Este documento describe los fluidos de perforación, incluyendo sus funciones, propiedades, tipos, sistemas de circulación y pruebas. Los fluidos de perforación se utilizan en la perforación de pozos y cumplen funciones como transportar ripios, enfriar y lubricar. Existen diferentes tipos como lodos de base agua o aceite. El sistema de circulación incluye el área de preparación, equipo y acondicionamiento. Se realizan pruebas para monitorear propiedades como densidad, viscosidad y pH.

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS
INGENIERÍA EN PETRÓLEOS
SERVICIOS DE INGENIERÍA
FLUIDOS DE PERFORACIÓN
SEBASTIÁN ACOSTA
JACKELINE CORONEL
MARCO GARZÓN
ÁNGEL HERNÁNDEZ
BRIAN MARTÍNEZ
8 – D
OCTUBRE 2016 – FEBRERO 2017

2. FLUIDOS DE PERFORACIÓN
 “Son una serie de fluidos líquidos y gaseosos, mezclas de fluidos y sólidos (en
forma de suspensiones de sólidos, mezclas y emulsiones de líquidos, gases y
sólidos) utilizados en operaciones de perforación de pozos de sondeo en la tierra”
Lodos de perforación - Schlumberger Oilfield Glossary

3. FUNCIONES DEL FLUIDO
Transportar
Enfriar y lubricar
Prevenir derrumbamiento
Transportar ripios
Soportar parte del peso
Transmitir energía hidráulica
Sella formaciones permeables

4. PROPIEDADES DEL FLUIDO
Permite que los
fluidos del yacimiento
se mantengan dentro
de la formación.
DENSIDAD
Es el estudio de la
manera en que se
deforma y fluye la
materia.
REOLOGIA
Resistencia a fluir por
fricción mecánica.
VISCOCIDAD PLASTICA

5. PROPIEDADES DEL FLUIDO
Perdida de
fluido estática
o dinámica.
FILTRADO
Existen solidos
deseables y no
deseables.
SÓLIDOS
El fluido pasa
de gel a
liquido.
TIXOTROPÍA

6. PROPIEDADES DEL FLUIDO
 PH
 Punto cedente

7. Tipos de fluidos de
perforación
Líquidos
Base agua
Base aceite
Gas y liquido
Espuma
Agua aireada
Gas
Aire
Gas natural

8. TIPOS DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN
• Regulación de la presión del gas
• Erosión de las paredes del pozo
GAS
• Efectiva cuando la presión es muy baja
• Se necesita menos volumen
ESPUMA
• Tiene mayor índice de penetración
• Reduce la corrosión.
LODO AIREADO

9. TIPOS DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN
 Fluido de perforación base aceite.
Contienen menos del 5%
en agua. Uno de sus
principales usos es eliminar
el riesgo de contaminación
de las zonas productoras
 Fluido de perforación base agua.
FASES
LÍQUIDA
REACTIVA
INERTE
QUÍMICA

10. SISTEMAS DE CIRCULACIÓN DE LOS
FLUIDOS DE PERFORACIÓN
El sistema de circulación tiene cuatro componentes principales:
 1. Composición del fluido de perforación
 2. El área de preparación
 3. El equipo de circulación
 4. El área de acondicionamiento

11. ÁREA DE PREPARACIÓN
Rutina de Preparación
 Almacén de química
 Tanques o presas de lodo
 Embudo de mezclado
 Tanque de mezcla

12. ÁREA DE PREPARACIÓN
Rutina de Preparación
Almacén de química Presas de lodo
Lugar donde se almacenan los
aditivos usados en la preparación
del fluido de perforación
Almacenamiento y manejo del lodo
en superficie. Tiene forma rectangular
y capacidades variables

13. ÁREA DE PREPARACIÓN
Rutina de Preparación
Embudo de mezclado
Tanque de mezcla de química
Agregar químicos al lodo de
perforación
Para verter en el lodo aditivos en forma rápida

14. ÁREA DE PREPARACIÓN
Aditivos del fluido de perforación

15. ÁREA DE PREPARACIÓN
Tratamiento y prueba
Se trata el fluido de perforación con varios aditivos y se monitorea constantemente.
 Densidad
 Viscosidad
 Valor de pH
 Volumen de retorno
 Control de arenas

16. ÁREA DE PREPARACIÓN
Instrumentos para monitorear el fluido de
perforación

17. EQUIPO DE UN SISTEMA DE CIRCULACIÓN
Diagrama de circulación

18. EQUIPO DE CIRCULACIÓN
Bombas de lodo

19. EQUIPO DE CIRCULACIÓN
Partes de una bomba

20. EQUIPO DE CIRCULACIÓN
Ineficiencia de la bomba
 Limpieza inadecuada del pozo
 Disminución en la velocidad de penetración
 Atrapamiento de la sarta de perforación
 Incremento en el costo del pozo

21. EQUIPO DE CIRCULACIÓN
Bombas de lodo
 Potencia Hidráulica de salida en los motores

22. EQUIPO DE CIRCULACIÓN
Tipos de Bombas
En la industria petrolera se utilizan distintos tipos de bombas:
 Duplex
 Triplex
 Quintuplex
 Centrifugas

23. EQUIPO DE CIRCULACIÓN
Presas de lodo

24. CONTROL DE SÓLIDOS
IMPORTANCI
Penetració
Rápida
Costos
Reducidos
Durabilidad
Broca
Durabilidad
Bombas
Partes

25. PREPARACIÓN DE LODO
CASA QUÍMICA TANQUE DE LODO EMBUDO DE MEZCLA
TANQUE DE MEZCLA DE QUÍMICA
DEPÓSITOS A GRANEL TANQUES DE AGUA TANQUES DE RESERVA

26. CONTROL DE SÓLIDOS
 ZARANDAS.
 Primera pieza del equipo mecánico.
 100 % Fluido de Perforación.

27. CONTROL DE SÓLIDOS
 ZARANDAS. (API – RP13E)
 MALLAS.
Tamaño Mesh de la
Malla
Partículas Removidas
Micrones
Volumen de lodo de
GPM
20 1840 1000
40 1190 800
50 330 700
60 250 600
80 177 400
100 150 300

28. CONTROL DE SÓLIDOS
 HIDROCICLONES.
HIDROCICLONES
• Dispositivos cónicos de separación de solidos.
• Energía hidráulica Fuerza centrífuga.
DESARENADORES (Desander)
• Su función es la de separar la arena.
• Conos de 6 o más pulgadas.
DESARCILLADORES (Desilter)
• Separar partículas mayores a 60 micrones.
• Conos de 4 pulgadas o menores.

29. CONTROL DE SÓLIDOS
 LIMPIADOR DE LODO O MUD CLEANER.
* Es una combinación de hidrociclones
colocados encima de un tamiz de malla.
* Su principal función es recuperar la barita
y desarenar un lodo densificado.
* El número y tamaño de conos depende
de los volúmenes de circulación

30. CONTROL DE SÓLIDOS
 DESGASIFICADORES.
Separa las cantidades de gas.
La presencia de gas puede ser dañino para
los equipos de perforación.
Es letal si es toxico o inflamable.

31. CONTROL DE SÓLIDOS
 CENTRIFUGAS DECANTADORAS.
Las centrífugas separan sólidos de rango muy fino.
Sólidos que han logrado pasar las zarandas y los
hidrociclones.
Compuesto por un tazón cónico que gira a alta velocidad,
usando un transportador tipo doble tornillo sinfín.

32. EQUIPO DE UN SISTEMA DE CIRCULACIÓN
Diagrama de circulación

33. PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN DEL FLUIDO
DE PERFORACIÓN
Factores que afecta la pérdida de circulación
 Tipo de formación.
 Condiciones del hoyo.
 Presión que ejerce la columna del fluido de perforación.

34. PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN
Tipo de formación
• Perdidas en formaciones permeables o
poco consolidadas. a)
• Fracturas cavernosas. b)
• Fracturas creadas o inducidas. c)
• Fracturas Naturales. d)

35. PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN
Condiciones del hoyo
 Paredes de Hoyo Homogéneas e Impermeables
 Irregularidades del Pozo
 Fracturas Intrínsecas
 Zonas Permeables
 Sistema Hidráulico Cerrado

36. PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN
Presión que ejerce la columna del fluido de
perforación
 Propiedades de flujo
 Tasa de filtrado
 Alta circulación
 Ensanchamiento del hoyo
 Bajada de tubería

37. PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN
Acciones preventivas
 mantener el hoyo lleno para prevenir un influjo
 evitar el atascamiento de tubería
 sellar las zonas de pérdida
 vigilar cautelosamente la circulación.

38. PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN
Soluciones
 Reducir el peso del lodo (pero manteniendo el balance con las otras formaciones).
 Reducir la rata de circulación (esto reduce la densidad equivalente de circulación, pero debe existir
una velocidad anular suficiente para arrastrar los cortes y mantener limpio el hueco)
 Incrementar la viscosidad del lodo (un lodo más viscoso reduce la rata de pérdida).

39. CONTAMINACIÓN DE LOS FLUIDOS 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.
Parte de la formación.
Introducidos desde la superficie.
Resultado de un
sobretratamiento.
Los contaminantes pueden ser:

40. CONTAMINACIÓN DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACIÓN
• Las lutitas al ser perforadas tienden a hidratarse y
dispersarse, incrementando la viscosidad del lodo,
además de incrementar la densidad equivalente de
circulación, hecho que puede conducir a una pérdida
de circulación.
Contaminación
con Lutitas
• Es una de las sales contaminantes más comunes. Se
halla en muchas formaciones, domos de sal y agua de
formación.
• La contaminación por NaCl va a incrementar la
viscosidad del lodo, el filtrado y la disminución de pH.
Contaminación
con Cloruro de
Sodio

41. CONTAMINACIÓN DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACIÓN
Contaminación con
Calcio
El calcio puede introducirse en
lodo por medio del agua,
formaciones de yeso o anhidrita o
al perforar cemento.
El efecto de la contaminación
los lodos es un incremento de las
propiedades reológicas, así como
un aumento de la pérdida de
filtrado.
Contaminación con
Yeso y Anhidrita
Se encuentra en amplias capas en
muchas partes del mundo y
presenta problemas asociados
contaminación por calcio.
Las consecuencias de la
contaminación va ser un gran
incremento en la viscosidad del
lodo y también en el filtrado.

42. CONTAMINACIÓN DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACIÓN
Contaminación con Cemento
• El calcio del cemento contaminará el fluido de perforación. La contaminación es
típica y es fácil de reconocer y de tratar.
• Cuando se trata una contaminación con cemento es necesario hacer dos
cosas: reducir el pH y remover el calcio soluble.
Contaminación con Sólidos
• Los sólidos perforados son los peores contaminantes del lodo.
• La contaminación con sólidos se reconoce por la alta densidad, pérdida de
filtrado, presión de bombeo y la baja tasa de penetración.

43. CONTAMINACIÓN DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACIÓN
Contaminación con Gases Ácidos
• El dióxido de carbono y el sulfhídrico son los gases más comunes.
• La contaminación con gases ocasiona la disminución de la
del lodo, aumento del volumen de los tanques y disminución de la
eficiencia volumétrica de las bombas.
Contaminación con Carbonatos y Bicarbonatos
• Estas contaminaciones causan más o menos los
mismos problemas que en el caso de las
contaminaciones por calcio y se tratan agregando
en solución para precipitarlo como carbonato de calcio.

44. Pruebas de campo para lodos de perforación
• Sirven para controlar las
condiciones de fluido de
perforación.
PRUEBAS DE CAMPO PARA LODOS DE
PERFORACIÓN

45. FORMULACIÓN DEL FLUIDO DE
PERFORACIÓN REALIZADO EN EL
LABORATORIO

46. PREPARACIÓN DEL LODO
Agitador
Productos
Químicos
Lodo preparado para
pruebas de laboratorio

47. BALANZA DE LODOS - DENSIDAD
Mide la densidad o peso
del lodo
Libras por galón (lb/gal), libras
por pie cúbico (lb/pie3) o
kilogramos por metro cúbico,
Kg/m3.

48. EMBUDO MARSH - VISCOSIDAD EMBUDO O
DE MARSH
Sirve para comparar la fluidez de un líquido con la del agua.
La viscosidad del fluido en segundos por cuarto de galón.

49. VISCOSÍMETRO DE FANN- VISCOSIDAD
PLÁSTICA, PUNTO CEDENTE Y FUERZA DE GEL
Determina las propiedades reológicas del
fluido.
LA VISCOSIDAD
PLÁSTICA
Resistencia a fluir
PUNTO CEDENTE
Fuerzas de atracción
entre partículas
FUERZA DE GEL O
TIXOTROPÍA
Propiedad de pasar de gel a
líquido mediante agitación.

50. FILTRO PRENSA API Y HP-HT
Registra la cantidad de invasión
de fluido que se presenta en
formaciones permeables.
Centímetros cúbicos por 30
minutos

51. pH-METRO/PAPEL INDICADOR DE pH- pH
El pH indica si el lodo es ácido o básico.
Alcalinos pH 7.5 a 11.5
Bajo pH 7.5 a 9.5.
Alto pH 9.5 a 11.5.

52. KIT DE ARENA - PORCENTAJE DE ARENA
Contenido en fracciones arenosas
prácticamente nulo (inferior al 2-3%).
Porcentaje en volumen de arena.
RETORTA - PORCENTAJE DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
Se determinan las proporciones en las
cuales se encuentran los sólidos y los
líquidos en el fluido de perforación

53. EMPRESAS QUE PRESTAN EL SERVICIO DE
LODOS DE PERFORACIÓN
DLS ARGENTINA
LIMITED – Argentina
MARBAR – Argentina
SERVOTEC / SISTEMAS
DE FLUÍDOS – Argentina
PETROLEUM AND
PETROCHEMICAL
SERVICES – Colombia
MOVIPETROL S.A.S. –
Colombia
TECNOLOGÍA
INTEGRAL EN FLUIDOS
DE PERFORACIÓN S.A.
DE C.V – México
FLUIDOS Y SERVICIOS –
Costa Rica
SCHLUMBERGER: MI
SWACO – Francia
HALLIBURTON: BAROID
– Estados Unidos
PETROCHINA – China

54. GRACIAS POR SU
ATENCIÓN