Este documento presenta una metodología para diseñar operaciones de lavado de pozos de manera efectiva y de bajo costo. Describe los parámetros clave a considerar como el tipo, posición y volumen de baches, así como conceptos de ingeniería de fluidos para asegurar un flujo turbulento que permita la remoción eficiente de sólidos. El objetivo es proveer una guía práctica que estandarice el proceso de lavado y asegure su éxito mediante el cálculo adecuado de variables como la velocidad mínima

1. Guía de Diseño
para el Lavado de Pozos
CONTENIDO
1. Objetivo
2. Introducción
3. Metodología de diseño
a. Sarta de lavado.
b. Tipo, posición y cantidad de baches.
c. Volumen o longitud lineal de baches.
d. Presión diferencial máxima durante el desplazamiento.
e. Ingeniería de fluidos.
e.1. Velocidades anulares.
e.2. Régimen de flujo.
e.3. Eficiencia de transporte.
e.4. Gasto óptimo de desplazamiento.
f. Nivel de turbidez (NTU).
Apéndice 1. Nomenclatura.
Apéndice 2. Presión diferencial dinámica.
Apéndice 3. Caracterización de los baches viscosos.
Apéndice 4. Guía rápida de cálculo.
Una de las operaciones importantes durante la etapa de terminación es el lavado de pozo,
mediante la cual se evita la depositación de sólidos en el intervalo productor y, por consiguiente,
la disminución de la permeabilidad de la misma. Esta guía presenta una metodología práctica
para diseñar apropiadamente el lavado de pozos.

2. Guías de Diseño
2 Gerencia de Ingeniería
1. OBJETIVO
Desarrollar una guía práctica para diseñar y
estandarizar el lavado de pozos durante la
terminación, considerando los conceptos de
ingeniería, así como el principio de daño a
la formación, con la finalidad de realizar una
operación efectiva, rápida y al menor costo
posible.
2. INTRODUCCIÓN
El proceso de lavado de pozo tiene la
finalidad de desplazar el lodo y remover los
sólidos adheridos a las paredes de la
tubería para eliminar partículas como barita,
recortes, cemento y sedimento; esto, con el
objeto de tener un fluido libre de
contaminantes, y así evitar daño a la
formación durante las operaciones de
disparos, estimulación, y/o fracturamiento.
La operación de lavado de pozo consiste en
desplazar el lodo de perforación empleado
en la última etapa con un fluido de
terminación libre de sólidos. Esto se realiza
empleando baches de separadores,
lavadores y viscosos, como se ilustra en la
Figura 1. En la mayoría de los casos, el
fluido de terminación es filtrado para
eliminar partículas contaminantes.
Si la operación de lavado es ineficiente, los
sólidos no removidos pueden taponar los
poros y canales de la formación productora
durante los disparos, causando una drástica
reducción de la permeabilidad y con esto
una disminución de la producción.
El alcance de esta guía es el diseño de una
operación de lavado rápida, efectiva y al
menor costo posible; por lo que las
recomendaciones del tipo y las propiedades
del fluido de terminación quedan fuera del
alcance de esta guía. Lo anterior, debido a
la gran variedad en tipos y composición
química de los fluidos de terminación, así
como las características mineralógicas y
propiedades de los yacimientos productores
en México. Por lo que, para una selección
apropiada de fluido de terminación se
recomienda realizar pruebas de laboratorio
para verificar la interacción y compatibilidad
entre roca–fluido y fluido–fluido.
Fluido de
Terminación
Lodo
Pozo lleno con lodo
Espaciador
Lavador
Viscoso
Desplazamiento de lodo
por fluido de terminación
Pozo lleno con fluido
de terminación
Figura 1. Ilustración de lavado de pozo.

3. Lavado de Pozos
Gerencia de Ingeniería 3
Las operaciones de lavado de pozos que se
realizan actualmente en UPMP son muy
variadas en forma y metodologías usadas,
desde una manera muy simple hasta otras
muy complejas y costosas.
Se utilizan diferentes accesorios en la sarta
de lavado (cepillos, escareadores, tubería
franca, tubo aguja o niple, etc.), además la
cantidad, posición, tipo y volumen de los
baches son muy diversos. También se ha
observado que las propiedades de los
fluidos lavadores y viscosos son variadas,
así como el criterio para el nivel de turbidez.
3. METODOLOGÍA DE DISEÑO
En esta guía se consideran los siguientes
parámetros para efectuar el diseño de
lavado de pozo:
a. Sarta de lavado.
b. Tipo, posición y cantidad de baches.
c. Volumen o longitud lineal de los baches.
d. Presión diferencial máxima durante el
desplazamiento.
e. Ingeniería de fluidos.
• Propiedades de los baches.
• Velocidades anulares.
• Régimen de flujo.
• Eficiencia de transporte.
• Gasto óptimo de desplazamiento.
f. Nivel de turbidez (NTU)
a. Sarta de lavado
Respecto a la sarta de lavado se
recomienda utilizar la tubería de
perforación, tubo o niple aguja en la parte
inferior y escareadores en serie cuando
existan dos diámetros de tubería de
revestimiento, como se muestra en la Figura
2. La utilización de herramientas, como
cepillos, difusores, escareadores rotatorios
o algún otro elemento mecánico que
pretende mejorar la eficiencia de la
limpieza, deberá ser analizada antes de su
introducción al pozo, con la finalidad de
evaluar el riesgo y el beneficio esperado por
el incremento de recursos a emplear. En
algunas ocasiones el lavado se realiza con
molino, barrena o alguna herramienta
soltadora. Esto es correcto siempre y
cuando sea técnicamente factible y el
objetivo del viaje no sea únicamente lavar el
pozo, pues se evitaría un viaje adicional
para el desplazamiento de lodo. Asimismo,
en algunas áreas esta operación se ha
hecho con el aparejo de producción, lo cual
es conveniente siempre y cuando se
considere lo anterior.
b. Tipo, posición y cantidad de baches
Analizando operaciones previas de lavado,
se ha observado que no se requiere una
gran variedad y cantidad de baches para
ejecutar una operación rápida y exitosa de
lavado, por lo que se sugiere emplear
únicamente los siguientes tipos de fluidos:
• Fluido espaciador (agua o diesel)
• Fluido lavador.
• Fluido viscoso.
• Fluido de terminación.
El orden adecuado con que deben
introducirse lo muestra la Figura 3.
Tubo o niple aguja
Tuberia de perforación
Tuberia de perforación
Escareador
Escareador
Combinación
Figura 2. Sarta de lavado recomendada.

4. Guías de Diseño
4 Gerencia de Ingeniería
c. Volumen o longitud lineal de baches
La función del bache espaciador es separar
dos fluidos para evitar su contaminación;
por lo tanto, éste debe proveer una
distancia suficiente para mantener los
fluidos alejados uno del otro. Debido a lo
anterior, se recomiendan un volumen de
bache espaciador equivalente a 500 m
lineales en el espacio anular más amplio.
Esto, siempre y cuando no altere el
programa de líquidos en el equipo. Para
casos específicos, se debe considerar la
logística y el costo del diesel.
Respecto al cálculo del volumen de los
baches lavadores y viscosos para la
operación de lavado, se recomiendan los
siguientes criterios:
1. 150 m lineales en el espacio anular
más amplio.
2. 10 minutos de tiempo de contacto en
el espacio anular.
El tiempo de contacto se refiere al tiempo
que estarán los baches en contacto con un
punto específico en el espacio anular. Se
recomienda calcular el volumen de los
baches empleando los dos criterios, los
cuales son matemáticamente representados
por las ecuaciones 1.1 y 1.2, y seleccionar
el correspondiente al de menor volumen.
d. Presión diferencial máxima durante el
desplazamiento
Se requiere obtener la presión diferencial
máxima con el objeto de determinar el
equipo de bombeo a utilizar. Si la presión
diferencial es mayor a la presión de trabajo
de las bombas de lodo, se deberá emplear
la unidad de alta presión, de lo contrario se
deben emplear las bombas de lodo con el
mayor diámetro de camisa posible. Esto,
con la finalidad de alcanzar el mayor gasto
de bombeo.
La ecuación 1.3 considera condiciones
estáticas, lo cual es una buena
aproximación para definir el equipo por
emplear. Si se desea calcular la diferencial
máxima de presión en condiciones
dinámicas, considerando las pérdidas de
presión en el sistema, puede referirse al
Apéndice 2.
e. Ingeniería de fluidos
Como se comentó anteriormente, los fluidos
que realizan el lavado de un pozo, es decir
el desprendimiento y acarreo de los sólidos,
son los baches lavadores y viscosos. Por
tanto, se analizaron los modelos reológicos
que caracterizan el comportamiento de
éstos y se encontró lo siguiente: los baches
lavadores se comportan como fluidos
Fluido lavador
Fluido espaciador (agua o diesel)
Fluido de terminación
Fluido viscoso
Fluido de perforación
( ) 150
5067
.
0 2
1
2
2 ∗
−
= d
d
Vol (1.1)
85
.
37
∗
= q
Vol (1.2)
(1.3)
( )
10
fs
fp
vert
prof
p
ρ
ρ −
∗
=
∆
tbl
p
p
Si ≥
∆ UAP
tbl
p
p
Si ≤
∆ BL
Figura 3.Tipo y posición recomendada de baches.

5. Lavado de Pozos
Gerencia de Ingeniería 5
newtonianos; por otra, parte los baches
viscosos se comportan como fluidos no-
newtonianos, siguiendo el modelo de ley de
potencias.
Baches lavadores
Considerando lo anterior, el esfuerzo de
corte en los baches lavadores es
directamente proporcional a la velocidad de
corte; por tanto, la viscosidad es constante.
Es conocido que el desplazamiento más
eficiente es cuando el flujo alcanza el
régimen turbulento; esto es debido a que la
energía del fluido remueve más fácilmente
los sólidos adheridos en las paredes del
revestimiento. Por lo tanto, un buen criterio
es predecir las condiciones en las cuales
inicia el fenómeno de turbulencia.
Para obtener el tipo de flujo que se presenta
en las diferentes secciones del sistema, es
necesario conocer el número de Reynolds.
Es sabido que para alcanzar un régimen
turbulento en este tipo de fluidos, se
requiere alcanzar el número de Reynolds
mayor a 2100; en otras palabras, éste sería
el número de Reynolds crítico.
Una vez conocido el número de Reynolds
que se requiere obtener (2100), la
geometría de flujo y las propiedades del
fluido lavador, se calcula la velocidad
mínima para alcanzar las condiciones de
turbulencia. Posteriormente se puede
determinar el gasto mínimo requerido
durante la operación de desplazamiento del
fluido lavador.
Para saber si se está llevando a cabo una
operación adecuada de desplazamiento, se
calcula la eficiencia de transporte de los
sólidos en el sistema, la cual es función de
la velocidad de deslizamiento de la partícula
y de la velocidad del fluido. Ver Figura 4.
La velocidad de deslizamiento es función de
las características de los sólidos a
transportar y del fluido lavador. En este
proceso se presentan diferentes partículas,
El fluido lavador representado por el modelo
Newtoniano es definido matemáticamente como
sigue:
γ
µ
τ
=
corte
de
Esfuerzo
=
τ
corte
de
Velocidad
=
γ
Viscosidad
=
µ
Determinación del gasto adecuado de lavado.
2100
Re
≥
N Flujo Turbulento
2100
Re
≤
N Flujo Laminar
( )
1
2
Re
7
.
318
,
6 d
d
N
v
−
=
ρ
µ
( )
2
1
2
2
min 448
.
2 d
d
v
q −
=
(1.4)
(1.5)
( )
µ
ρ
ρ 2
1152 p
s
sl
d
v
−
=
fl
sl
T
v
v
F −
=1
(1.6)
(1.7)
Figura 4. Comportamiento de líneas de flujo
sobre la partícula.

6. Guías de Diseño
6 Gerencia de Ingeniería
como barita, sedimentos, contaminantes,
etc. La barita es una de las partículas más
pesadas en el proceso, por lo cual este
análisis dará un buen resultado si se
considera la barita como el sólido a evaluar.
El rango API de la barita varía de 25 a 75
micrones, por lo que se considerará el
máximo tamaño para este cálculo (75
micrones = 0.003 pulgadas).
Baches viscosos
A diferencia de los fluidos lavadores, los
baches viscosos se comportan como fluidos
no-newtonianos, los cuales se ajustan al
modelo de la Ley de potencias. El Apéndice
3 presenta la caracterización de estos
fluidos.
El modelo de la Ley de potencias requiere
dos parámetros para su caracterización: el
índice de comportamiento y el índice de
consistencia. El primero es considerado
como una medida del grado de desviación
de un fluido con comportamiento
newtoniano; con un valor de uno, el fluido
se comportará como un fluido Newtoniano.
Por otra parte, el segundo parámetro es
indicativo del grado de bombealidad o
espesamiento del fluido. Estos índices se
obtienen empleando las lecturas del
viscosímetro rotacional “Fann-35”
En el modelo de la Ley de potencias se
requiere calcular la viscosidad aparente
para obtener el número de Reynolds. Ésta
es función de los índices que caracterizan el
fluido, así como de la geometría y la
velocidad de flujo.
Para alcanzar condiciones de turbulencia, el
número de Reynolds tiene que ser mayor
que el número de Reynolds crítico, este
último es función del índice de
comportamiento de flujo.
El flujo más apropiado de los baches
viscosos es el turbulento. Esto se puede
visualizar analizando la ecuación de
eficiencia de transporte. La condición para
alcanzar este escenario es teniendo un
número de Reynolds mayor al crítico; por
tanto, después de obtener el índice de
Determinación del gasto
adecuado de lavado
Determinar el índice de comportamiento de
flujo:








=
300
600
log
322
.
3
θ
θ
n
Obtener el Índice de consistencia:
n
K
511
510 300
θ
=
Calcular el número de Reynolds crítico:
( )n
N c 1370
3470
Re −
=
c
N
N Re
Re ≤
c
N
N Re
Re ≥
Flujo Laminar
Flujo Turbulento
Obtener la velocidad crítica:
( )
a
c
d
d
v
N
µ
ρ 1
2
Re
7
.
318
,
6 −
=
( )( )
( )
n
n
n
a
n
v
d
d
K












+
−
= −
−
0208
.
0
1
2
144 1
1
1
2
µ
( )
n
n
c
c
d
d
n
K
N
v
−


























−
+
=
2
1
1
2
Re
0208
.
0
1
2
893
,
909 ρ
Determinar el gasto mínimo de bombeo:
( )
2
1
2
2
min 448
.
2 d
d
v
q c −
=
(1.8)
(1.9)
(1.10)
(1.11)
(1.12)
(1.13)
(1.14)

7. Lavado de Pozos
Gerencia de Ingeniería 7
comportamiento es posible conocer el
número de Reynolds crítico.
Una vez que se conoce el número de
Reynolds crítico, tenemos dos ecuaciones
con dos incógnitas, resolviendo estas
simultáneamente se puede calcular la
velocidad crítica, la cual sería la mínima
requerida para alcanzar el régimen
turbulento.
El procedimiento para determinar el gasto
adecuado de lavado es el siguiente:
1. Determinar el índice de comportamiento
de flujo. ( n )
2. Calcular el índice de consistencia. ( K )
3. Obtener el número de Reynolds. ( c
NRe )
4. Determinar la velocidad crítica. ( c
v )
5. Estimar el gasto mínimo adecuado de
bombeo. ( min
q )
Debido a la alta viscosidad de los baches,
es difícil alcanzar condiciones de
turbulencia, por lo que se tienen que
modificar las viscosidades a niveles donde
se presente la mejor eficiencia de
transporte.
Como se comentó anteriormente, la
eficiencia de transporte depende de la
velocidad de deslizamiento de la partícula.
En este caso se aplicarán las ecuaciones
para fluidos de la Ley de potencias,
representadas por las ecuaciones 1.15 y
1.16.
Como se ilustra en el análisis de la Figura 5,
que muestra el gasto mínimo para alcanzar
las condiciones de turbulencia, los fluidos
Figura 5. Gasto mínimo para alcanzar condiciones de turbulencia.
Determinación de la
eficiencia de transporte
( )
ρ
ρ
µ
−
= s
a
p
sl
d
v
2
692
( )( )
( )
n
n
n
a
n
v
d
d
K












+
−
= −
−
0208
.
0
1
2
144 1
1
1
2
µ
fl
sl
T
v
v
F −
= 1
(1.15)
(1.16)
(1.17)

8. Guías de Diseño
8 Gerencia de Ingeniería
con viscosidades de 50 segundos Marsh,
fluyendo en condiciones de turbulencia,
alcanzan una capacidad de transporte
similar a un fluido de viscosidad de 250
segundos en régimen laminar. Por tanto, en
la mayoría de los casos es más conveniente
emplear un bache agua polímero
(económico) de baja viscosidad en lugar de
un bache de composición compleja
(costoso) muy viscoso.
f. Nivel de turbidez
La turbidez de un fluido es una medida de la
luz dispersada por las partículas
suspendidas en el fluido, y es medida con
un nefelómetro.
Un fluido limpio ha sido definido como el
que no contiene partículas de diámetro
mayor a dos micras y da un valor de
turbidez no mayor a 30 NTU. Por lo tanto,
se deberá filtrar únicamente hasta que se
alcance un valor de 30 NTU.
Se recomienda realizar una gráfica de
valores de filtrado con respecto al tiempo.
Siguiendo esta simple guía, se podrá
obtener un eficiente lavado de pozo a un
bajo costo.
El Apéndice 4 muestra una guía rápida de
cálculo para el lavado de pozo. Este formato
indica de manera sencilla el procedimiento
para obtener los parámetros necesarios
para una operación adecuada de lavado.
Tiempo (min)
Tiempo (min)
Tiempo (min)
Tiempo (min)
NTU
NTU
NTU
NTU
Figura 6. Tiempo vs NTU.

9. Apéndice 1
Gerencia de Ingeniería 9
Apéndice 1.
Nomenclatura
=
P
d Diámetro de la partícula (pg)
=
1
d Diámetro externo de la T.P. (pg)
=
2
d Diámetro interno de la T.R. (pg)
=
T
F Factor de transporte (%)
=
K Índice de consistencia (eq cp)
=
n Índice de comportamiento de flujo
=
N Velocidad del rotor Fann
=
Re
N Número de Reynolds
=
c
NRe Número de Reynolds crítico
=
tbl
p Presión de trabajo de la bomba
(kg/cm
2
)
=
vert
prof Profundidad vertical de la sarta (m)
=
q Gasto de bombeo (gal/min)
=
v Velocidad media de flujo (pies/seg)
=
c
v Velocidad crítica de flujo (pies/seg)
=
fl
v Velocidad de los baches (pies/seg)
=
Vol Volumen de los baches (lt)
=
sl
v Velocidad de deslizamiento
(pies/seg)
=
ρ Densidad de los baches (gr/cc)
=
fl
ρ Densidad del fluido lavador (gr/cc)
=
fs
ρ Densidad del fluido separador
(gr/cc)
=
fp
ρ Densidad del fluido de perforación
(gr/cc)
=
s
ρ Densidad de la partícula (gr/cc)
=
∆p Diferencial de presión (kg/cm2)
=
N
θ Lectura del viscosímetro Fann a
velocidad N
=
300
θ Lectura del viscosímetro Fann a 300
=
600
θ Lectura del viscosímetro Fann a 600
=
a
µ Viscosidad aparente (cp)
=
µ Viscosidad (cp)

10. Apéndice 2
10 Gerencia de Ingeniería
Apéndice 2.
Presión diferencial dinámica
Cuando la densidad del lodo es mayor que la del fluido de terminación, la
presión diferencial máxima se presenta cuando la interfase se encuentra
en el fondo del pozo.
La presión en 1
P es igual a: lodo
fric
lodo
hy P
P
P −
− +
=
1
La presión en 2
P es igual a: bba
fluido
fric
fluido
hy P
P
P
P +
−
= −
−
2
Sabemos que: 2
1 P
P =
Igualando y resolviendo las ecuaciones previas para la presión de
bombeo tenemos:
fluido
fric
fluidoo
hy
lodo
fric
lodo
hy
bba P
P
P
P
P −
−
−
− +
−
+
=
fluido
fric
lodo
fric
bba P
P
p
P −
− +
+
∆
=
2
P
1
P 2
P
1
P 2
P
2
P
1
P
1
P

11. Apéndice 3
Gerencia de Ingeniería 11
Apéndice 3.
Caracterización de los baches viscosos
Se tomaron las lecturas en el viscosímetro Fann de tres baches con tres diferentes viscosidades
y los datos se graficaron en coordenadas rectangulares y logarítmicas. El comportamiento que
exhibieron fue claramente el de un modelo de la Ley de potencias

12. Apéndice 4
12 Gerencia de Ingeniería
Apéndice 4.
Guía rápida de cálculo
1. Datos del pozo.
Profundidad interior vertical
Profundidad interior desarrollada
Diámetro externo de las tuberías de la sarta de lavado
d1.1. = Profundidad vertical de la sarta de lavado =
d1.2. =
d1.3. =
Diámetro interno de las TR’s expuestas al fluido de terminación.
d1.1. =
d1.2. =
d1.3. =
Datos del fluido de perforación.
Tipo =
fp
ρ =
2. Datos del bache separador.
Tipo =
fs
ρ =
µ =
3. Datos del bache lavador.
Tipo =
ρ =
µ =
4. Datos del bache viscoso.
L600 =
L300 =
Velocidad Marsh =
5. Datos de las bombas de lodo.
Máxima presión de trabajo =
Máximo gasto =
6. Cálculo de volúmenes de los baches.
Estos se calculan en el espacio anular más amplio.
Bache separador.
Bache lavador.
Bache viscoso.
7. Cálculo de la presión diferencial estática.
( ) 500
5067
.
0 2
1
2
2 ∗
−
= d
d
Vol
( ) 150
5067
.
0 2
1
2
2 ∗
−
= d
d
Vol
85
.
37
∗
= q
Vol
( )
10
fs
fp
vert
prof
p
ρ
ρ −
∗
=
∆

13. Apéndice 4
Gerencia de Ingeniería 13
8. Gasto mínimo de bombeo considerando turbulencia del bache lavador y eficiencia
de transporte.
9. Gasto mínimo de bombeo considerando turbulencia del bache lavador y eficiencia
de transporte.
Nota: En caso de requerir un gasto de bombeo sumamente elevado, disminuir la viscosidad del
bache hasta alcanzar un gasto razonable. Si esto es aún elevado, realizar el desplazamiento con el
mayor gasto posible.
( )
1
2
7
.
318
,
6
2100
d
d
v
−
=
ρ
µ
( )
2
1
2
2
min 448
.
2 d
d
v
q −
=
( )
µ
ρ
ρ 2
1152 p
s
sl
d
v
−
=
fl
sl
T
v
v
F −
=1








=
300
600
log
322
.
3
θ
θ
n
n
K
511
510 300
θ
=
( )n
N c 1370
3470
Re −
=
( )
n
n
c
c
d
d
n
K
N
v
−


























−
+
=
2
1
1
2
Re
0208
.
0
1
2
893
,
909 ρ
( )
2
1
2
2
min 448
.
2 d
d
v
q c −
=
( )( )
( )
n
n
n
a
n
v
d
d
K












+
−
= −
−
0208
.
0
1
2
144 1
1
1
2
µ
( )
ρ
ρ
µ
−
= s
a
p
sl
d
v
2
692
fl
sl
T
v
v
F −
=1