Fluidos de Perforación

Propósitos generales

El curso está orientado a supervisores, company men, ingenieros de fluidos de perforación, estudiantes avanzados en carreras afines y aquellos profesionales o técnicos que estén involucrados con las tareas de perforación de pozos petroleros.

La finalidad del curso es conocer los componentes indispensables en la preparación, tratamiento de fluidos de perforación y obtener los conocimientos necesarios para supervisar y estar preparados para ejecutar un servicio de este tipo, aportando soluciones y sugerencias al cliente en el proceso de construcción de pozos petroleros.

Competencias

Luego de realizado el curso, los participantes estarán en condiciones de conocer cálculos volumétricos indispensables para la tarea diaria en la construcción de un pozo, analizar las propiedades de los fluidos de perforación para realizar tratamientos adecuados a las zonas perforadas y requerimientos del cliente, conocimientos de los diferentes sistemas (Base Agua y Base Aceite), formulaciones, ensayos de laboratorios y tratamientos de acuerdo a los diferentes problemas operacionales y cada uno de los elementos que los componen para desarrollar un servicio de este tipo.

Estrategias

Durante el curso se usarán materiales de investigación desarrollados con presentaciones interactivas y módulos basados en materiales elaborados en diferentes empresas de fluidos de perforación.

 

Acreditación

Este programa es avalado por la Universidad Tecnológica del Centro (UNITEC) de acuerdo con el convenio marco de la alianza entre PETROBANCA y la UNITEC.

 

Contenido Detallado

MÓDULO I: Fundamentos de los fluidos de perforación

Generalidades

  • Introducción
  • Empresas involucradas en el proceso de perforación
  • Diagrama esquemático de una locación
  • Sistema de circulación de fluidos de perforación
  • Tipos de control de sólidos

Fluidos de perforación

  • Funciones de los principales fluidos de perforación
  • Objetivos del fluido de perforación
  • Tipos de fluidos de perforación
  • Ventajas de fluidos base aire-gas
  • Desventajas de fluidos base aire-gas
  • Espuma o fluidos aireado
  • Fluidos base agua
    • Sistema no disperso no inhibido
    • Ventajas de los sistemas no dispersos no inhibidos
    • Desventajas de los sistemas no dispersos no inhibidos
    • Sistemas no dispersos inhibidos
    • Ventajas de los sistemas no dispersos inhibidos
    • Desventajas de los sistemas no dispersos inhibidos
  • Composición de los fluidos de perforación base agua

Química de las arcillas

  • Minerales arcillosos
  • Características principales de los minerales de arcilla
  • Comportamiento de los minerales de arcilla bajo la influencia del agua
  • Estado de las arcillas en los fluidos de perforación
  • Etapas secuenciales en la interacción del agua con la arcilla

 

MÓDULO II: Reología e Hidráulica

Generalidades

  • Introducción
  • Objetivos
  • Definiciones básicas

Propiedades reológicas

  • Viscosidad
  • Viscosidad de embudo
  • Esfuerzo y velocidad de corte
  • Viscosidad efectiva
  • Viscosidad aparente
  • Viscosidad plástica
  • Punto cedente

Tixotropía y esfuerzo de gel

  • Tixotropía
  • Resistencia de gel
  • Complicaciones de esfuerzo de gel excesivo
  • Tipos de esfuerzo de gel
  • Comportamiento tixotrópico

Efectos de la temperatura y la presión sobre la viscosidad

  • Efecto de la temperatura sobre la viscosidad
  • Efecto de la presión sobre la viscosidad
  • Determinación de los efectos de la viscosidad

Tipos de fluidos

  • Newtonianos
    • Ecuación de esfuerzo de corte
    • Ecuación de viscosidad
    • Régimen laminar
    • Ecuación de velocidad de corte
  • No newtonianos
    • Perfil de velocidad de un fluido no newtoniano
    • Viscosidad de un fluido no newtoniano
    • Esfuerzo de corte y velocidad de corte de un fluido no newtoniano

Modelos reológicos

  • Modelo de flujo plástico de Bingham
  • Modelo de Ley Exponencial
  • Relación entre (K, N) y (VP, PC)
  • Caso Nro. 1 Acumulación de sólidos
  • Caso Nro. 2 Disminución de sólidos
  • Caso Nro. 3 Floculación causada por la contaminación
  • Ley Exponencial Modificada
  • Comparación de los modelos reológicos

Etapas de flujo

  • Etapa Nro. 1 Ningún Flujo
  • Etapa Nro. 2 Flujo Tapón
  • Etapa Nro. 3 Flujo Ordenado Incompleto
  • Etapa Nro. 4 Flujo Ordenado Completo
  • Etapa Nro. 5 Flujo de Transición
  • Etapa Nro. 6 Flujo Turbulento

Cálculos de hidráulica

  • Pautas para la optimización de la hidráulica
  • Ecuaciones de hidráulica API
  • Velocidad media de propagación en el medio
  • Número de Raynolds
  • Velocidad crítica
  • Cálculos de pérdidas de presión
  • Pérdidas de presión en equipo superficial
  • Conexiones superficiales de la rotaria viajera
  • Pérdidas de presión de la columna de perforación
  • Factor de fricción
  • Pérdidas de presión en los intervalos de tubería
  • Pérdidas de presión a través de los motores y las herramientas
  • Pérdida de presión en la barrena
  • Pérdidas totales de presión en el espacio anular
  • Factor de fricción del espacio anular
  • Pérdidas de presión en los intervalos de la tubería
  • Densidad equivalente de circulación

Cálculos de Hidráulica de la barrena

  • Potencia hidráulica
  • Potencia hidráulica en la barrena
  • Potencia hidráulica del sistema
  • Velocidad de tobera
  • Porcentaje de pérdida de presión en la barrena
  • Fuerza de impacto hidráulica

Optimización de la hidráulica de la barrena

  • Efectos del caudal sobre la pérdida de presión y la hidráulica de la barrena
  • Factores que afectan la ROP
  • Factores que influyen en la hidráulica de la barrena
  • Limitaciones de la optimización para el porcentaje de pérdida de presión en la barrena

MÓDULO III: Análisis de problemas con fluidos de perforación

Problemas asociados a los fluidos de perforación 

  • Propiedades fundamentales de los fluidos de perforación
  • Problemas comunes de perforación relacionados con fluidos de perforación
  • Pérdida de circulación
  • Problemas con lutitas e inestabilidad del hoyo
  • Brotes o surgencias
  • Pega de tuberías
  • Contaminantes de lodos base agua

Teoría sobre polímeros

  • Naturaleza de los polímeros
  • Clasificación de los polímeros
  • Factores que afectan las propiedades de los polímeros

Pruebas de laboratorio en fluidos de perforación 

  • Pruebas fluidos base agua
  • Pruebas fluidos base aceite
  • Interpretación y análisis de resultados de pruebas de laboratorio

Cálculos volumétricos relacionados a las operaciones  de fluidos de perforación

  • Fórmula general para el calculo de volumen del hoyo
  • Configuración de hoyos
  • Longitud de hoyos
  • Bombeo de píldoras
  • Estimación de diámetros de hoyos
  • Volumen a preparar en caso de píldora
  • Volumen generado por productos químicos
  • Cálculo o desplazamiento de tubulares
  •  Tiempos para el desplazamiento de fluidos
  • Ubicación de tanques

Cálculos operacionales durante la construcción  de pozos asociados al movimiento de fluidos de perforación 

  • Bombas de lodo
  • Descarga de las bombas de lodo
  • Cálculos relacionados a las operaciones de formulación de fluidos de perforación

Principales productos químicos utilizados en la formulación de fluidos de perforación

  • Productos comunes que se emplean en los fluidos de perforación
    • Densificantes
    • Viscosificantes
    • Materiales para el control de filtrado
    • Materiales para el control reológico
    • Adelgazantes- dispersantes
    • Materiales alcalinos y control de PH
    • Materiales de pérdida de circulación
    • Materiales lubricantes
    • Bactericidas

Diseño y formulación de fluidos de perforación 

  • Fluidos base agua
  • Fluidos base aceite
  • Salmueras

Solución de problemas en situaciones de campo que involucran al ingeniero de fluidos de perforación 

  • Incremento de sólidos en el fluido de perforación
  • Aumento o disminución de la densidad
  • Floculación en fluidos base agua
  • Disminución de volumen en lo niveles de tanque
  • Diluciones adecuadas para el fluido de perforación
  • Concentraciones de los productos utilizados según la zona a perforar
  • Rutina de operaciones

 

Plan de Evaluación

Módulo I: Presentación en Power Point y Exposición interactiva. Quiz interactivo

Módulo II: Presentación en Power Point y Exposición interactiva. Quiz interactivo

Módulo III: Presentación en Power Point y Exposición interactiva. Quiz interactivo

Proyecto final: Examen interactivo OnLine

 

Facilitadores

Fronger Cabeza

Ingeniero de Petróleo con más de 13 años de experiencia en fluidos de perforación en diferentes empresas de servicios petroleros nacionales y multinacionales.  Ha trabajado formulando fluidos base agua, base aceite, emulsiones; monitoreo de inventarios y resguardo de productos químicos, monitoreo de propiedades del fluido, cálculos aplicados en las operaciones, pruebas de laboratorio, análisis de resultados para realizar los tratamientos adecuados, entre otras actividades inherentes a la operación.

Jorge Marcano

Experiencia de 10 años en fluidos de perforación y rehabilitación de pozos. Jefe de Laboratorio de Fluidos de perforación, diseños de pruebas especias a diferentes sistemas de fluidos, Controles de Calidad a productos, Aplicación de Normas API y manejos de Equipos OFITE Y FANN. Formación académica como Ingeniero Electrónico y Licenciado en Educación Integral Mención Matemáticas.