Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Lodo Aireado Parte 1

El término fluido aireado se le da a un fluido en dos fases cuya calidad de espuma es menor a 0.55, o 55 % de gas.

El lodo aireado se ha desarrollado para reducir pérdidas de circulación cuando se usan lodos convencionales, por medio de la reducción de la presión hidrostática. Sin embargo el problema más crítico con el lodo aireado son los ascensos súbitos de presión. El lodo aireado entonces es más adecuado para perforar formaciones duras que no reaccionen inmediatamente a los cambios de presión y velocidad.

Cualquier fluido convencional de perforación, sea agua, salmuera, aceite o lodo puede ser aireado con gas, sea aire, nitrógeno o metano. De esta forma el fluido aireado mantiene los beneficios del fluido original, como la viscosidad, limpieza de hueco, torta de lodo, inhibición, etcétera, mientras reduce el potencial de una pérdida de circulación.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Espuma Parte 2

Ventajas

• Buena capacidad levantamiento de fluidos de formación como agua y aceite.
• Excelente capacidad de arrastre de cortes y limpieza de hueco (comparada con la niebla) debido a su viscosidad, necesitando menor velocidad.
• Necesita menos gas que una niebla aire/ gas.

Desventajas

• Humedece la formación, aunque esto puede ser minimizado con aditivos.
• Hay corrosión si la fase gaseosa es aire.
• Es de difícil disposición final. (Necesita más equipo de superficie)
• Alto costo porque la espuma no es reutilizable y debe ser constantemente generada.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Espuma Parte 1

Mientras que la niebla tiene partículas de liquido suspendidas en una fase continua de gas, la espuma es un fluido de dos fases: una de burbujas de gas suspendidas en una fase líquida.

La espuma se usa en general porque no se altera por los influjos de fluido de la formación y porque tiene unas excelentes características para levantar los cortes y limpiar el hueco La calidad de la espuma es un término que describe la proporción de gas respecto al fluido.

Por ejemplo, una calidad de espuma de 0.80 contiene 80 % de gas. ( Por encima de 0.97 o 97 %, el fluido se llamaría una niebla)

La fase líquida de una espuma contiene un surfactante, un detergente espumante, que ayuda a mantener unido el fluido y evita que la fase gaseosa se separe del sistema de fluido.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Niebla

Una niebla está formada por atomización de fluido en aire o en gas.
El fluido en particular, sea agua, lodo o aún aceite, depende de las condiciones y litologías locales.
Por ejemplo, las gotas de agua en suspensión pueden ocasionar la reacción, hinchamiento y desestabilización de los shales, pero el uso de agua o aceite con polímeros puede evitar esto.
Sin embargo al densificarse la niebla se baja la rata de perforación y requiere mayor volumen de aire y algunas veces mayor presión de inyección. El uso de bombas de inyección y de agentes nebulizantes se añade al costo de la perforación con niebla.

Ventajas

• Puede perforar formaciones húmedas
• Evita incendios dentro del pozo.

Desventajas

• Rata de perforación menor que con aire / gas
• Requiere mayores volumen de aire y presión de inyección.
• La humedad permite la corrosión.
• El agua en el pozo puede ocasionar inestabilidad en los shales.
• No hay soporte contra la pared del pozo.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Problemas en la perforación 5

Ojos de llave

Dado que la perforación con gas se hace generalmente en rocas duras que pueden presentar buzamiento, pueden existir, aunque no es lo común, ojos de llave.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Problemas en la perforación 4

Hueco Apretado

Estos problemas provienen de situaciones de anillos de lodo y de depósitos flotantes. Es importante mantener el gas circulando y continuar trabajando la tubería para minimizar esas acumulaciones.

Formaciones goteando

Las formaciones de baja permeabilidad gotean fluido, lo cual a su vez lleva a que se empaquete la broca y / o a la formación de anillos de lodo.
El goteo cesa cuando se acaba el fluido de las zonas adyacentes a la pared del pozo.
El nitrógeno y el metano, dado que son tan secos, son particularmente efectivos para secar una formación de este tipo.

Fluidos para perforación bajo balance - Perforación con Gas & Aire - Problemas en la perforación 3

Incendios

Cuando se usa aire, y se perforan zonas que pueden aportar gas o aceite, puede haber posibilidad de incendios dentro del pozo o en la superficie.
Esta situación se elimina con el uso de nitrógeno o metano, pues no hay oxígeno para la combustión.