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1. CONTAMINACIÓN DEL LODO DE PERFORACIÓN
Un contaminante es cualquier tipo de material (sólido, líquido o gas) que tiene un efecto
perjudicial sobre las características físicas o químicas de un fluido de perforación. Lo que en
un tipo de fluido de perforación constituye un contaminante, en otro no será necesariamente
un contaminante. Los sólidos reactivos de baja densidad son contaminantes comunes en todos
los fluidos de perforación. Estos sólidos se componen de sólidos perforados que se han
incorporado dentro del sistema o que resultan del tratamiento excesivo con arcillas
comerciales. Desde el punto de vista económico, los sólidos perforados y los problemas
relacionados con su control tienen un mayor impacto sobre el costo del lodo que los otros
tipos de contaminación.
Los contaminantes alteran los fluidos de perforación como los cambios de las propiedades
físicas del lodo, tales como el aumento de la reología y del filtrado debido a la floculación,
son similares con cualquier contaminante químico que esté presente, dichos cambios de las
propiedades físicas sólo indican que existe algún contaminante. Será necesario realizar un
análisis de los cambios de las propiedades químicas para identificar al contaminante. Por lo
tanto, describiremos detalladamente las fuentes, los efectos y las opciones de tratamiento de
cada contaminante químico.
Durante las operaciones de perforación se pueden adicionar al lodo de una forma directa o
de las formaciones atravesadas materiales que pueden contaminarlo causando cambios no
deseados en las propiedades físico-químicas del mismo.
En algunos casos, los componentes del lodo pueden transformarse en contaminantes. Un
ejemplo es la disminución de tasas de penetración por el incremento de sólidos producto de
existencia de cortes de perforación no removidos. Bentonita agregada en exceso y alto
contenido de Barita en el sistema.
Sin embargo, los contaminantes que más afectan las propiedades de los fluidos, son aquellos
que requieren de tratamiento químico para ser removidos. El tratamiento debe contrarrestar
al contaminante y sus efectos.

2. Existen contaminantes que se pueden predecir y por ende puede ser pretratado el fluido para
evitar que los mismos causen problemas. Entre estos contaminantes están: el cemento el agua
contaminad, sal, sulfuro de hidrogeno y dióxido de carbono.
En lodos base agua, el agua es el ingrediente de control de todos los sistemas, ya que disuelve,
suspende y rodea todos los otros ingredientes que constituyen el sistema. Por lo tanto, al saber
el comportamiento químico de una sustancia con el agua, se podrá también saber cuál será la
reacción de ella con el fluido de perforación.
Es oportuno recordar que los compuestos son moléculas formadas de un átomo o grupo de
ellos. Al disolverse los electrolitos en agua, se subdividen en unidades más pequeñas
cargadas eléctricamente llamadas iones que pueden ser un elemento o una combinación de
elementos.
Algunos elementos son: Na (sodio), O (oxigeno), H (hidrogeno), C (carbono). Estos al
disociarse en agua se transforman en: Na++, CL-, OH-.

3. CONTAMINANTES DE LOS LODOS DE PERFORACIÓN
SALES
Cuando perforamos una formación salina con lodo base agua, rápidamente se disuelve
suficiente sal de la formación hasta llegar a la saturación total. La sal soluble entra a formar
parte de la fase agua del lodo resultando en un espesamiento del fluído de perforación e
incrementando la pérdida de filtrado.
Esto produce un efecto indeseable, por la floculación de las arcillas y por la interacción entre
la sal disuelta y las arcillas en el fluído de perforación. El tratamiento para esta contaminación
depende de la cantidad de sal que se esté perforando. La operación de perforación puede ser
interrumpida
Al encontrar una formación salina, ésto solamente será necesario para tratar el espesamiento
del lodo causado por la sal, floculando las arcillas en el sistema de agua. Si la operación de
perforación se continua, puede ser necesario convertir a un sistema saturado de sal.
Cloruro de sodio ( NaCl ): Es encontrado en domos salinos, formaciones salinas, flujos de
agua salada. La sal es soluble en agua, cerca de 310 kg/m3 (109 lpb) son necesarios para
saturar agua a 20 °C (68 °F). En un sistema de agua, la sal causa un incremento de la
viscosidad Funnel, Vp, Yp, esfuerzo de geles y pérdida de filtrado. El ión cloro del filtrado
podría incrementarse y el pH puede disminuir junto con el valor de Pf.

4. Otras evaporitas que causan contaminación: Cloruro de Magnesio (MgCl2), cloruro de
calcio (CaCl2) y sulfato de magnesio son usualmente encontrados en varias concentraciones
en aguas de formación, aguas de mar y rocas saladas. La contaminación de un fluído de
perforación con agua de formación puede resultar no solo en contaminación con cloruros,
sino tambien calcio y magnesio. La contaminación con magnesio causa los mismos efectos
que el calcio y puede ser tradado por el mismo método. De otro lado, el magnesio puede ser
precipitado de la solución como hidróxido de magnesio con un pH cerca de 10.
Formaciones de Sulfato de Calcio: El sulfato de calcio se encuentra naturalmente como
anhidrita (CaSO4). Este se establece en pequeñas secciones, en hileras, atrapado en el
sedimento como una formación salina y algunas veces como la capa de roca de un domo
salino. El sulfato de calcio es particularmente soluble en agua y el ión Ca+2 podría de esta
manera causar floculación y agregación del agua del lodo, resultando inicialmente un
aumento de la viscosidad Funnel, Vp, Yp, esfuerzo de geles y pérdida de filtrado. La
remoción del ión calcio del agua se realiza mediante la adición de carbonato de sodio (Soda
Ash).
GASES
Dióxido de carbono (CO2) y sulfuro de hidrógeno (H2S) están frecuentemente constituyendo
el gas natural. Ambos forman una solución ácida en el agua, la cual causa floculación en las
arcillas. Formaciones que contengan H2S y CO2 pueden ser perforadas fácilmente con
fluidos base agua siempre que la presión de formación sea contenida por una presión
hidrostática mayor que la presión de poro. Tratando afuera los gases ácidos y deteniendo su
afluencia dentro del pozo puede ser igualmente importante. Aún fluidos de alta densidad
contaminados con CO2 pueden ser controlados satisfactoriamente proporcionando fluídos
que contengan bajas concentraciones de bentonita y sólidos de perforación reactivos.
Problemas Causados
• Aumenta la corrosión.
• Aumenta la viscosidad.

5. • Reduce la densidad.
• Cambia el pH.
• Cambia la alcalinidad del carbonato/Bicarbonato
SOLIDOS
Quizás el peor contaminante de unos fluidos son los sólidos producidos durante la
perforación de un pozo. Estos sólidos afectan las propiedades reológicas y la velocidad de
penetración, ademas contribuye al desgaste de las tuberías y equipos de perforación, y
ademas causan daño a las formaciones productivas afectando el costo del pozo. la
concentración de sólidos perforados se puede reducir por dilatación, floculación selectiva o
por medio de equipos de remoción mecánica.
la contaminación con sólidos no tiene efecto sobre las propiedades químicas del lodo, pero
sin embargo, proporciona signos iniciales como cambio de la densidad del lodo, viscosidad
plastica, resistencia del gel, punto cedente, aumento del MBT.
ROP más lentas y problemas de perforación que generan:
• Incremento en costos diarios.
• Dilución aumentada y recargos por tratamiento del lodo.
• Costos más altos de transporte, almacenamiento y desecho.
• Exposición mayor de hueco abierto - mayor probabilidad de problemas con lutitas
que se inestabilizan con el tiempo.
• Más corrida de broca.
• Retraso para comenzar la producción.
• Producción reducida.

6. CONTROL DE SÓLIDOS
La remoción de sólidos es uno de los más importantes aspectos del control del sistema de
lodo, ya que tiene un impacto directo sobre la eficacia de la perforación. El dinero invertido
en el control de sólidos y la solución de problemas relacionados con los sólidos perforados
representa una porción importante de los costos globales de perforación. El control de sólidos
es un problema constante – cada día, en cada pozo.
El control de sólidos se logra usando uno o varios de los métodos básicos de separación de
sólidos:
• Sedimentación.
• Zaranda.
• Hidrociclones.
• Bombas Centrífugas
ZARANDA
La zaranda fue el primer elemento usado para la separación de los sólidos del lodo y aun se
sigue utilizando para aquellos de mayor tamaño. Es el primer paso que debe cumplir el lodo
cuando sale del pozo. Básicamente consiste en un tamiz al que se imprime un movimiento
vibratorio de modo que el líquido filtre hacia abajo y los sólidos retenidos sobre el tamiz sean
desplazados hasta arrojarlos al depósito de desechos.

7. HIDROCICLONES
Los hidrociclones se utilizan para separar los sólidos más pequeños que los retenidos por la
zaranda vibratoria y utilizan la acción de la fuerza centrífuga.
El lodo es introducido a presión y tangencialmente en un cono, de tal forma de crear un
movimiento rotacional; esto permite que las partículas sólidas sean desplazadas hacia la
pared interior del cono, donde se irán moviendo hacia su parte inferior para finalmente ser
expulsadas al exterior. El líquido mientras tanto es impulsado hacia arriba por donde
descarga. equeña parte de líquido siempre abandona el cono por la parte inferior junto con
los sólidos, pero debe tratarse que sea la menor cantidad posible. El orificio de descarga
inferior es cambiable, lo que permite regular en cierta medida la cantidad de sólidos
eliminados.

8. CENTRIFUGA DE DECANTACION
La centrifuga decantadora de sólidos consiste en una carcasa exterior que rota a gran
velocidad, alli se introduce el lodo a través de aberturas de alimentación Por fuerza centrífuga
los sólidos son desplazados hacia la pared interior de la carcasa y llevados al extremo de
menor diámetro donde descargan por los orificios allí ubicados, en tanto que el líquido y las
partículas más finas decantan por los orificios localizados en el extremo de mayor diámetro.
Estos orificios son calibrados y variando su diámetro es posible regular el caudal de
alimentación y consecuentemente el tiempo de permanencia del lodo dentro de la centrifuga
y por lo tanto el volumen de sólidos decantados.
Las centrifugas pueden usarse tanto en el caso de lodos livianos, para recuperar el líquido,
eliminando los sólidos incorporados al perforar, como en los lodos pesados para recuperar
los sólidos valiosos como la baritina. Cuando se usa para eliminar los sólidos indeseables
provenientes del terreno debe tenerse presente que también se eliminaran los sólidos
agregados si son de tamaño similar.
Minimizar la Contaminación
Identificar la Fuente
Para minimizar la contaminación es necesario identificar las fuentes de
contaminación relacionadas con los fluidos de perforación en el pozo. Las descargas al
aire y al agua están generalmente clasificadas en tres categorías:

9. • Fuente puntual. Una fuente de contaminación descargada al medio ambiente a través de un
punto definido. Un ejemplo de fuente puntual de contaminación del aire puede ser el tubo de
escape de un motor diésel en servicio estacionario.
Un ejemplo de fuente puntual para el agua puede ser los recortes descargados al océano por
una tubería. En general estos tipos de descargas tienen algún tipo de dispositivo de control
instalado en el punto de descarga para tratar o reunir los desechos.
•Fuente no puntual (emisiones fugaces). Una fuente de contaminación no descargada al
medio ambiente a través de un punto definido. Un ejemplo de fuente no puntual para el aire
puede ser los vapores generados en las zarandas y sobre el sistema de lodo de superficie. 108
Un ejemplo de fuente no puntual para el agua puede ser el agua de lluvia que discurre por un
terreno. En general, estos tipos de descargas no pueden tener ningún dispositivo de control
instalado en el punto de descarga para tratar o reunir los desechos.
• Fuentes móviles. Una fuente puntual de contaminación que no es estacionaria. Un ejemplo
para el aire podría ser el tubo de escape de un automóvil o camión. Un ejemplo para el agua
sería una bomba de sentina en un barco. En general, estos tipos de descargas pueden tener
algún tipo de dispositivo de control instalado en el punto de descarga para tratar o reunir los
desechos.
Identificar el Contaminante
El segundo paso para minimizar la contaminación es identificar los materiales que pueden
tener un impacto negativo sobre el medio ambiente. El nivel de impacto que una descarga
puede tener sobre el medio ambiente depende de los tipos de materiales contenidos en los
desechos y del ambiente donde son descargados. Por ejemplo, altos niveles de cloruro de
sodio en los fluidos de perforación tendrán un impacto muy pequeño si son descargados al
océano, ya que éste tiene niveles de sal naturalmente elevados. La descarga del mismo fluido
de perforación en una corriente de agua dulce o en un terreno agrícola tendría un impacto
mucho más significativo, porque la fauna y la flora no están acostumbradas a los ambientes
de agua salada.

10. Los elementos básicos que pueden causar daños al medio ambiente, dependiendo del
ambiente de descarga son:
- Los metales pesados de productos y formaciones subterráneas tienden a reaccionar con los
sólidos perforados y las arcillas, y sólo son ligeramente móviles en el medio ambiente. Son
metales tóxicos considerados como potencialmente peligrosos. Éstos incluyen el mercurio,
cadmio, cromo, plomo, bario soluble y otros.
Estos metales no se biodegradarán y pueden causar problemas por muchos años. Por
ejemplo, los metales pesados pueden bioacumularse y ser transmitidos a través de la cadena
alimenticia, causando problemas de salud tales como defectos de nacimiento. 109
Los compuestos de salpueden inhibir el crecimiento de las plantas al perturbar su capacidad
de absorber agua. Una concentración más alta de sal en el agua dulce puede ser tóxica para
los peces y otros organismos acuáticos, y para las plantas. Los compuestos de sal son
generalmente solubles en agua, lo cual aumenta su movilidad, extendiendo el área de impacto
potencial sobre el medio ambiente. –
Los desechos orgánicos suelen ser extremadamente dañinos para el medio ambiente. Los
tipos de desechos pueden ser tan simples como desechos de seres humanos/animales, los
cuales aumentan la demanda de oxígeno en las corrientes y los ríos, y transmiten
enfermedades, o tan complejos como desechos industriales, tales como los hidrocarburos de
petróleo. Los desechos orgánicos pueden bioacumularse, causando efectos tóxicos sobre la
cadena alimenticia. Estas sustancias son muy móviles y pueden viajar por el aire y el agua,
lo cual aumenta su área de impacto.
Los ácidos o las bases pueden alterar el pH y matar animales y plantas; la variación excesiva
del pH causado por desechos de perforación que no han sido eliminados correctamente, ya
sean líquidos o sólidos, perturbarán inmediatamente el ecosistema.
Los Sólidos Suspendidos Totales pueden dañar las masas superficiales de agua adyacentes,
reduciendo la cantidad y calidad de luz disponible que es necesaria para el crecimiento de las
plantas. La mayor cantidad de sólidos suspendidos contiene componentes orgánicos que, al
degradarse, reducen el oxígeno en las aguas adyacentes.

11. La toxicidad se usa para determinar los efectos combinados de la contaminación sobre los
organismos de prueba y su monitoreo es requerido por muchos reglamentos.
La radioactividad es una preocupación más reciente en el ambiente del campo petrolífero.
El Material Radioactivo de Origen Natural es la fuente de radioactividad que constituye un
motivo de preocupación. En general, este material radioactivo se relaciona con las
operaciones de producción y no constituye un factor significativo en las operaciones de
perforación.
REGLAMENTOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE
Los reglamentos sobre el medio ambiente tienen un impacto sobre los productos de fluidos
de perforación y los sistemas de fluidos, ya sea directamente a través de las restricciones, o
indirectamente a través de controles como los requisitos económicos. Los productos son
sometidos a pruebas durante las etapas de desarrollo y fabricación, antes de ser emitidos al
mercado.
Los sistemas de fluidos de perforación son complejos y los reglamentos se refieren al sistema
en su totalidad y no a sus partes. Los componentes químicos son sometidos a pruebas
individuales para determinar los impactos sobre el medio ambiente y la salud. Los
reglamentos relacionados con los productos y sistemas de fluidos están divididos en
programas costa fuera y programas en tierra.
Tixotropía en fluidos de perforación
La característica de un fluido, tal como el lodo de perforación, de formar una estructura
gelificada con el tiempo cuando no está sujeto a cizalladura y luego fluidificarse cuando es
agitado. La viscosidad del fluido tixotrópico cambia con el tiempo a una velocidad de corte
constante hasta alcanzar el equilibrio. La mayoría de los lodos de perforación presentan
tixotropía, que es necesaria para una perforación rápida y una elevación eficiente de los
recortes de perforación y para soportar el material densificante cuando el flujo del lodo se

12. detiene. La resistencia de gel medida en varios intervalos de tiempo indica la tixotropía
relativa de un lodo. A veces es deseable que la tixotropía proporcione resistencia al flujo,
como para evitar o reducir las pérdidas o el flujo hacia una formación débil.
Si el barro no tiene la suficiente capacidad de suspensión las partículas caerán al fondo y
entorpecerán labores, como el cambio de broca, o Labores de pesca. -Las propiedades
tixotrópicas del lodo deben permitir esta suspensión cuando se interrumpe la circulación, y
cuando se reinicia la circulación para su depósito en superficie y remoción por el equipo de
control de sólidos.
-Las partículas sólidas pueden ser:
•Ripios de perforación. •Material densificante.
•Aditivos del fluido de perforación.
-La rata de asentamiento de los ripios dependerá de:
•Densidad del barro. •Densidad de las partículas.
•Tamaño de las partículas.
•Viscosidad del barro.
•Resistencia de gel del barro.
• Sedimentación de ripios durante condiciones estáticas causan puentes y rellenos.
(Atascamiento de tubería o pérdida de circulación)
• Asentamiento (material densificante) causan grandes variaciones en la densidad del lodo.
- En Pozos desviados u horizontales asentamiento se da bajo condiciones dinámicas y bajas
velocidades en el anular.
• Altas concentraciones de sólidos de perforación afectan la ROP y la eficiencia de
perforación:
• Aumentan peso y viscosidad del lodo

13. • Aumentan costos y necesidad de dilución
•Aumenta potencia de la bomba
•Aumenta espesor de la costra
•Aumenta torque y arrastre
•Aumenta probabilidad de pega diferencial
• Mantener un equilibrio entre capacidad de suspensión y remoción de ripios.
• Capacidad de suspensión: Fluido con alta viscosidad que disminuye su viscosidad con el
esfuerzo de corte con propiedades tixotrópicas
• Remoción de ripios: Más eficaz con Fluidos con baja viscosidad.