Desafío:

La contaminación del sistema de fluido de perforación puede provenir de cualquiera de las siguientes fuentes: materiales procedentes de la formación, degradación térmica de los compuestos orgánicos en el lodo, o la aireación o el sobretratamiento en la superficie. En general, los sistemas de fluidos a base de agua, en comparación con los sistemas de fluidos no acuosos, son los más susceptibles a la contaminación. Los fluidos a base de agua convencionales viscosificados con arcilla de bentonita son generalmente más susceptibles que los fluidos a base de agua de alto desempeño.

Los cambios en las propiedades del fluido indican contaminación. En un sistema de fluido de perforación ideal, suponiendo que la condición del pozo sea estable, las propiedades del fluido de perforación tales como la densidad, la viscosidad, y la filtración no deben cambiar durante la operación de perforación. Sin embargo, en la práctica, esto nunca ocurre. En el campo, algunas propiedades de los fluidos de perforación cambian con el tiempo, incluso si las condiciones del pozo son estables.

Diferentes contaminantes tienen diferentes efectos y consecuencias:

  1. Los sólidos perforados, los contaminantes más comunes en los fluidos de perforación, se identifican por un aumento en reologías y se cuantifican por el Mbt.
  2. La anhidrita y el yeso son CaSo4 no hidratados. Los iones de calcio se solubilizan en el fluido de perforación, floculando las arcillas en el sistema.
  3. El cemento también libera iones de calcio en el fluido de perforación. La perforación de pozos de perforación requiere de cemento después de colocar cada tubería de revestimiento regular o corta.
  4. Los flujos de agua de sal y las formaciones de sal, que incluyen domos de sal, vetas de sal, evaporitas de complejos masivos, floculan el sistema, reducen el pH, y alteran las propiedades del fluido.
  5. Los carbonatos y bicarbonatos floculan sólidos reactivos. Las fuentes de contaminación incluyen Co2 (de la formación, agua de formación, aireación en la superficie), el tratamiento excesivo con bicarbonato y carbonato de sodio (para yeso o cemento), la degradación térmica de los aditivos orgánicos, y la barita o bentonita contaminadas. La proporción de carbonatos a bicarbonatos es una función del pH. La contaminación se indica por el aumento de Mf más rápido que el de Pf, punto de fluencia (Yp) en aumento, y la resistencia progresiva de gel.
  6. El sulfuro de hidrógeno (H2S) es letal si se inhala. Se indica por una disminución en el pH y por cambios en las propiedades del fluido. El mantenimiento de un pH alto convierte el H2S a sulfuros, que son solubilizados. Sin embargo, otra afluencia de gas amargo puede disminuir el pH y revertir los sulfuros a H2S. Con el tiempo, los sulfuros corroen la tubería de perforación causando agrietamiento por esfuerzo de sulfuro.

Soluciones:

En los fluidos convencionales a base de agua, el tratamiento necesario para minimizar y evitar los problemas de perforación comienza con la identificación y cuantificación de la contaminación. La Tabla 1A (Gráfica de contaminación) en el Software para el Análisis de Contaminación del Fluido de Perforación describe los cambios de propiedades de los fluidos para cada tipo de contaminación. El ingeniero de fluidos de perforación utiliza medios mecánicos, químicos, y metodológicos para tratar la contaminación.

Mecánicos:

  • Alterando el control de sólidos y el equipo de mezcla para mejorar la eliminación de los sólidos de perforación, la reducción de aireación

Químicos:

  • El tratamiento del exceso de calcio con bicarbonato y carbonato de sodio. El tratamiento de carbonatos y bicarbonatos con cal y yeso.
  • La eliminación de los sulfuros o H2S con compuestos de zinc u otros secuestrantes.
  • El mantenimiento de la integridad de los recortes con inhibidores de lutita para la remoción máxima de sólidos en las cribas vibratorias.

Metodológicos:

  • Prevención o control de la ampliación del pozo durante la perforación a través de sal mediante el aumento de la concentración de sal hasta saturación o justo por debajo de la saturación
  • Mejorando el control de calidad
  • La conversión o desplazamiento a un sistema de fluido alternativo (tolerante a la sal, libre de arcilla, térmicamente estable, etc.)

Mitigando los efectos de los contaminantes mediante el uso de fluidos a base de agua de alto desempeño es una opción viable con la tecnología moderna de fluidos. El sistema Evolution de alto rendimiento a base de agua de Newpark está diseñado para resistir los contaminantes. El sistema es libre de arcilla, lo que reduce la cantidad de sólidos reactivos en solución, y aumenta la tolerancia al Co2 (carbonatos/bicarbonatos) y calcio (cemento, yeso, etc.). El sistema se basa en un conjunto de agentes poliméricos viscosificantes con diferentes resistencia a la contaminación y estabilidad térmica.

El adaptar el sistema Evolution a los contaminantes previstos con productos nuevos y mejorados crea las soluciones versátiles y únicos para los pozos que una vez fueron desafiantes. Una gran variedad de nuevas opciones de productos que hacen que estos nuevos sistemas sean capaces de formularse acorde a los desafíos particulares de cada pozo.

Software para el análisis de la contaminación del fluido de perforación: La propia aplicación del fluido de perforación hace que sea un objetivo natural para los contaminantes, ya sea de fuentes superficiales o de fondo de pozo. Los procedimientos para neutralizar los contaminantes o mitigar sus efectos necesariamente deben comenzar con la identificación y cuantificación. La identificación precisa de un contaminante en un fluido de perforación a base de agua requiere un análisis exhaustivo de las propiedades físicas, reológicas y químicas de los fluidos y la comprensión de las tendencias y los cambios en esas propiedades.