Este documento describe el sistema de circulación de fluidos de perforación. Explica las funciones del fluido de perforación, los tipos básicos, y los procesos de preparación y tratamiento. También describe los componentes del sistema circulante como las bombas de lodo, y los equipos para controlar sólidos y acondicionar el lodo. Finalmente, presenta ejercicios de cálculo de volúmenes y presiones hidrostáticas.

1. Programa de Entrenamiento
Acelerado para Supervisores
Circulation System
IPM 1
SISTEMA CIRCULANTE
DE FLUIDOS

2. Circulation System
IPM 2
El Fluido de Perforación
El fluido de perforación es una mezcla de varios componentes:
Funciones Básicas del Fluido de Perforación:
1. Suministrar potencia hidráulica a la barrena para perforar
2. Transporte de recortes de roca hacia afuera del pozo
3. Soportar las paredes del hoyo perforado
4. Prevenir la entrada de fluidos de la formación hacia el hoyo perforado
5. Enfriar y lubricar la barrena y la sarta de perforación
Tres Tipos Básicos de Fluidos son:
1. Fluidos de Perforación con Base Agua
2. Fluidos de Perforación con Base de Aceite
3. Fluidos de Perforación con Aire o Gas

3. Circulation System
IPM 3
Preparación y Tratamiento del Fluido
Las cuatro rutinas principales con el sistema de fluidos son:
1. Preparación Inicial
2. Densificación (incremento del peso o densidad del lodo)
3. Dilución (Reducción del peso o densidad del lodo)
4. Tratamiento / acondicionamiento (cambios en la química del lodo)
Embudo de Mezcla
con chorro de lodo
Un dispositivo en forma de embudo se
emplea para agregar en forma rápida
materiales sólidos al lodo utilizando
el principio del vacío creado por el flujo
estrangulado (tubo venturi / principio
de Joule)

4. Pruebas de Campo para el Fluido de Perforación
Las dos propiedades principales que son continuamente controladas son:
Circulation System
IPM 4
Peso del lodo
medido con la Balanza de Lodos:
y
Viscosidad
Empleando un embudo de Marsh

5. Circulation System
IPM 5
Sistema Circulante del lodo
Componentes:
1. Tanques o Presas de Succión
2. Línea de Succión
3. Bombas de Lodo
4. Línea de Descarga de la Bomba
5. Línea de Conducción a la torre
6. Manguera Rotaria
7. Sarta de Perforación
8. Espacio Anular hoyo - Sarta
9. Línea de Retorno (L.de flujo o de flote)
10. Tanques o presas de asentamiento
11. Area para el acondicionamiento del lodo

6. Circulation System
IPM 6
Bomba de Lodos – Tipo Triplex
La bomba de lodos se considera EL CORAZÓN del Sistema Circulante

7. Circulation System
IPM 7
Bomba Triplex – Componentes

8. Múltiple de Flujo para Succión y Descarga – B. Triplex
Circulation System
IPM 8

9. Amortiguador de Pulsaciones en la Descarga – B. Triplex
Absorbe los golpes de presión en la
descarga de la bomba debido al pistoneo
Permite así una entrega volumétrica suave
A la vez que disminuye las vibraciones
Va instalado cerca o sobre la descarga
La cámara de amortiguación se pre-carga
con Nirrógeno contenido en una vegiga
o diafragma deneopreno
Circulation System
IPM 9

10. Bomba de Pre-carga o de Alimentación – B. Triplex
Circulation System
IPM 10
Características:
•Suministra el fluido de perforación
para la bomba de pistones en forma
continua
•Se instala en la línea de succión de
la bomba de lodos para succionar
directamente de la presa y alimentar la
succión de la bomba de pistones
•Es una bomba tipo Centrífuga.
•Operada con motor diesel o, más
comunmente, con motor eléctrico

11. Circulation System
IPM 11
Módulo de Bombeo – Bomba Triplex

12. Circulation System
IPM 12
Camisas y Pistones – Bomba Triplex
Lado de Bombeo
Lado de Potencia

13. Camisas y Pistones – Bomba Triplex
Circulation System
IPM 13
Dimensiones consideradas:
•Longitud de la Carrera y Diámetro del Pistón
(igual al diámetro de la Camisa)
Volumen teórico entregado por embolada::
•Se calcula de acuerdo con las dimensiones
Volumen Real entregado:
V. Real = Vol. Teórico x Eficiencia Volumétrica.
Ef. Vol. Para bombas triplex es de 97 a 98%

14. Circulation System
IPM 14
Válvulas y Asientos – Bombas Triplex

15. Ejercicio: Cálculo de la entrega volumétrica
Circulation System
IPM 15
Para una bomba Triplex:
Longitud de la carrera (embolada): 12”
Diámetro de la camisa (cabeza del pistón): 6”
Calcular la entrega volumétrica por cada embolada

16. Circulation System
IPM 16
Equipo para Control de Sólidos
Temblorina (Zaranda) Desarenador / Desarcillador
Es el limpiador primario del lodo.
Remueve los ripios de perforación
de mayor tamaño transportados
en el lodo reteniéndolas en mallas
vibratorias
Remueve las partículas más finas
Por fuerza centrífuga cuando se
hace pasar el lodo a través de
Hidrociclones (sistema de conos
interconectados con entrada lateral
de flujo y descarga de sólidos por el
vértice y lodo limpio por el tope

17. Equipo para acondicionamiento del lodo
Circulation System
Desgasificador de Vacío
IPM 17
Remoción de Gas
El gas que ha entrado en el lodo se debe remover porque
1. Reduce la densidad del lodo
2. Reduce la eficiencia volumétrica de la bomba
3. Disminuye la presión hidrostática de la columna de fluido
4. Aumenta el volumen del fluido de perforación
Equipos utilizados para remoción del gas:
Separador de Gas / Lodo

18. Volumen interior de la sarta y Volumen Anular
Espacio Anular - Espacio entre la sarta de perforación y el agujero perforado
Voumen Anular - Volumen de dicho espacio
Circulation System
IPM 18
D
Area (pulg.2) = D x 0.785 2
Volumen en bbl/pie = D
2
1,029.4
Anular
d D Volumen Anular en bbl/ft = D2 d 2
1,029.4

19. Cálculo del volumen total del hueco (pozo)
Todos los voúmenes se dan en barriles.
A = Volumen interior de la TP (capacidad) = L1 x d1/1029.4
B = Volumen interior de los DC (cap.) = L2 x d2 / 1029.4
C = Vol anular alrededor de DC = L2 (D3 – D2 ) /1029.4
D = Vol anular alrededor de la TP = L1 (D3 – D1) /1029.4
Vol total del hueco (pozo) = A + B + C + D (en barriles)
Circulation System
Tubería de
Perforación, TP
Collares de
Perforación, DC
IPM 19
ID de la TP = d1
OD de la TP = D1
Long de la TP = L1
ID de los DC = d2
OD de los DC = D2
Long de los DC = L2
Tamaño (diam.) del hueco = D3
2
2
2
2
2 2

20. Ejercicio: Cálculo de Volumen total del pozo
Tamaño del agujero: 8 ½”
Collares: 6 ½” OD x 2 ¼” ID, 650 pies
Tub de Perf., TP: 5”, 4 ¼” ID
Profundidad del pozo: 8200 pies
Calcular el volumen total del pozo en barriles.
Calcular las emboladas requeridas para dicho volumen
Circulation System
IPM 20

21. Circulation System
IPM 21
Ejercicio: Cálculo del volumen del pozo
Tamaño del agujero: 8 ½”
Collares: 6 ½” ODx2 ¼” ID, 850 pies
Tubería de Perforación: 5”x4 ¼” ID
Profundidad del pozo: 8,400 pies
Zapata del revestidor: 3,000 pies
Detalles del revestidor: 9-5/8”OD, 53.5 lb/pie
Calcular el volumen del pozo en barriles
Calcular las emboladas requeridas para bombear
dicho volumen

22. En cuál de los recipientes es mayor la presión hidrostática?
Circulation System
IPM 22
Presión Hidrostática
La presión hidrostática es la misma en todos los casos
Por Qué?

23. Circulation System
IPM 23
Presión Hidrostática
La presión Hidrostática es función de la altura y de la densidad
Presión Hidrostática en un pozo = 0.052 x TVD x densidad del lodo

24. Circulation System
IPM 24
Presión Hidrostática
6,240 psi 7,800 psi 5,616 psi 6,058 psi

25. Anular
Circulation System
Anular TP = Tubería
IPM 25
Bache de lodo pesado
de Perforación
Lodo Original en el pozo
Bache de lodo pesado - píldora
Bache
TP
Tubería
Vacía
El bache es bombeado para proveer una longitud de tubería seca
al sacarla del hoyo

26. Circulation System
IPM 26
Ejercicio: Cálculo de bache pesado
Tamaño del hoyo: 8 ½”
Collares: 6 ½” ODx2 ¼” ID, 850 pies
Tubería de Perf.: 5”x4 ¼” ID
Profundidad del pozo: 8,400 pies
Zapata del revestidor: 3,000 pies
Detalles del revestidor: 9-5/8”, 53.5 lb/pie
Peso del lodo en el pozo: 10lb/gal
Peso del bache pesado: 12lb/gal
Calcular el volumen de bache pesado requerido
para tener 300 pies de tubería vacía al sacar