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FLUIDOS PARA PERFORACION
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QUIENES SOMOS?
Somos una empresa nueva con mas de 15 años de experiencia en el ramo de los fluidos para perforación. Ubicados en Guadalajara, Jalisco; Lima, Perúy abriendo operaciones en Bogota,Colombia.
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QUIENES SOMOS?Estamos involucrados en la perforación:
Minera
HDD
Construcción
Pozos de agua
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DONDE ESTAMOS?
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QUE OFRECEMOS?
DESARROLLO TECNOLOGICO
INGENIEROS DE FLUIDOSINGENIEROS DE FLUIDOS
CAPACITACION PERMANENTE
CAPACITACION PERMANENTE
Productos DECALIDAD
Productos DECALIDAD
COMPROMISO QHSE (LC50, MSDS,NSF,
ETC)
COMPROMISO QHSE (LC50, MSDS,NSF,
ETC)
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MEDIO AMBIENTE: BIODEGRADABILIDAD DE LOS PRODUCTOS
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BIODEGRADABILIDAD
Es la característica de algunas sustancias químicas de poder ser utilizadas como sustrato por microorganismos, que las emplean para producir energía (por respiración celular) y crear otras sustancias como aminoácidos, nuevos tejidos y nuevos organismos.
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BIODEGRADABILIDAD
La biodegradabilidad de los materiales depende de varios factores. Entre otros, del propio material, pero también, de nuestro comportamiento.
Si los desechamos correctamente, estos materiales no perjudican la naturaleza y se reciclan más rápidamente.
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TOXICIDAD: LC 50
MSDSLC50NSF
ENTIDAD SOLICITANTE : M-I DRILLING FLUIDS BRASILLABORATORIO EJECUTANTE : LABTOX TECNOLOGIA AMB.PRUEBA SOLICITADA : TEST DE TOXICIDAD CON PECESORGANISMO PROBADO : POECILIA VIVIPARA
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MEDIO AMBIENTE: CERTIFICACION NSF
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MEDIO AMBIENTE: CERTIFICACION NSF
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Mejorar el Caudal de Producción
ReducirReducir CostosCostos TotalesTotalesde la de la PerforaciPerforacióónn
CTPCTP
ReducirReducir CostosCostos TotalesTotalesde la de la CompletaciCompletacióónn
CTCCTC
PORQUE USAR LODO?
Aumentar la Productividad
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COSTO TOTAL DE PERFORACIÓN (CTP)
CTP = Costo totales por metro.Ce = Costo total de mano de obra, equipo de perforación, herramientas, gastos
administrativos.Cb = Costo de brocaCf = Costo total de fluidosMp = Metros perforadosD = Dias
Ce + Cb + CfCTP = x D
Mp
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ESTUDIO ECONÓMICO: CASO 1
Compañía Aquapozos S.A, Bolivia.Proyecto Montero, Santa Cruz, Bolivia. Diámetro del pozo: 12” .Profundidad: 300 Mt.Tiempo de perforación: 30 días.Costo de equipo diario: $ 1000 al día.Costo de broca: $ 500.Costo de fluidos: $ 0.Metros Perforados; 300 Mt.
1000 + 500 + 0CTP = 300
CTP = $ 150 x Mt.
X 30
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ESTUDIO ECONÓMICO: CASO 2
Compañía Aquapozos S.A, Bolivia.Proyecto Montero, Santa Cruz, Bolivia. Diámetro del pozo: 12” .Profundidad: 300 Mt.Tiempo de perforación: 8 días.Costo de equipo diario: $ 1000 al día.Costo de broca: $ 500.Costo de fluidos: $ 4000.Metros Perforados; 300 Mt.
1000 + 500 + 4000 CTP = 300 x 8
CTP = $ 146.66 x Mt
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FLUIDOS DE PERFORACION
Mezcla homogénea de aditivos sólidos, líquidos y / o gases en agua, con capacidad de fluir y que están en suspensión.
QUE SON ?
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FLUIDOS DE PERFORACION
Ayuda que la perforación sea mas eficiente, rápida, segura y a obtener la mayor productividad del pozo.
PARA QUE SIRVEN ?
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FLUIDOS DE PERFORACION
Los fluidos cumplen ciertas funciones:
LimpiezaSuspensión y descarga de recortesMantener la estabilidad del pozo
(Equilibrio mecánico) Sellar las formaciones permeables,
fracturas e inestabilidad
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FUNCIONES DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACIÓN
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LIMPIEZA: TRANSPORTE DE RECORTES A SUPERFICIE
Vanular
Vtransporte
Vcaída
mg
DetrituDetritu
Lodo
Vtransporte = Vanular – Vcaída
Mayor avance.Menor torque durante la perforación.Menor probabilidad de aprisionamiento.Menor presión.Menor desgaste sobre la sarta de perforación, etc.
UNA ADECUADA LIMPIEZA GARANTIZA
Condición Ideal:
Vel. Transporte > 0
Condición Ideal:
Vel. Transporte > 0
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Caudal de Bomba = 0
Al evitar el asentamiento de los detritus, descartamos la posibilidad de atrapamiento de tubería, al reinicio de las operaciones
SUSPENSION Y DESCARGA DE RECORTES
TIXOTROPIA: Capacidad de formar geles
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MANTENER LA ESTABILIDAD DEL POZO: EQUILIBRIO MECANICO
PRESION HIDROSTATICA (Ph)
Ph = 0.052 x Peso del lodo x H (psi)Presión de Sobrecarga (Psc): Peso de la
formaciónPresión de Sobrecarga (Psc): Peso de la
formación.Presión de Agua (Pagua): Acuíferos SurgentesCondición Ideal:
Presión Hidrostática = Presión Extrañas
Psc.
PAgua
H Ph
Lodo
Lod o
Lodo
PRESION HIDROSTATICA (Ph)
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SELLAR LAS FORMACIONES PERMEABLES, FRACTURADAS E
INESTABLES
La pérdida de circulación es uno de los factores que mas contribuye a los altos costos del lodo.
Otros problemas son:
La inestabilidad del pozo.
Atrapamiento de tubería, etc.
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Fluido de perforación
Revoque o pared
Formación
Zona Inestable
Presión De Circulació
n
La Presión que genera el fluido contrarresta a las presiones de la formación o terreno.
Los sólidos presentes en el fluido forman una pared que protege la formación de la invasión de agua.
ESTABILIDAD DEL POZO
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FormaciónPresión De Circulación
Revoque o pared
Fluido de perforación
SELLAR FORMACIONES PERMEABLES O FRACTURAS
Materiales de mayor tamaño, como pepa de algodón, papel, aserrín, y la misma bentonita sella las grietas, fracturas por donde se puede perder el lodo. Ellos son los LCM.
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Formación Reboque
Presion FmPresion Fm
ESTABILIDAD DEL POZO: REBOQUE
Presión del lodo de circulación ECD
FORMACION DE PARED O REBOQUE :
Delgada, Resistente, Compresible e Impermeable
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HIDRATACION DE LAS ARCILLAS
En Agua En Agua con polimero PHPA
MANTENER LA ESTABILIDAD DEL POZO: EQUILIBRIO QUIMICO
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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACIÓN
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BásicoAcido
14131211109876543210
PH
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CLORUROS
Efecto negativo sobre rendimiento y propiedades del lodo.
Pueden encontrarse, durante la perforación de ciertas tipo de rocas.
Análisis de cloruros.
1000 ppm como máximo
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DUREZA
El agua que contiene una gran cantidad de sales disueltas de calcio y magnesio se denomina agua dura.
Cuanto mas dura sea el agua, mas bentonita será necesaria, para obtener propiedades satisfactorias, este mismo efecto se reproduce sobre otros aditivos.
Prueba de dureza.
200 ppm como Máximo
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PROPIEDADES FISICAS: DENSIDAD O PESO
Densidad o peso de lodo es definida como la relación de masa vs volumen
Masa Volumen
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PROPIEDADES FISICAS - DENSIDAD
La densidad es comúnmente llamada peso del lodo
La densidad y la profundidad del pozo son complementarios.
Sólidos incorporados y sólidos adicionados.
Sólidos excesivos pueden provocar:
1) Desgaste
2) Sobre presiones
3) Revoque grueso
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PROPIEDADES FISICAS: VISCOSIDAD Es la resistencia al movimiento que ofrece un fluido.
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PROPIEDADES FISICAS: VISCOSIDAD DE EMBUDO
Propiedad estrechamente vinculada a la limpieza del pozo, suspensión, trasmisión de energía, penetración, etc.
Evaluación rápida pero relativa de la condición del fluido.
No proporciona información, para determinar las verdaderas propiedades de flujo.
Se mide usando el viscosímetro de marsh.
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PROPIEDADES FISICAS: VISCOSIDAD ROTATIVA
Es la resistencia al flujo de un fluido, cuando es sometido a la acción de esfuerzos externos (mecánicos y térmicos).
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REOLOGIA :• Es la ciencia , que estudia la deformación y flujo de la materia.
• Analiza la relación entre esfuerzos de corte / velocidad de corte y el impacto que estos tienen sobre las características de flujo.
• La manera que este flujo crea y utiliza las presiones dentro de materiales tubulares y espacios anulares.
TUBULARES
ANULARES
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REOLOGIA
COMO SE MIDE?
SE USAN LOS VISCOSIMETRO ROTACIONALESO REOMETROS.
Se mide los esfuerzos de corte a diferentes velocidades de corte: 600, 300, 200,100,6 y 3 RPM
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PROPIEDADES FISICAS – VISCOSIDAD ROTATIVA
Viscosidad Plástica.- Es la parte de la resistencia al flujo, causada por fricción mecánica.
Esta relacionada con la concentración de sólidos, tamaño y forma de ellos, presencia de polímetros, etc.
En la practica un aumento de viscosidad plástica, puede significar un aumento de la concentración de sólidos.
Altos valores de esta propiedad son inconvenientes.
Se mide con el Reometro V-G, restando los esfuerzos de corte medidos a 600 menos el de 300 RPM
VP = Q 600 – Q 300
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PROPIEDADES FISICAS – VISCOSIDAD ROTATIVA
Punto Cedente.- Es el segundo componente de las resistencia al flujo
Es una medida de las fuerzas electroquímicas y de atracción dentro del fluido.
Es usado como un indicador confiable de la capacidad de limpieza y de suspensión del fluido.
Puede ser manipulado con un tratamiento químico adecuado.
Se mide con el Reometro V-G, restando los esfuerzos de corte medido a 300 RPM menos las viscosidad plástica.
PC = Q 300 - VP
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PROPIEDADES FISICAS – VISCOSIDAD ROTATIVA
GELES.- La tixotropía es la propiedad de los fluidos de formar una estructura de gel , cuando están estáticos, regresando al estado fluido cuando se ponen en movimiento.
Esta propiedad esta relacionada, a la presencia de partículas cargadas eléctricamente, polímetros, etc.
Esta relacionada con la capacidad de suspensión del fluido.
Valores altos no son convenientes.
Se mide con un reometro V-G
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PROPIEDADES: FILTRADO - PRUEBA
ESTABILIDAD DE PARED
Filtrado API: 100 psi @ 30 min.
Formación de pared o revoque
El filtrado, es la cantidad porcentual
de la fase liquida que infiltra
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PROPIEDADES: FILTRADO - EJEMPLO
Revoque grueso, esponjoso, débil, muy permeable
Revoque delgado, compresible,
resistente, impermeable
Bentonita de alto rendimiento:
Max Gel = 8 lbs / bl (1 saco/ 1m3)
Filt. API = 58.2 ml
Reductor de filtrado: Platinum Pac = 0.35 lbs / bl (1 kg / m3)
Filt. API = 18.4 ml
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PROPIEDADES FISICAS: CONTENIDO DE ARENA
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PROPIEDADES FISICAS – CONTENIDO DE ARENA
En general los sólidos presentes en el lodo, influyen sobre densidad, viscosidad, geles, revoque, etc.
Las velocidades de penetración, torque , arrastre también están relacionadas con el contenido de sólidos.
Pueden ocasionar desgaste prematuro de equipo y elevar los costos del lodo.
Partículas mayores a 74 micrones
• Se evalúa con el kit de arena.
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PRODUCTOS PARA FLUIDOS DE
PERFORACION
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PRODUCTOS
Los clasificamos de acuerdo a su función;
Reguladores de PH
Bentonitas
Controladores de filtrado
Estabilizadores de arcillas y Viscosificantes
Lubricantes
Materiales para perdida de circulación
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REGULADORES DE PHLos productos reguladores de PH, llamados alcalinzantes, proceden de bases fuertes o débiles.
Los aditivos de perforación, tienen mayores rendimientos en ambientes básicos.
Por ejemplo las aguas de preparación en las operaciones mineras, tienen características acidas y presentan dureza.
Disminuyen la velocidad de corrosión de los metales ferrosos.
Soda Cáustica, Potasa cáustica, PH Control.
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PH CONTROL
Los fluidos de perforación se recomienda mantenerlos dentro del rango de 8 a 10.0 PH para mejorar la solubilidad y el rendimiento de los productos químicos, así como por razones de anticorrosión.
• PH (CONCENTRACIÓN IÓNICA DE HIDROGENO)
BásicoAcido
Alcalinizante y controlador de dureza.
• Dureza del Agua: Concentración de sales de Calcio y Magnesio superior a los 200 ppm.
14131211109876543210
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FUENTES DE CORROSION:
Ambientes Acidos / Oxidos
Oxígeno del Aire, espumas
Oxigeno disuelto del CO2
Ambientes salinos (Cl--)
EFECTO DEL PH SOBRE LA VELOCIDAD DE CORROSION
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 2 4 6 8 10 12 14
PH: ( H +)
Velo
cida
d de
Cor
rosi
ónPH CONTROL: FUNCION
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BENTONITASEs una arcilla natural que constituye una forma de esmectita:
montmorillonita sódica, explotada comercialmente.
Geológicamente, la bentonita es una capa de ceniza volcánica alterada.
Su función principal es la formación de pared o revoque, proporcionando la estabilidad de pozo.
M-I ofrece bentonitas Sodicas como la Max Gel (Wyoming).
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QUE SON LAS BENTONITAS?
SILICATOS COMPUESTOS DE ALUMINIO Y/O MAGNESIO
Al2O3
Al2O3
Al2O3
SiOSiO
SiOSiO
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QUE TIPO DE BENTONITAS HAY?
Bentonita sodica Bentonita calcica
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MAX GEL
FUNCIÓN: Formación de pared o revoque, para la estabilidad
del pozo.
Es una BENTONITA, del tipo Montmorillonita Sódica.
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FOTOS A ESCALA DE BENTONITAS INDUSTRIALES
FOTOS AL MICROSCOPIO DE BENTONITA EN AGUA
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POLIMEROS
Un polímero es una molécula de gran tamaño , constituida de unidades pequeñas, iguales y repetidas
llamadas monómeros.
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CLASIFICACION DE LOS POLIMEROS PARA LOS FLUIDOS DE PERFORACION
Carácter químico: Iónicos o no iónicos.Función: Viscosificadores o controladores de filtrado.Origen: Natural, natural modificados y sintéticos
POLISACARIDO
ADN: Acido Desoxirribonucleico(1868: Friedrich Miescher, biólogo
suizo)
http://es.wikipedia.org/wiki/1868http://es.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Miescherhttp://es.wikipedia.org/wiki/Suizahttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:ADN_animation.gif
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POLIMEROS: DE ACUERDO A SU ORIGENPolímeros Naturales: Sus fuentes son las plantas, animales y fermentación bacteriana: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos, Goma Xantica, etc. Polímeros Natural-Modificados: nitrocelulosa, CMC, PAC etc. Polímeros Sintéticos: nylon, polietileno, cloruro de polivinilo, polimetano, PHPA, etc.
http://www.monografias.com/trabajos10/compo/compo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtml
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POLÍMEROS NATURALES MODIFICADOS
Muchos polímeros no son solubles en agua, y por lo tanto, no pueden ser aplicados a los fluidos de perforación a menos que sean modificados.
Para obtener su solubilidad, los polímeros son modificados a polielectrólitos, que consta en la alteración de la unidad repetida del polímero.
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Derivados de la celulosa:Derivados de la celulosa:
Carboximetilcelulosa (CMC)
Celulosa Poli aniónica (PAC)
POLÍMEROS NATURALES MODIFICADOS
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CelulosaCelulosa Polianionica :Polianionica :
Están orientados a estabilizar la condición del hoyo, a través de la formación de un revoque de baja permeabilidad.
Ayudan a mejorar la capacidad de acarreo (transporte de detritus) del fluido.
Polypac (UL, R), Liquid Pac, Hibtrol, Platinum PacPlatinum Pac, etc.
PAC
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Por su fácil contacto con el agua, incrementa su estructura molecular ( viscosidad).
Bloquean la hidratación y la dispersión que suele producirse cuando se perfora arcilla, por encapsulamiento (inhibición.
Polyplus L, Polyplus 2000, Polyplus RD, etc.
PHPA
POLIACRILAMIDA PARCIALMENTE HIDROLIZADA
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HIDRATACION DE LAS ARCILLAS
MANTENER LA ESTABILIDAD DEL POZO: EQUILIBRIO QUIMICO
En Agua En Agua con polimero PHPA
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PHPAs
30 – 32 % PHPA
50 % PHPA
100 % PHPA
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LODOS BASE AGUA CON POLIMERO LIQUIDO
Polimeros de alto peso molecular que se mezclan rápidamente en condiciones de equipo limitadas Polimeros liquidos (Poly-PlusL/Poly-Plus 2000 y Poly Plus Rd) actuan como estabilizadores de arcillas , viscosificantes, lubricantes y floculantes
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GRADO DE POLIMERIZACIÓNEsta vinculado a la viscosidad.
CALIDAD DE LOS POLIMEROS
2 anillos
4 anillos
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Los aceites lubricantes contienen normalmente aditivos de varios tipos. Los más comunes son los agentes antioxidantes, los protectores contra la corrosión, los aditivos antiespumantes, los aditivos antidesgaste y los aditivos EP (Extrema presión).
FUNCIÓN
Reducir la fricción entre la broca y la roca.
Reduce la cantidad de calor que se genera en el fondo.
Incrementa la vida útil de la herramienta.
LUBRICANTES
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THINERS
Ringfree
Es un Thinner que actua como dispersante de arcillas.
Este producto se usa como dispersante en el lodo, cuando hay precencia execiva de arcillas en el
lodo de perforacion.
Se usa cuando la tuberia se atrapa en arcilla.
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PRODUCTOS PARA PERDIDA DE CIRCULACION
Kwik Plug Medium 3/8Magma FiberDrillig PaperPolyswell
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¿ PREGUNTAS ?
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FLUIDOS PARA PERFORACIONQUIENES SOMOS?QUIENES SOMOS?DONDE ESTAMOS?QUE OFRECEMOS?MEDIO AMBIENTE: �BIODEGRADABILIDAD DE LOS PRODUCTOSBIODEGRADABILIDADBIODEGRADABILIDADTOXICIDAD: LC 50LUBRICANTES THINERS