programa de preparacion de fluidos de perforacion para pozos geotermicos espero que sea de ayuda atte pedro r marin

1. Composición de Fluidos de Perforación para Pozos
Geotérmicos
R. Marín
Instituto de Ingeniería Petrolera, Ingeniería Petrolera, Facultad de Ingeniería,
Universidad Mayor de San Andrés, P.O. Box 12958, La Paz – Bolivia
rmarin202@hotmail.com
RESUMEN
La perforación de pozos geotérmicos es de vital importancia para proyectos de
energía renovable, después de una extensiva exploración en superficie e
investigaciones realizadas. La perforación es una de las actividades más costosa
en este tipo de proyectos. En la perforación de pozos geotérmicos, el sistema de
circulación del fluido de perforación es parte de los costos totales en la
planificación de la perforación del pozo. Entonces la selección del fluido de
perforación para pozos geotérmicos es importante para su éxito del proyecto y
proveer los mejores resultados en términos de costos y seguridad. Los fluidos de
perforación son utilizados para remover los recortes desde el fondo del pozo hasta
superficie, enfriar - lubricar el trépano más la sarta de perforación y controlar las
presiones de formación durante la perforación. Muchos fluidos son seleccionados
de acuerdo a la presión de los reservorios, temperatura y la técnica de perforación
que se esté utilizando. Los fluidos de perforación para pozos geotérmicos
comúnmente aplicados son: fluido en base agua o llamado también lodo en base
agua, solo agua, lodo aireado, lodo aireado - espumado.
Un problema que se tiene de los fluidos de perforación es el daño que puede
ocasionar a las formaciones productoras. Pero cuando se trata de seleccionar un
fluido de perforación es que este fluido minimice el daño a la formación. Algunos
estudios demuestran que la mitigación de este daño a la formación, se logra
conseguir con un fluido de perforación que contenga polímeros de alto peso
molecular para otorgar viscosidad, agentes que actúan como puentes y se tiene el
carbonato de calcio (CaCO3), polímeros de bajo peso molecular para perdidas de
fluido de perforación.
En este estudio las propiedades de reología y filtración de fluidos de perforación
para pozos geotérmicos se formulan y determinan con diferentes tipos de
polímeros y los componentes como carbonato de calcio y bentonita no tratado. La
formulación que se busca es entonces encontrar la combinación perfecta de los
polímeros y así determinar las mejores propiedades de reología y filtrado en el
fluido de perforación.
1. INTRODUCCION

2. Las propiedades más críticos en la formulación de fluidos de perforación para
pozos geotérmicos con altas temperaturas, después de la densidad, viscosidad,
retorta, son el control del filtrado y la reología. Tres clases de polímeros solubles
en agua son agregados a los fluidos de perforación, de las varias funciones que
tienen estos polímeros dos son los más requeridos: El control del filtrado de la
fase líquida y la reducción de la pérdida de fluido de perforación en las
formaciones. Los polímeros solubles en agua más conocidos son el
Carboximetilcelulosa (carboxylmethilcellulose CMC), Células Poli-aniónicas
(Polyanioniccellulose PAC) y Goma de Xantano (Xhantan Gum conocido como
XCD).
Una vez establecido las propiedades de los fluidos de perforación, esté debería ser
estable bajo condiciones normales de perforación y de temperatura. Sin embargo
las altas temperaturas afectan a las arcillas y los aditivos utilizados, causan una
reducción de estabilidad y altera el comportamiento del filtrado y la reología de
los fluidos de perforación. Para alcanzar este objetivo de estabilidad se debería
perforar el pozo geotérmico con fluidos de perforación libre de arcillas, los cuales
son muy estables bajo condiciones geotérmicas.
Los reservorios geotérmicos son perforados con fluidos de perforación especiales
que contienen polímeros que proporcionan viscosidad, agente puente como el
carbonato de calcio (CaCO3) o cloruro de sodio (NaCl) y aditivos (usualmente
féculas u otro polímero) como un control de perdida de fluido.
El objetivo de este trabajo es determinar la formulación y composición del fluido
de perforación en base agua conteniendo polímeros y aditivos los cuales no tienen
efectos de detrimento al reservorio geotérmico, y también hacer un estudio
comparativo entre los polímeros para así decidir cuál producto entrega mejores
propiedades de reología y filtrado. Para este propósito los polímeros más
utilizados son: Carboximetilcelulosa (HV CMC y LV CMC), Células Poli-
aniónicas (PAC R y PAC L), Goma de Xantano (XCD), Fécula modificado serán
probados con diferentes composiciones de carbonato de calcio y bentonita de
forma separado.
2. METODOS Y MATERIALES
En este estudio, diferentes tipos y cantidades de polímeros, bentonita, y carbonato
de calcio se utilizaron para determinar la composición del mejor fluido de
perforación para pozos geotérmicos.
HV CMC, PAC R y XCD fueron aplicados para incrementar la viscosidad del
fluido de perforación.
LV CMC, PAC L y Fécula modificado se había utilizado para el control de
pérdidas de fluidos en fluidos de perforación.
Asimismo, bentonita no tratada y carbonato de calcio fueron utilizados en estos
experimentos.

3. Mientras CMC y PAC son materiales térmicamente estables por arriba de 149 °C
(300 °F), y las féculas son estables a 121 °C (250 °F).
Las propiedades de reología del fluido de perforación fueron medidas en el
Viscosímetro de Fann y el control de filtrado fueron determinados utilizando el
equipo Filtro Prensa aplicando el método filtrado API., en condiciones de
temperatura de 25 °C ± 1 °C. Se aclara que Los fluidos de perforación se
comportan de acuerdo al modelo de Bingham y que las propiedades de los lodos
de perforación fueron determinadas de acuerdo al estándar Especificación API 13
A – ISO 13500. La Viscosidad Plástica (PV), Punto Cedente (YP), Viscosidad
Aparente (AV); que son calculados a partir de las lecturas que se hagan del
Viscosímetro de Fann desde 300 y 600 [rpm] y de las formulas:
3. CONCLUSIONES
i) En laboratorio y resultados se observa que la composición de fluido de
perforación con solo polímeros tiene altos filtrados. Mientras que fluidos
incluyendo CMC y PAC generan bajos esfuerzos de gel, que los fluidos con
composición PAC + XCD + fécula modificado y XCD + fécula modificado
demuestran mejores propiedades reológicas.
ii) La adición de carbonato de calcio sobre los polímeros en suspensión causa un
decremento en el filtrado.
iii) La adición de bentonita sobre los polímeros disminuye la cantidad de polímero
requerido. El esfuerzo de gel a 10 segundos y 10 minutos es demasiado alto para
todas las composiciones, excepto para la composición PAC L + XCD + bentonita.
iv) Para futuros estudios, determinar los efectos de diferentes tipos y cantidad de
aditivos en los fluidos de perforación. Pruebas adicionales deben ser realizadas en
condiciones de altas presiones y temperaturas.
Referencia
[1] Especificaciones API 13A (SPEC 13A) Specification for Drilling Fluid
Materials, American Petroleum Institute, (July 2004).
[2] Asselman, And Garnier, G., Adsorption of model Wood polymers and coloide
on bentonites, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Enginering Aspects
168, Elsevier, (2000), 175-182.