de uso en una liberación de tubería. El carbonato de calcio segKn el tama8o>, está disponible en seis grados0 ?, @?, ?+, %?+, =++, @'++. $ueden ser usados para0 1ncrementar la densidad de los lodos base agua y aceite. 1ncrementar la densidad de los fluidos base agua salada. 2ontrol de pérdida fluido $roblemas de pérdida de circulación. Cravedad Específica de @.A apro!imadamente/. 9. /plique los efectos que puede causar la cal y el yeso en un sistema viscoelastico.
Los biopolímeros, al igual que el resto de los componentes de los fluidos antenimiento a los cuales deben estar sometidos los sistemas viscoelásticos. •
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Los sistemas viscoelásticos tienden a degradarse cuando permanecen estáticos por largos periodos de tiempo, por lo que es aconsejable usar algKn tipo de bactericida 4ldacide C/ durante la preparación y mantenimiento del lodo. El $9 debe ser controlado entre A>H. Los equipos de control de sólidos deben estar funcionando durante la perforación de cemento por lo que se debe tener presente que el bicarbonato de sodio ayuda a bajar el $9 y precipita el calcio soluble por lo que es necesario pre"idratar el sistema y a8adir el bicarbonato de sodio antes de perforar el cemento. Jantener un régimen turbulento para tener un mejor acarreo. debe e!istir un flujo tapón entre la zona "orizontal y la de mayor desviación de la perforación. )e aconseja premezclar sal con el viscosificador antes de adicionar el polímero catiónico, de manera tal que permita mejorar la estabilidad del viscosificador a elevadas temperaturas. Los polímeros usualmente se mezclan en las concentraciones requeridas para un cierto modelo reológico específico de la perforación* sin embargo, para lograr propiedades viscoélasticas se deben agregar inicialmente en concentraciones mayores a las mínimas requeridas para suspender y transportar los sólidos bajo las condiciones dadas de perforación.
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)e recomienda utilizar equipos adecuados para mezclar en forma continua y "omogénea los componentes del sistema, de manera tal de minimizar el da8o de la formación por la mala "idratación de los coloides efecto ojo de pescado/. $ara lograr un fluido estable es preciso antes de su preparación conocer las limitaciones y compatibilidades de sus componentes. Los biopolímeros son pocos resistentes a las altas temperaturas, no alcanzan a resistir más de @?+B6, no obstante su estabilidad térmica puede ser mejorada manteniendo una alta concentración de sal en el sistema. 3ambién se degradan cuando permanecen estáticos por largos períodos de tiempo, por lo que es aconsejable usar algKn tipo de bactericida durante la preparación y mantenimiento del lodo.
