lodo a altas temperaturas

7/23/2019 Lodo a altas temperaturas

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¿Qué es un pozo APAT?

Se llaman pozos APAT (Alta Presión Alta Temperatura)o HPHT (High Pressure High Temperature) a aquelloscuyos alores !e temperatura !e "on!o y !e presiónest#tica$ presentan una magnitu! que seaconsi!era!a como "uera !e los rangos consi!era!os

%ha&ituales' !e operación

ste tipo !e pozos representan pro&lemasrelaciona!os !irectamente con con!iciones e*tremas$

las cuales ponen a prue&a las capaci!a!estecnológicas e incrementan el riesgo !e lasoperaciones



Pozos alta temperaturas y altapresion (HPHT)



+a alta presión y temperatura no siempre sepresentan ,untas en un pozo$ como el caso !e lospozos geotermicos o el !e pozos per"ora!os !e"orma e*itosa !entro !e yacimientos !on!e las

temperaturas e*ce!en los -.. /0 (123 /4) enQuatar$ 5as al 6haimah$ Su!an y otras partes !elmun!o

*isten con!iciones m#s !esa7antes cuan!o laalta temperatura y la alta presión se presentan ,untas$ como es el caso !e Angola$ los sta!os8ni!os$ 9emen y el :ar !el norte

Pozos alta temperaturas y altapresion (HPHT)



n las zonas tra!icionalmente so&re presuriza!as o

!e pozo caliente$ como el Sur y el ste !e Te*as$ la;ah<a !e :o&ile$ :é*ico$ el =oroeste !e ;rasil$ el:ar !el =orte$ >talia y 9ugoslaia$ no es raro que lastemperaturas !e las "ormaciones e*ce!an 2..0(@.24)

n la per"oración !e pozos geotérmicos$ no es raroque las temperaturas sean mayores que -.0

(1BB4)$ a pro"un!i!a!es !e sólo @.. pies



+os pozos est#n clasi7ca!os como pozos ATAPcuan!o sus presiones !e "ormación e*ce!en unapresión equialente !e 1 l&Cgal y las temperaturasest#ticas !e "on!o son

mayores que -.0 (1BB4)

+as presiones !e "on!o correspon!ientes pue!enrequerir pesos !e lo!o !e hasta @. l&Cgal para

mantener el control !el pozo

Pozos alta temperaturas y alta presion(HPHT)



0lui!o !e Per"oración a alta

temperatura



Tipos !e 0lui!o !e Per"oración

1 D 0lui!os !e Per"oración ;ase Agua (E;:) @ F A!itios comunes en 0lui!os ;ase Agua

- D 0lui!os !e Per"oración ;ase Aceite (G;:)

2 F A!itios comunes en 0lui!os &asehi!rocar&uro

D 0lui!os sinteticos



1 D 0lui!os !e Per"oración ;ase Agua(E;:)

0lui!os !e Per"oración ;ase agua !ulce ispersos I alta &entonita$ !ispersante$ pol<meros 50 ;a,os sóli!osCPolimérico I &a,a &entonita$ pol<meros 50 y

iscosi7cantes PHPA I &a,a &entonita$ PHPA (Poli Acrilami!a ParcialmenteHi!roliza!a)$ pol<meros 50 y iscosi7cantes

+i&re !e sóli!os I pol<meros 50 y iscosi7cantes$ 4ar&onatos!e 4alcio granulométricos$ glicoles$ etc

0lui!os !e Per"oración ;ase agua sala!a ;ase 64l I %inhi&i!os' con 64l ;ase Agua !e mar I Se tra&a,an a pH J 1. para controlar

4alcio y :agnesio



@ F A!itios comunes en 0lui!os &ase agua

K>S4GS>0>4A=TSL Kiscosi!a! para acarreo y limpieza$ geles

;=TG=>TAMG:A NA=T>4AH4 (H>5GN>T>+4+8+GSA)MG:A M8A5NT=G5S ;=TG=>TA

=S>0>4A=TSL 4ontrolar el ingreso !e Oui!os !e "ormación;A5>T>=A4A5;G=ATG 4A+4>GH:AT>TA=SG+

584TG5S 0>+T5AGL 0ormar reoque en "ormacionespermea&les$ re!ucir 7ltra!o !el lo!o a 0ormación

A+:>G= 9 5>KAGS4:4 (4A5;GN>:T>+4+8+GSA)PA4 (4+8+GSA PG+>A=>G=>4A)

PG+>A45>+ATGS (PG+>:5G S>=TT>4G)




>=H>;>G5S A54>++ASL 4ontrolar la hi!ratación y !ispersión

!e las arcillas !e "ormación64l4A+4>G (S>ST:AS 4A+)=a4l4a4l@0G5:>ATGS (=a G 6 )M+>4G+ (PG+>A+4GHG+)PHPA (PG+9P+8S)

4G=T5G+ pH=aGH C 6GH C Aci!os

:AT5>A+ PA5A P5>AS (+4:)L Sellar las "ormaciones7sura!as$ muy permea&les$ o "ractura!as

4A5;G=ATG 4A+4>G (i" granulometr<as):>4A0>;5AS 4+8+GS>4AS

;=TG=>TA M5A=8+AA




T=S>GA4T>KGSL 5e!ucir la Tensión Super7cial

T5M=TS:8+S>G=A=TS

+>;5AG5S H55A:>=TA

A=T>SP8:A=TSL 5e!uce la "ormación !e espuma

A+4GHG+ G4T>+>4GS>+>4G=AS (0GA: N)STA5ATG A+8:>=>G

KA5>GSLSecuestrantesL G@$ 4a$ H@S$ H@ $ etc

ispersantes C eOoculantes Poliméricos+u&ricantes (T;F@@ C PAF1.);acterici!as (M5=4> C ;>G4>)>nhi&i!ores !e 4orrosiónSellantes :icro7suras (AS0A+TGSFM>+SG=>TA)



- D 0lui!os !e Per"oración ;ase Aceite

(G;:) Son 0lui!os que utilizan Aceite y Agua para su"ormulación



- D Tipos !e 0lui!os !e Per"oración ;aseAceite

mulsiones >nersasL0ase continua I gasoil o !iesel0ase !ispersa I agua sala!a

5elación GCE I 3C a B.C-.8so en #reas con serios pro&lemas !e esta&ili!a!qu<mica 4onsi!eraciones am&ientales limitan su uso

mulsiones !irectasL0ase continua I agua0ase !ispersa I gasoil o !iesel5elación GCE es 1.C3. a 2.C.

8so limita!o ya que posee limitaciones am&ientales



2 F A!itios comunes en 0lui!os ;aseAceite

:8+S>G=A=TSL Primario y secun!ario$ para emulsionar elagua ("ase !ispersa) en el hi!rocar&uro

K>S4GS>0>4A=TSL ;entonas organo"<licas Tam&ién hay

pol<meros sintéticos +a "ase acuosa !ispersa actRa como sóli!ogeneran!o reolog<a (Punto !e 0luencia y Meles)

584TG5S 0>+T5AGL eria!os !el as"alto$ pol<merossintéticos y tensioactios especiales

=S>0>4A=TSL +os mismos que para &ase agua

AM=TS P8=TG 9 +4:L +os mismos que para &aseagua

A+4A+>=>A=TL 4al hi!rata!a e*clusiamente$ ayu!a a la



Históricamente$ los sistemas &ase aceite !e alta

temperatura (AT) &ien "ormula!os han proporciona!ouna

me,or esta&ili!a! térmica que los lo!os &ase agua$ y porese motio constituyen los sistemas pre"eri!os para lospozos ATAP

Sin em&argo$ !e&i!o a las restricciones am&ientalesca!a ez m#s estrictas$ se han !esarrolla!o sistemas

&ase agua con &a,o conteni!o !e coloi!es (menos sóli!os

actios)$ que son a!ecua!os para el am&iente ATAP



0<sicamente

+a !isminución !e la temperatura y el aumento!e la presión tanto a"ectan a la moili!a! !el

sistema y !ar lugar a un aumento !e iscosi!a!esaparentes y ocasiones !e rela,acióniscoel#sticas

Se espera que el e"ecto !e las presiones seamayor en los sistemas a &ase !e aceite !e&i!o ala compresi&ili!a! !e la "ase aceite

"ectos !e la Temperatura



lectroqu<micamente

8n aumento !e la temperatura aumentar# laactii!a! iónica !e electrolitos y la solu&ili!a! !e

cualquier sal parcialmente solu&les que pue!enestar presentes en el lo!o

Po!r<a cam&iar el equili&rio entre la

interpartculas atractio y las "uerzas !e repulsióny tam&ién el gra!o !e !ispersión y Ooculación enlos sistemas !e lo!o




Qu<micamente

To!os los hi!ró*i!os reaccionan con los minerales!e arcilla a temperaturas por encima !e 3. / 4 y

para muchos tipos !e lo!os esto pue!e resultar enun cam&io en la estructura y tam&ién un cam&io enel propi!a!es reológicas




e&i!o al gran nRmero !e aria&les inolucra!as$el comportamiento !el lo!o !e per"oración a altapresiones y temperaturas pue!en ser muy !i"<ciles!e e*plicar !e&i!o a la comple,i!a! Pue!e ser muy

!i"<cil esta&lecer pautas generales para ca!a grupo!e lo!os (lo!os a &ase !e aceite$ a &ase !e agualo!os$ etc) o incluso para el mismo tipo !e lo!ocomo pequeUas !i"erencias en la composiciónpue!e !ar lugar a gran!es !i"erencias en laspropie!a!es reológicas




To!os los lo!os !isminuyen su iscosi!a! en ciertame!i!a al ser e*puestos a temperaturas elea!as$y

luego se esta&ilizan antes !e alcanzar su l<mitetérmico




+a alta temperatura pue!e causar geli7cacióny e*ceso !e iscosi!a! a"ectan!oL

ensi!a! quialente !e 4irculación (4) +impieza !el pozo

Asentamiento !e &arita +as presiones !e surgenciaCpistoneo !urante los

ia,es +as presiones !e &om&eo y la hi!r#ulica

Aumenta la posi&ili!a! !e pér!i!a !e circulación 5iesgo !e pega!ura por presión



+a iscosi!a! !e los l<qui!os aumentae*ponencialmente con la presión isotrópica

l agua por !e&a,o !e -. / 4 es la Rnica e*cepción$ encuyo caso se encontró que la iscosi!a! !isminuyeprimero antes !e aumentar e*ponencialmente

Para presiones que !i7eren !e las presionesatmos"éricas cerca !e un &ar los cam&ios son muypequeUos

n la in!ustria !el petróleo $ por e,emplo $ se requiereme!iciones !e la iscosi!a! !e los Oui!os !e

per"oración a presiones elea!as ya que los los mismostienen que "uncionar a pro"un!i!a!es con presiones !ehasta @. :Pa

"ectos !e la Presion



"ecto !e los Sóli!os 5eactios

+os sóli!os reactios incluyen la &entonita$ agrega!a

para iscosi!a! y 7ltración$ y los sóli!os per"ora!osque contienen lutitas y arcillas

+os sóli!os reactios Ooculan y comienzan a

geli7carse$ causan!o una iscosi!a! elea!a yposi&lemente la soli!i7cación

+a temperatura espec<7ca a la cual un Oui!o seuele inesta&le !epen!e !el tipo !e sóli!os y !e suconcentración$ as< como !el gra!o !e tratamientoqu<mico



+a &entonita es m#s reactia que los sóli!osper"ora!os$ pero una mayor concentración !esóli!os per"ora!os

ten!r# el mismo e"ecto +a canti!a! !e &entonita osóli!os per"ora!os que un lo!o pue!e tolerar$permanecien!o

esta&le a una temperatura !etermina!a$ !isminuyecuan!o el peso !el lo!o aumenta



Temperatura

sta&ili!a! !el pozo

ensi!a! !el lo!o

4ontaminacion

4onsi!eraciones relaciona!as con el me!io

am&ienteCseguri!a!

4onsi!eraciones económicas

Selección !el 0lui!o




Temperatura +a esta&ili!a! térmica !e to!o el sistema y !e los a!itios

relaciona!os !e&e ser !etermina!a

sta&ili!a! !el pozo4omo la mayor<a !e los pozos ATAP no contienen tantas

"ormaciones sensi&les al agua como los pozos normales$ laesta&ili!a! !e lutitas !epen!e generalmente !el peso !e lo!oSin em&argo$ al seleccionar un sistema !e Oui!o$ sigue sien!oimportante que se !etermine la sensi&ili!a! a los pro!uctosqu<micos y al agua !e las !i"erentes "ormaciones que ser#n

per"ora!as




ensi!a! !el lo!o

4omo regla general$ los Oui!os !e &a,a !ensi!a! son m#s"#ciles !e "ormular Para aplicaciones !e alta !ensi!a!$ ser#necesario usar sistemas &ase aceite o sistemas &ase agua!ispersos Para la per"oración e*ploratoria$ !on!e el programa!e pesos !e lo!o requeri!os no est# &ien !e7ni!o$ se sugiere

usar lo!os &ase agua$ porque el pro&lema !e solu&ili!a! !e gashace !i"<cil !etectar amagos con sistemas &ase aceite

4ontaminacións cr<tico que se anticipen las posi&ili!a!es !e contaminaciónsto incluye gases como el sul"uro !e hi!rógeno (H@S) y el!ió*i!o !e car&ono (4G@)$ o sales y otros contaminantes Si seanticipa contaminación$ es pre"eri&le usar lo!os &ase aceiteporque éstos son menos sensi&les a la mayor<a !e loscontaminantes qu<micos




4onsi!eraciones relaciona!as con el me!io am&ienteCseguri!a! +as restricciones relaciona!as con el me!io am&iente a"ectan

generalmente la selección !el lo!o l sistema selecciona!o!e&e cumplir con los reglamentos locales y ser capaz !emantener el control !el pozo

4onsi!eraciones económicasl costo &#sico !el sistema$ las eloci!a!es !e penetración

anticipa!as$ la log<stica$ la e7ciencia !el control !e sóli!os y lapro&a&ili!a! !e zonas !e pér!i!a !e circulación son "actoresque !e&en ser consi!era!os para !eci!ir si se usar# un lo!o

&ase aceite$ un lo!o &ase sintético o un lo!o &ase agua



Sistemas !e +o!o ;ase Aceite

+os sistemas &ase aceite son sensi&les a latemperatura y a la presión

Tienen una esta&ili!a! térmica intr<nsecamente

me,or y resisten a los e"ectos !e la mayor<a !e loscontaminantes !e per"oración



A!itios =ormalmente$ los Oui!os &ase aceite para las aplicacionesATAP no requieren e*tensos tratamientos a!icionales o una

!ilución "recuente

+as "ormulaciones !e&er<an ser prepara!as con arcillasorgano"<licas especiales !e alta temperatura

e&er<an usar una concentración alta ( a 1 l&C&&l) !emateriales as"#lticos !e alta temperatura !e a&lan!amiento$para aumentar la iscosi!a! y re!ucir el 7ltra!o

Para am&ientes hostiles !on!e se anticipa la presencia !egases #ci!os$ se !e&e mantener el e*ceso !e cal a un nielm#s alto que el normal (J1. l&C&&l)



Algunas !e sus limitaciones incluyenL

Per!i!a !e circulación Pue!e ser muy costosa cuan!o estossistemas son usa!os$ y suele ser !i"<cil !e controlar

etección !e arremeti!a !e gas +a solu&ili!a! !el gas!entro !el sistema !i7culta la !etección !e arremeti!a

Separación !e la &arita +os inOu,os!e gas re!ucen laiscosi!a! !e la "ase acuosa$ causan!o la separación ose!imentación !e la &arita

:e!io am&iente s posi&le que el sistema no cumpla con losreglamentos locales

5egistros Algunas situaciones !e e*ploración requierenregistros que !e&en ser realiza!os en Oui!os &ase agua



Sistemas !e +o!o ;ase Agua

+os Oui!os &ase agua son pre"eri&les !es!e el punto !e ista

am&iental y tienen un costo unitario m#s &a,o

+os sistemas &ase agua conencionales son sensi&les a latemperatura$ pero no son muy comprimi&les

Son menos resistentes a la contaminación y no proporcionanel mismo niel !e lu&rici!a! que los Oui!os &ase aceite

4ontrolan!o la concentración !e &entonita y sóli!os actios$y

emplean!o a!itios esta&iliza!ores$ es posi&le "ormularsistemas &ase agua !e alta temperatura y &a,o conteni!o !ecoloi!es



5equisitos espec<7cos !e los lo!os &ase aguaincluyenL

+os sóli!os !e &a,a grae!a! espec<7ca !e&er<an sermanteni!os a menos !e V los sóli!os per"ora!os a W2V

A!ición !e esta&iliza!ores reológicos !e alta temperatura$ tal

como los !iluyentes aniónicos

8so !e a!itios !e 7ltra!o térmicamente esta&les

:antenimiento !e un pH esta&le

4uan!o se usan a!itios que se !egra!an en 4G@ D como ellignosul"onato o el lignito se !e&er<a aUa!ir una pequeUacanti!a! !e e*ceso !e cal para preenir la contaminación



Kiscosi7ca!ores sacri7catorios

4uan!o las temperaturas aumentan !urante los ia,es$ los

iscosi7ca!ores como la 4elulosa Polianiónica (PA4) y lospol<meros !e *antano pue!en !egra!arse$ pero nopro!ucen pro!uctos secun!arios contaminantes stospol<meros iscosi7cantes$ usa!os por encima !e su l<mite!e temperatura$ se llaman iscosi7ca!ores

%sacri7catorios'

Aunque se pier!a la "unción iscosi7cante !e los pol<meros$esto ser# compensa!o por el aumento !e la iscosi!a!

causa!o por la Ooculación térmica !e los sóli!os reactiosPor lo tanto$ se mantienen las propie!a!es !e suspensión yiscosi!a!$ re!ucien!o la posi&ili!a! !e se!imentación



A!itios y conectraciones



Sistemas !e +o!o !e Alta ensi!a!

l aumento !e la concentración !e sóli!os y !el#rea super7cial limita la canti!a! !e l<qui!o%li&re' !isponi&le y resulta en un Oui!o que tieneuna iscosi!a! pl#stica alta y una tolerancia &a,a

!e muchos sóli!os reactios

+a menor canti!a! !e l<qui!o %li&re' tam&iénhace que sea m#s !i"<cil para los otros a!itios

solu&ilizarse y "uncionar e7cazmente




sta "ase l<qui!a re!uci!a aumenta la

concentración e"ectia !e a!itios usa!os$ como lomuestra la 0igura




e&i!o a la "ase l<qui!a re!uci!a$ laconcentración !e pro!uctos requeri!a para lograrun resulta!o !esea!o es m#s &a,a$ especialmenteen los que se re7ere a los iscosi7ca!ores a &ase

!e arcillas sto e*plica la razón por la cual senecesita menos &entonita cuan!o la !ensi!a!aumenta



0lui!os sintéticos con pol<meros

stos lo!os incorporan qu<micos generalmente !e ca!ena

larga !e alto peso molecular$ son e"ectias en la Ooculación!el lo!o$ incrementan!o iscosi!a!$ re!ucien!o pér!i!as!e 7ltra!o y esta&ilizan!o la "ormación

Son Oui!os prepara!os con pol<meros org#nicos !e "asecontinua como los esteres$ los éteres$ las poli ole7nas$ los

glicolesstos Oui!os se !iseUaron como una alternatia parame,orar los lo!os !e aceites y aceite mineral con la7nali!a! !e superar el impacto negatio en el entornoecológico !e los Oui!os tra!icionales !e emulsión inersan su preparación contienen los mismos componentes quelos !e &ase aceite$ a!icion#n!oles otros pro!uctosqu<micos para mantener sus caracter<sticas y propie!a!esrequeri!as

lodo a altas temperaturas

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