FLUIDOS DE CONTROL.

funciones de los fluidos de control.objetivo.Despus del estudio de esta unidad usted identificar y explicar con sus propias palabras los ocho principales usos o funciones que tienen los fluidos de control en la reparacin y terminacin de pozos.definiciones:Fluido de control: es el fluido circulatorio que se utiliza en un equipo de perforacin o terminacin de pozo, formado por una mezcla de aditivos qumicos que proporcionan propiedades fsico-qumicas idneas a las condiciones operativas y a las caractersticas de la formacin litolgica a perforar. La estabilizacin de sus parmetros fsico qumicos, as como la variacin de los mismos al contacto con los contaminantes liberados en la formacin perforada son controlados mediante anlisis continuos.Presa de lodos: son recipientes metlicos que almacenan el fluido de control en el equipo de perforacin, con capacidad variable entre 40 y 70 m3, cuenta con agitadores electromecnicos, pistolas hidrulicas, tanto de fondo como superficiales; vlvulas y lneas para la recirculacin del fluido.Bomba de lodos: es la encargada de hacer circular el fluido de control a travs del sistema circulatorio integrado por las tuberas de perforacin, presas metlicas, barrenas y espacio anular del pozo. Debe tener un gasto y presin de bombeo que depende del dimetro de la barrena empleada y de las caractersticas de la formacin que se perfora.Tubera de perforacin: tiene como funcin principal transmitir la rotacin y peso de la barrena, para que sta al girar corte la formacin. A la vez, ser el ducto para conducir el fluido de perforacin hacia el rea del corte de la barrena.Barrena: es el elemento principal que efecta el corte de la formacin con la ayuda del fluido de control, cuyo flujo pasa a gran velocidad a travs de sus toberas.Espacio anular: se trata de la separacin entre la formacin litolgica y la tubera de perforacin, y depende del grado de estabilizacin del agujero perforado con las propiedades fsico qumicas del fluido de control y las condiciones operativas encontradas.Equipos de control de slidos: son dispositivos auxiliares empleados en el sistema circulatorio del fluido de control. Separa los slidos de tamaos variables provenientes de la barrena as como de los gases de la formacin perforada, limpia y aprovecha mejor el fluido de control para optimizar la velocidad de perforacin y el rendimiento de los aditivos qumicos. introduccin.Fluido es una sustancia que se deforma continuamente cuando se somete a una fuerza externa.Las fuerzas externas de atraccin de las molculas son menores que los slidos y mayores que la de los gases, adquiriendo la forma del recipiente que los contiene.Sus compaeros de cuadrilla saben el peligro que representa un pozo descontrolado y confan en su conocimiento y habilidad para que esto no suceda por un fluido mal preparado.1.- mantener controlada la presin de formacin.El agua, el aceite y el gas contenidos en el yacimiento ejercen una gran presin hacia arriba como si pugnaran por salir a la superficie.A esta presin se le llama PRESIN DE FORMACIN.Para realizar con seguridad y facilitar las operaciones de reparacin y terminacin de pozos es necesario contrarrestar esa presin de formacin y llevarla a un punto de equilibrio ejerciendo una presin contraria mediante un fluido de control.

A esta presin que ejerce el fluido para equilibrar la presin de formacin la llamamos hidrosttica.Tcnicamente sabemos que la fuerza de esta presin hidrosttica (Ph) es directamente proporcional a la densidad del fluido y a la altura de la columna que lo contiene. La presin se mide en kg/cm2 y/o lb/pg2. Como si se pensara cuntos kilos de peso estuviera aguantando un centmetro cuadrado.La primera funcin o uso del fluido de control, es por tanto, la de lograr el equilibrio entre la presin de formacin y la presin hidrosttica.2.- evitar minimizar el dao a la formacin.Qu pasara si la presin hidrosttica que ejerce el fluido hacia abajo fuera mayor que la presin de formacin que ejerce el gas, el aceite o el agua hacia arriba?Indudablemente que entraran los fluidos daando la formacin y provocando entre otras cosas, taponamiento de las porosidades y dificultando posteriormente la explotacin del pozo.Qu hara usted para evitar esa condicin?Por supuesto que ser necesario mantener la presin hidrosttica igual o ligeramente superior a la presin de formacin.Este equilibrio de presiones en ocasiones puede perderse, al introducir la sarta, debido a la mayor resistencia que encuentra la estructura tipo gel que forma el fluido en reposo y que tendra que contrarrestarse con una mayor fuerza o presin.

Esta mayor presin que se ejerce podra romper el equilibrio logrado.Para mantener el equilibrio es necesario agregar al fluido agentes dispersantes que faciliten su fluidez y reduzcan as la resistencia evitando la necesidad de provocar un excesivo aumento de la presin al entrar la sarta al pozo.Estos agentes dispersantes permiten adems la formacin de un enjarre o torta en las paredes de la formacin, evitando as tambin la migracin de fluidos a los intervalos en explotacin.Gracias a la fluidez es posible realizar las operaciones, conservando la presin hidrosttica igual o ligeramente mayor que la presin de formacin, lo cual permite evitar o minimizar el dao a la formacin.Adems de utilizar en la preparacin de los fluidos, materiales qumicos que sean compatibles con la formacin productora.3.- acarreo de recortes a la superficie.Llamamos recortes a la arena, cemento y fierro que se producen como consecuencia misma del trabajo de reparacin y terminacin de pozos.Estos recortes por ser slidos dentro de un fluido, tendern a caer hacia el fondo atrados por la fuerza de gravedad.Cules seran las consecuencias si ese material slido se acumula en el espacio anular debido a un fluido mal preparado que no los arrastre a su paso?

Para extraerlos se tendra que aumentar la fuerza o presin del fluido circulante, lo que aumentara la presin hidrosttica, con peligro de daar la formacin.Adems se originarn fallas en la herramienta de molienda y tubera atrapada, velocidad reducida de penetracin y retrituracin de recortes.Para evitar esto es necesario que el fluido cumpla realmente la funcin de acarrear a su paso estos recortes, lo cual se logra gracias a la suficiente densidad y viscosidad que se le da en su preparacin, sin olvidar tambin cuidar el gasto ptimo de la bomba de lodos.4.- suspensin de recortes al detenerse la circulacin.Usted ha comprendido cmo el fluido cumple la funcin de acarrear a su paso los recortes; pero qu pasa cuando la corriente del fluido se detiene?Los recortes caeran hacia el fondo del pozo con las consecuencias que usted ya conoce.Para resolver este problema, se agrega bentonita o polmero al fluido, logrando as formar una estructura gelatinosa que detiene los recortes y se rompe al volver a circular y fluir normalmente.A esta cualidad que tienen algunas sustancias le llamaron tixotropa, que puede definirse as:TIXOTROPA: es la tendencia que tienen algunos fluidos de formar estructuras gelatinosas o semislidas cuando estn en reposo y que al ser sometidas a un esfuerzo, vuelven a su estado original.Podemos decir entonces que el fluido cumple su funcin de suspensin de recortes, gracias al fenmeno fsico denominado TIXOTROPA.

5.- soporte del peso de la sarta.Usted habr observado que cuando su hijo se sumerge en una alberca o en la tina pesa mucho menos. Si el agua est al borde, al entrar el nio esta se derrama por supuesto y si no est al borde ciertamente sube de nivel.Arqumedes, el sabio griego, al observar este fenmeno sac una brillante deduccin que segn la leyenda le hizo exclamar Eureka, lo tengo! Actualmente se conoce como principio de Arqumedes y dice as:

PRINCIPIO DE ARQUMEDES:UN CUERPO SUMERGIDO PARCIAL O TOTALMENTE EN UN LQUIDO ES EMPUJADO HACIA ARRIBA POR UNA FUERZA IGUAL AL PESO DEL LQUIDO DESALOJADO.Pues bien, este fenmeno ocurre tambin en nuestro trabajo, al introducir la sarta en el fluido, sta recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado e indudablemente que el empuje ser mayor si el peso del fluido desalojado es mayor debido a su densidad.Esto es particularmente importante al aumentar la profundidad ya que como usted por experiencia sabe, el peso de la sarta que el equipo tiene que soportar es mayor a ms profundidad. Ahora sabemos cmo y por qu este peso disminuye al introducir la tubera en el pozo sumergida en cualquier lquido.En este sentido decimos que los fluidos cumplen la funcin de soporte del peso de la sarta gracias al principio de Arqumedes.6.- enfriamiento y lubricacin de la herramienta de molienda y sarta de trabajo.Qu le pasa a la broca de su taladro cuando usted pretende hacer un orificio y el material ofrece mucha resistencia?Se calienta claro y puede ser peligroso si un nio la toca antes de enfriarse.

De forma parecida en las operaciones de molienda, el contacto entre la herramienta moledora y el material que se est moliendo genera una gran cantidad de calor, llamado calor de friccin.Gracias al fluido que pasa por esos puntos de friccin y por esta zona de calor se logra un enfriamiento. Usted habr notado en su trabajo lo caliente que sale el fluido a la superficie y ahora sabe la razn. Recuerde que abajo, este calor de friccin, produce temperaturas de hasta 75C o ms.Aunque en bajo grado, el fluido de control posee propiedades lubricantes que pueden incrementarse si se incluyen en su preparacin aceites combinados con agentes emulsificantes (detergentes).Qu beneficios nos reporta esta funcin de enfriamiento y lubricacin que tienen los fluidos de control?Podemos decir que sus beneficios son bsicamente cuatro:a) Prolongacin de la eficiencia de la barrena o molido.b) Disminucin de la presin y mejorar el arrastre.c) Una menor presin de bombeo.d) Menor desgaste por friccin en la sarta y en la tubera de revestimiento.Podra usted explicar por qu se producen stos beneficios?Comntelo con sus compaeros de trabajo o con su instructor.7.- formacin de pared (enjarre).Algunos fluidos gracias a su viscosidad y slidos en suspensin, sometidos a una presin, forman en las paredes de la formacin una pelcula protectora llamada enjarre, que sirve de pared entre el fluido de control y la misma formacin.Un fluido de control base agua preparado con bentonita, por ejemplo, deposita un buen enjarre en la zona de disparos. Este enjarre sirve para consolidar la formacin y retardar el paso del filtrado al tramo productor evitando as el dao al yacimiento.Un enjarre que contenga el mnimo espesor permitir menos filtrado, lo contrario de un enjarre que contenga mayor espesos. La formacin de enjarres gruesos se debe a agentes contaminantes como agua salada, cemento, gas y otros que evitan la hidratacin de la bentonita.8.- promover un medio adecuado para efectuar operaciones de cable, con la lnea de acero y/o herramientas especiales.Normalmente las operaciones para reparar o terminar un pozo se efectan con movimiento de tuberas con pesos bastante elevados.Otro tipo de operaciones como: Registros de cable, disparos, desconexiones de tuberas, apertura o cierre de vlvulas de circulacin, toma de registros de presin de fondo, etc., son hechas con herramientas que se introducen al pozo utilizando cable y/o alambre de acero.Por lo tanto, es importante mantener la viscosidad y gelatinosidad del fluido en condiciones, para que la introduccin y recuperacin de las herramientas operadas con cable y/o alambre de acero, no encuentren resistencia en el interior de las diferentes tuberas.resumen conclusin.Los fluidos de control no desempean simultneamente estas ocho funciones. La importancia de una o de otra depender del uso que exija la situacin, por ejemplo: en las operaciones de limpieza y molienda la funcin ms importante a lograr con la preparacin del fluido, ser el acarreo de recortes y el mantenerlos en suspensin una vez terminado el bombeo.A continuacin numeramos estas ocho funciones para que usted tenga vista de conjunto y trate de recordar cmo se produce cada una de ellas:1. Mantener controlada la presin de formacin.2. Evitar o minimizar el dao a la formacin.3. Acarreo de recortes a la superficie.4. Suspensin de recortes al detenerse la circulacin.5. Suspender parte del peso de la sarta.6. Enfriamiento y lubricacin.7. Formacin de pares (enjarre).8. Medio adecuado para hacer registros de cable y operaciones de herramientas especiales.

ejercicios de autoevaluacin.confirme si aprendi correctamente:ejercicio 1.INSTRUCCIONES: Escriba dentro del parntesis de la columna derecha el nmero que corresponda de a columna de la izquierda.1. Mantener controlada la presin de formacin.( )La corriente del fluido arrastra a su paso slidos como arena, cemento o fierro.

2. Evitar o minimizar el dao a la formacin.( )Ah se realiza y aplica el principio de Arqumedes.

3. Acarreo de recortes a la superficie.( )Para lograrlo es necesario que el fluido permita la introduccin y recuperacin de herramientas.

4. Suspensin de recortes al detenerse la circulacin.( )Se logra con la presin hidrosttica.

5. Suspender parte del peso de la sarta.( )Sirve para impedir que los fluidos penetren al yacimiento.

6. Enfriamiento y lubricacin.( )Se logra al llevar el calor a la superficie.

7. Formacin de enjarre.( )Funcin que se logra en base al fenmeno fsico llamado: TIXOTROPA.

8. Medio adecuado para realizar los registros de cable.

ejercicio 2.INSTRUCCIONES: Conteste verdadero (V) o falso (F) dentro del parntesis.1. Arqumedes descubri cmo se puede lograr mantener en suspensin los recortes al detenerse la circulacin, mediante la formacin de estructuras tipo gel.( )

2. La presin hidrosttica equilibra la presin de formacin.( )

3. Un enjarre permitir menos filtrado entre mayor espesor tenga.( )

4. La presin de formacin debe ser igual o ligeramente mayor que la presin hidrosttica.( )

5. La acumulacin de recortes en el fondo no aumenta la presin hidrosttica.( )

actividades complementarias.1. Realizar un dibujo que le permita explicar fcilmente alguna o algunas de las funciones de los fluidos.2. Comente con sus compaeros algunos hechos o ancdotas que usted conozca o haya escuchado sobre algunas fallas de los fluidos en la realizacin de stas funciones.3. Grabe su propia explicacin acerca de algunas de stas funciones de los fluidos de control y despus escchela para juzgas si fue claro.