ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con orimatita...
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Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
ContenidoContenido
ObjetivosObjetivos
Marco teóricoMarco teórico
MetodologíaMetodología
ResultadosResultados
ConclusionesConclusiones
RecomendacionesRecomendaciones
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
ObjetivosObjetivos
Objetivo generalObjetivo general
Evaluar el efecto del fluido de perforación, formulado con Evaluar el efecto del fluido de perforación, formulado con ORIMATITAORIMATITA®® O38, sobre la formación productora y la O38, sobre la formación productora y la prevención del daño a la mismaprevención del daño a la misma
Objetivos específicosObjetivos específicos
Establecer una comparación con un fluido de perforación Establecer una comparación con un fluido de perforación densificado con Baritadensificado con Barita
Caracterizar petrofísica y morfológicamente núcleos de BereaCaracterizar petrofísica y morfológicamente núcleos de Berea
Seleccionar el tipo de agente sellante (CaCOSeleccionar el tipo de agente sellante (CaCO33) a utilizar en ) a utilizar en combinación con el agente densificantecombinación con el agente densificante
Preparar las formulaciones de los sistemas de fluidosPreparar las formulaciones de los sistemas de fluidos
Efectuar ensayos de eficiencia de revoque y de invasión de filtradoEfectuar ensayos de eficiencia de revoque y de invasión de filtrado
Remover el daño ocasionado por el fluido de perforación, de ser Remover el daño ocasionado por el fluido de perforación, de ser necesarionecesario
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
Marco teóricoMarco teórico
ORIMATITAORIMATITA®®
Es un producto desarrollado por PDVSA, a partir de la Es un producto desarrollado por PDVSA, a partir de la hematita natural, que se utiliza como densificante en los hematita natural, que se utiliza como densificante en los fluidos de perforación y en las lechadas de cementación. Se fluidos de perforación y en las lechadas de cementación. Se diferencia de las hematitas convencionales, en la diferencia de las hematitas convencionales, en la composición mineralógica y en la distribución de tamaño de composición mineralógica y en la distribución de tamaño de partículaspartículas
Ventajas de la ORIMATITAVentajas de la ORIMATITA®®
La ORIMATITALa ORIMATITA®® tiene una gravedad específica superior (5,1) tiene una gravedad específica superior (5,1) a la de la Barita (4,2)a la de la Barita (4,2)
Es soluble en algunos ácidosEs soluble en algunos ácidos
Presenta alta resistencia a la atrición Presenta alta resistencia a la atrición
Los desechos de perforación, fluidos y ripios, se procesan Los desechos de perforación, fluidos y ripios, se procesan mediante las tecnologías convencionalesmediante las tecnologías convencionales
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
Marco teóricoMarco teórico
Sistema INTOILSistema INTOIL®®
Es un sistema de fluidos de perforación base aceite, que se Es un sistema de fluidos de perforación base aceite, que se utiliza en pozos de alta presión y/o alta temperatura. utiliza en pozos de alta presión y/o alta temperatura. Representa una excelente alternativa en la perforación de Representa una excelente alternativa en la perforación de yacimientos profundos, presentando una excelente yacimientos profundos, presentando una excelente estabilidad hasta temperaturas de 400 ºF. También se estabilidad hasta temperaturas de 400 ºF. También se recomienda su uso en formaciones sensibles al agua, recomienda su uso en formaciones sensibles al agua, donde reduce los problemas de inestabilidad del hoyo y el donde reduce los problemas de inestabilidad del hoyo y el daño a la formacióndaño a la formación
Composición del sistema INTOILComposición del sistema INTOIL®® 100% aceite100% aceite
Aceite mineralAceite mineral
Polímero INTOILPolímero INTOIL®®-P-P
Arcilla organofílica Arcilla organofílica
SurfactanteSurfactante
Cal hidratadaCal hidratada
DensificanteDensificante
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
Marco teóricoMarco teórico
Daño a la formaciónDaño a la formación
Se define como daño a la formación toda restricción en el Se define como daño a la formación toda restricción en el medio poroso que afecta la productividad del pozo. Esta medio poroso que afecta la productividad del pozo. Esta restricción consiste en una reducción en la permeabilidad restricción consiste en una reducción en la permeabilidad de la zona productora en la vecindad del pozo producto de de la zona productora en la vecindad del pozo producto de las operaciones de perforación, terminación y/o las operaciones de perforación, terminación y/o rehabilitación del pozo o durante la producciónrehabilitación del pozo o durante la producción
Principales mecanismos de daño a la formación Principales mecanismos de daño a la formación
Migración de finosMigración de finos
Hinchamiento de las arcillasHinchamiento de las arcillas
Invasión de sólidosInvasión de sólidos
AdsorciónAdsorción
Formación de incrustacionesFormación de incrustaciones
Formación de emulsionesFormación de emulsiones
Precipitación de asfaltenosPrecipitación de asfaltenos
Formación de parafinasFormación de parafinas
Taponamiento de las perforaciones realizadas por el Taponamiento de las perforaciones realizadas por el
cañoneocañoneo
Cambios en la mojabilidadCambios en la mojabilidad
Cambios en la saturación de fluidosCambios en la saturación de fluidos
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
Marco teóricoMarco teórico
Invasión de sólidosInvasión de sólidos
Sólidos introducidos dentro de la formación en Sólidos introducidos dentro de la formación en diferentes circunstancias. Los ejemplos más comunes diferentes circunstancias. Los ejemplos más comunes son el uso de fluidos de perforación, completación o son el uso de fluidos de perforación, completación o reparación cargados o contaminados con sólidosreparación cargados o contaminados con sólidos
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Procedimiento experimentalProcedimiento experimental
Caracterización petrofísicas de los núcleos de BereaCaracterización petrofísicas de los núcleos de Berea
Caracterización morfológica de los núcleos de BereaCaracterización morfológica de los núcleos de Berea
Selección del tipo de agente sellante (CaCOSelección del tipo de agente sellante (CaCO33) a utilizar en ) a utilizar en combinación con el agente densificantecombinación con el agente densificante
Preparación de la formulación de los sistemas de fluidos Preparación de la formulación de los sistemas de fluidos
Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos previamente caracterizadospreviamente caracterizados
Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos previamente Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos previamente caracterizadoscaracterizados
Cálculo del porcentaje de dañoCálculo del porcentaje de daño
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Caracterización petrofísica de los núcleos de BereaCaracterización petrofísica de los núcleos de Berea
NúcleoLongitud
(cm)
ÁreaTransversal
(cm2)
Volumen poroso
(cc)
Porosidad (%)
Permeabilidad (md)
1 6,58 11,28 15,30 20,62 233,2
2 6,19 11,28 14,31 20,41 205,8
3 6,47 11,19 14,36 19,84 188,2
4 6,51 11,22 15,19 20,81 258,4
5 6,66 11,25 15,27 20,39 258,8
6 6,34 11,32 14,88 20,73 194,6
7 6,62 11,15 13,70 18,57 222,6
8 6,39 11,27 15,46 21,46 210,6
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Caracterización morfológica de los núcleos de BereaCaracterización morfológica de los núcleos de Berea
0
20
40
60
80
100
1 10 100 1000
Diámetro (micrones)
% A
cum
ulad
o
Micrografía obtenida a partir de Micrografía obtenida a partir de la microscopía electrónica de la microscopía electrónica de
barridobarrido
Micrografía procesadaMicrografía procesadaDistribución de tamaño de canales de Distribución de tamaño de canales de
flujoflujo
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Selección del tipo de agente sellante (CaCOSelección del tipo de agente sellante (CaCO33) a utilizar) a utilizaren combinación con el agente densificanteen combinación con el agente densificante
Empleando el software OPTI-BRIDGEEmpleando el software OPTI-BRIDGE
Fluidos de perforación densificados con BaritaFluidos de perforación densificados con Barita No combinar con ningún carbonato de calcioNo combinar con ningún carbonato de calcio
Fluidos de perforación densificado con ORIMATITAFluidos de perforación densificado con ORIMATITA®® O38 O38 Combinar con Carbint (D-50) 30/35 y Carbint (D-50) 40/45, en Combinar con Carbint (D-50) 30/35 y Carbint (D-50) 40/45, en
una proporción 50-50una proporción 50-50
0
20
40
60
80
100
0,1 1 10 100 1000
Diámetro (micrones)
% A
cum
ulad
o
Canales deflujoGranulometríadel lodo
0
20
40
60
80
100
0,1 1 10 100 1000
Diámetro en micrones%
Ac
um
ula
do
Canales deflujoGranulometríadel lodo
Lodo densificado con Lodo densificado con BaritaBarita
Lodo densificado Lodo densificado con ORIMATITAcon ORIMATITA®®
O38O38
0
20
40
60
80
100
0,1 1 10 100 1000
Diámetro (micrones)%
Acu
mu
lad
o
Canales deflujoGranulometríadel lodo
Lodo densificado Lodo densificado con Barita y CaCOcon Barita y CaCO33
54
36
0
10
20
30
40
50
60
Da
ño
%1 2
Lodos densificados con Barita
Con CaCO3 Sin CaCO3
Pruebas de eficiencia Pruebas de eficiencia de revoquede revoque
Pérdida de filtrado de los Pérdida de filtrado de los lodos densificados con lodos densificados con
BaritaBarita
0
5
10
15
20
25
0 50 100 150 200
Tiempo (min)
filt
rad
o (
cc
))
Con CaCO3Sin CaCO3
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Preparación de la formulación de los sistemas de fluidosPreparación de la formulación de los sistemas de fluidos
Sistema INTOILSistema INTOIL® ® 100% aceite de la Baker Hughes Inteq100% aceite de la Baker Hughes Inteq
Orden de
adiciónAditivo
Cantidad del aditivo
Tiempo de
agitación(min)
Lodo densificado con ORIMATITA® O38 Lodo densificado con Barita
Sin INTOIL®-P Con INTOIL®-P Sin INTOIL®-P Con INTOIL®-P
1 Vassa LP90 287 ml 247 ml 286 ml 246 ml ---
2 CARBOGEL II 10 lpb 4 lpb 10 lpb 4 lpb 20
3 CARBOMUL HT 2 lpb 2 lpb 2 lpb 2 lpb 10
4 INTOIL®-P (Predisuelto) 0 40 ml 0 40 ml 20
5 CAL HIDRATADA 3 lpb 3 lpb 3 lpb 3 lpb 10
6 OMNIPLEX 2 lpb 2 lpb 2 lpb 2 lpb 10
7 Carbint 30-35 30 lpb 30 lpb 0 0 10
8 Carbint 40-45 30 lpb 30 lpb 0 0 10
9 ORIMATITA® O38 209 lpb 209 lpb 0 0 20
10 Barita 0 0 270 lpb 270 lpb 20
Propiedades de lodos densificados con ORIMATITAPropiedades de lodos densificados con ORIMATITA®® O38 O38
PropiedadesLodo formulado sin INTOIL®- P Lodo formulado con INTOIL®- P
Antes de rolar a 280 ºF
Después de rolara 280 ºF
Antes de rolara 280 ºF
Después de rolara 280 ºF
Densidad (lpg) 12 12 12 12
Viscosidad plástica (cp) 18 20 24 34
Punto cedente (lbs/100 Pie2) 2 7 2 20
Geles 10seg/10min (lbs/100 Pie2) 5/7 5/10 3/4 10/16
% Sólidos (v/v) 12 12 12 12
% Aceite (v/v) 82 82 82 82
Filtrado HPHT (cc/30min) - 72 - 11
Propiedades de lodos densificados con BaritaPropiedades de lodos densificados con Barita
PropiedadesLodo formulado sin INTOIL®- P Lodo formulado con INTOIL®- P
Antes de rolar a 280 ºF
Después de rolara 280 ºF
Antes de rolara 280 ºF
Después de rolara 280 ºF
Densidad (lpg) 12 12 12 12
Viscosidad plástica (cp) 20 25 25 35
Punto cedente (lbs/100 Pie2) 5 5 1 9
Geles 10seg/10min (lbs/100 Pie2) 5/8 6/12 3/5 3/6
% Sólidos (v/v) 19 19 19 19
% Aceite (v/v) 81 81 81 81
Filtrado HPHT (cc/30min) - 58 - 9
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de BereaPruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados
Temperatura 280 ºFTemperatura 280 ºF
Presión de confinamiento 1500 lpcPresión de confinamiento 1500 lpc
Tasa de flujo 2 cc/minTasa de flujo 2 cc/min
Contrapresión 200 lpcContrapresión 200 lpc
Condiciones operacionales del simulador físico de interacción Condiciones operacionales del simulador físico de interacción del medio porosodel medio poroso
Saturación del núcleo de BereaSaturación del núcleo de Berea
con salmueracon salmuera
(2% Nacl)(2% Nacl)
Bombeo de crudo Bombeo de crudo (Producción)(Producción)
FormacióFormaciónn
PozoPozo
2 cc/min2 cc/minHasta Hasta ∆P constante∆P constante
InyecciónInyección
fluido de perforaciónfluido de perforación
Pérdida de filtradoPérdida de filtradoC/30 minC/30 min3 horas3 horas
1200 lpc 1200 lpc sabrebalancesabrebalance
por 16 horaspor 16 horas
Inyección de crudoInyección de crudo
(Producción)(Producción)
Aumento gradual de la Aumento gradual de la presión presión
Hasta levantar el revoqueHasta levantar el revoque
2 cc/min2 cc/minHasta ∆P constanteHasta ∆P constante
Bombeo de crudoBombeo de crudo
(Producción)(Producción)
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de BereaPruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados
PA
LQK
Ley de Darcy flujo lineal Ley de Darcy flujo lineal incompresibleincompresible
λλ = Movilidad (D/cp) = Movilidad (D/cp)
KK = Permeabilidad (D) = Permeabilidad (D)
µµ = Viscosidad (cp) = Viscosidad (cp)
KK = Permeabilidad (D) = Permeabilidad (D)
Donde:Donde:QQ = Tasa de flujo (cc/seg) = Tasa de flujo (cc/seg)
∆∆PP= Caída de presión (atm) = Caída de presión (atm)
AA = Área transversal del núcleo = Área transversal del núcleo (cm2)(cm2)
0,0000
0,0050
0,0100
0,0150
0,0200
0,0250
0,0300
0,0350
0 50 100 150 200 250 300
Volumen de fluido que atraviesa el núcleo (cc)
Mo
vili
da
d (
K/µ
)
Crudo inyectadoantes del lodo
Crudo inyectadodespues del lodo
Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y después de inyectar el fluido de perforacióndespués de inyectar el fluido de perforación
100*%inicial
finalinicialDaño
Cálculo del dañoCálculo del daño
0
4
8
12
16
20
24
0 50 100 150 200
Tiempo (min)
Filt
rad
o (
cc
)
Lodo con OrimatitaO38 sin INTOIL-P
Lodo con OrimatitaO38 con INTOIL-P
Lodo con Barita sinINTOIL-P
Lodo con Baritacon INTOIL-P
Pérdida de filtrado de los fluidos Pérdida de filtrado de los fluidos de perforación tanto densificados de perforación tanto densificados con ORIMATITAcon ORIMATITA® ® O38, como con O38, como con
BaritaBarita
3
40
6
36
0
10
20
30
40
%
1 2
Fluido de perforación
Con INTOIL-P Sin INTOIL-P
ORIMATITA® 38 Barita
Daño causado por los fluidos de Daño causado por los fluidos de perforaciónperforación
Propiedades
Lodo densificado con ORIMATITA® O38
Lodo densificado con Barita
Con INTOIL®-P Sin INTOIL®-P Con INTOIL®-P Sin INTOIL®-P
Presión de levantamiento
del revoque (lpc)
30 150 30 120
Daño (%) 3 40 6 36
Presión de levantamiento de los Presión de levantamiento de los revoquesrevoquesMovilidaMovilida
ddInicialInicial
MovilidaMovilidadd
FinalFinal
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos de BereaPruebas de invasión de filtrado con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados
Condiciones operacionales del simulador físico de Condiciones operacionales del simulador físico de interacción delinteracción del
medio porosomedio poroso
Temperatura 280 ºFTemperatura 280 ºF
Presión de confinamiento 1500 lpcPresión de confinamiento 1500 lpc
Tasa de flujo 2 cc/minTasa de flujo 2 cc/min
Contrapresión 200 lpcContrapresión 200 lpc
InyecciónInyección
fluido de perforaciónfluido de perforación
FormacióFormaciónn
PozoPozo
1200 lpc 1200 lpc sabrebalancesabrebalance
por 16 horaspor 16 horas
InyecciónInyección
filtrado de lodofiltrado de lodo
2 cc/min2 cc/minCuatro volumen Cuatro volumen
porosoporoso
Cierre del Cierre del sistemasistema
Por 16 horasPor 16 horas2 cc/min2 cc/min
Hasta ∆P constanteHasta ∆P constante
Bombeo de crudoBombeo de crudo
(Producción)(Producción)
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
MetodologíaMetodología
Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos de BereaPruebas de invasión de filtrado con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados
0,0000
0,0100
0,0200
0,0300
0,0400
0 50 100 150 200 250 300 350
Volumen de f luido que atraviesa el núcleo (cc)
Mov
ilidad
(K
/µ)
Crudo inyectado antesdel filtrado de lodoFiltrado de lodo
Crudo inyectado despuésdel filtrado de lodo
Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y despuésdespués
de inyectar filtrado de lodode inyectar filtrado de lodo
Daño causado por los filtrado de lodoDaño causado por los filtrado de lodo
16
8
15
10
0
10
20
%
1 2
Filtrado de lodo
Con INTOIL-P Sin INTOIL-P
ORIMATITA® 38 Barita
MovilidaMovilidadd
InicialInicial
MovilidaMovilidadd
FinalFinal
PA
LQK
100*%
inicial
finalinicialDaño
MovilidadMovilidad Porcentaje de Porcentaje de dañodaño
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
ConclusionesConclusiones
El sistema de fluido de perforación INTOILEl sistema de fluido de perforación INTOIL®® 100% aceite densificado 100% aceite densificado con ORIMATITAcon ORIMATITA®® O38 puede ser usado para perforar las formaciones O38 puede ser usado para perforar las formaciones productoras de hidrocarburos. productoras de hidrocarburos.
El porcentaje de daño que pueda originar a la formación productora El porcentaje de daño que pueda originar a la formación productora un lodo 100% aceite densificado con Barita, será el mismo que un lodo 100% aceite densificado con Barita, será el mismo que pueda ocasionar un lodo 100% aceite densificado con ORIMATITApueda ocasionar un lodo 100% aceite densificado con ORIMATITA®® O38.O38.
La determinación de la distribución de partículas de los fluidos que La determinación de la distribución de partículas de los fluidos que se utilizan para la perforación de formaciones productoras, depende se utilizan para la perforación de formaciones productoras, depende básicamente de la distribución de los canales de flujo de dichas básicamente de la distribución de los canales de flujo de dichas formaciones.formaciones.
El filtrado de lodo del sistema INTOILEl filtrado de lodo del sistema INTOIL®® 100% aceite, será dañino a la 100% aceite, será dañino a la formación productora si no se logra la formación de un revoque formación productora si no se logra la formación de un revoque efectivo.efectivo.
Para minimizar el daño a la formación productora, es necesario incluir Para minimizar el daño a la formación productora, es necesario incluir en la formulación del lodo el uso de un controlador de filtrado y una en la formulación del lodo el uso de un controlador de filtrado y una selección apropiada de la distribución de partículas. selección apropiada de la distribución de partículas.
El revoque formado por el sistema INTOILEl revoque formado por el sistema INTOIL®® densificado con densificado con ORIMATITAORIMATITA®® O38 es fácilmente desprendible de la cara de la O38 es fácilmente desprendible de la cara de la formación, con presiones inferiores a los 50 lpc.formación, con presiones inferiores a los 50 lpc.
Debido al bajo porcentaje de daño originado por el sistema INTOILDebido al bajo porcentaje de daño originado por el sistema INTOIL®® densificado con ORIMATITAdensificado con ORIMATITA®® O38, no fue necesario el uso de aditivos O38, no fue necesario el uso de aditivos químicos para removerlo, lo que implica un ahorro desde el punto de químicos para removerlo, lo que implica un ahorro desde el punto de vista económico de las operaciones de perforación en el campo.vista económico de las operaciones de perforación en el campo.
La metodología utilizada en este trabajo para la selección de la La metodología utilizada en este trabajo para la selección de la distribución de partículas de los fluidos de perforación, es aplicable distribución de partículas de los fluidos de perforación, es aplicable solo a formaciones que presentan uniformidad en sus propiedades solo a formaciones que presentan uniformidad en sus propiedades petrofísicas y morfológicas.petrofísicas y morfológicas.
Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38
RecomendacionesRecomendaciones
Utilizar el sistema de fluido de perforación INTOILUtilizar el sistema de fluido de perforación INTOIL®® 100% aceite 100% aceite densificado con ORIMATITAdensificado con ORIMATITA®® O38, para la perforación de las O38, para la perforación de las formaciones productoras de hidrocarburos. formaciones productoras de hidrocarburos.
Aplicar la metodología descrita en este trabajo, para la selección de Aplicar la metodología descrita en este trabajo, para la selección de la distribución de las partículas de los lodos y determinación de la distribución de las partículas de los lodos y determinación de efectividad de revoque, como parte integral del proceso de efectividad de revoque, como parte integral del proceso de evaluación de fluidos de perforación para las zonas productoras.evaluación de fluidos de perforación para las zonas productoras.
Evitar en lo más posible altas pérdidas de filtrado durante la Evitar en lo más posible altas pérdidas de filtrado durante la perforación de formaciones productoras con sistemas de fluidos de perforación de formaciones productoras con sistemas de fluidos de perforación INTOILperforación INTOIL®® 100% aceite. 100% aceite.
Realizar un estudio de costos para analizar si desde el punto de Realizar un estudio de costos para analizar si desde el punto de vista económico resulta rentable la implementación del sistema vista económico resulta rentable la implementación del sistema INTOILINTOIL®® densificado con ORIMATITA densificado con ORIMATITA®® O38, en comparación con O38, en comparación con otros sistemas, para la perforación de la formación productora de otros sistemas, para la perforación de la formación productora de hidrocarburos. hidrocarburos.