Presentación de la Seguridad e Higiene en una plataforma Marina

Aquí un vídeo de como es una perforación en el mar (offshore) - Plataforma Marina

Seguridad e Higiene en offshore

Seguridad e Higiene en offshore

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA-WORD ART

TIPOS DE LODOS DE PERFORACIÓN

Existen muchos tipos de lodos de perforación, tanto de base agua como de base aceite (diesel):
niebla, espuma, aireado, bentonítico, fosfático, cálcico, polimérico, salados, lodos CLS, CLS
emulsionados y lodos de emulsión inversa.
(Los fluidos se programan de acuerdo a las
características de las rocas a perforar).

a) Lodo Niebla: aire seco con pequeñas cantidades de agua y espuma.
b) Lodo Espuma: agua y emulsionantes espumosos con corriente de aire.
c) Lodo Aireado: aire y mezcla gelatinosa.
d) Lodo Bentonítico: agua y bentonita, utilizados normalmente en pozos someros, en áreas
no problemáticas o en la parte superior de los pozos profundos.
e) Lodo Fosfático: lodo bentonítico tratado con fosfato (dispersantes) para reducir la
viscosidad de los lodos bentoníticos contaminados con sólidos de la formación o
cemento, utilizándose en la parte superior de los pozos.
f) Lodo Cálcico: lodo bentonítico utilizado en zonas de yeso, anhidrita o flujos de agua
salada. Estos lodos difieren de los otros lodos base agua en que las arcillas sódicas
(bentonita) se convierten en arcillas cálcicas a través de la adición de cal-yeso y
lignosulfatos.
g) Lodo de Polímeros: lodo elaborado mediante la adición de bentonita con polímeros
floculantes. Son bajos en el contenido de sólidos, más estables a las altas temperaturas y
pueden ser densificados a cualquier valor.
h) Lodo Salado: lodo bentonítico con adición de agua salada y barita. Este tipo de lodo se
usa para perforar domos salinos, zonas de flujo de agua salada, secciones de anhidrita,
yeso y lutitas deleznables. (Referencia Manual de registro de hidrocarburos de Rotenco)
i) Lodos CLS: lodo base agua tratado con cromolignitos y lignosulfatos. Estos lodos son
más resistentes a la contaminación por calcio o a un aumento en los cloruros. Se pueden
usar estos lodos con densidades elevadas y a temperatura de hasta 200 ºC. Los lignitos
son efectivos para controlar el filtrado mientras que los lignosulfatos son adelgazantes
más efectivos.
j) Lodos CLS Emulsionado: de las mismas características que el tipo de lodo anterior más
una cantidad de diesel no mayor del 10%.
k) Lodos de Emulsión Inversa: están constituidos esencialmente de cinco componentes
básicos: agua como fase dispersa, aceite (usualmente diesel) como fase continúa,
emulsionantes, estabilizadores y material densificante.

De lo anterior y para las operaciones de perforación se utilizan principalmente cuatro
tipos de lodo:

1. Lodos Base Agua: 

Cuando se le agrega al agua a los productos químicos orgánicos se les

denomina lodos base agua con dispersantes orgánicos, y cuando se les agrega aceite se

denominan emulsionados. Los primeros son los más utilizados y se clasifican de acuerdo al

dispersante usado en su control. Los lodos base agua emulsionados requieren en su

preparación aceite, diesel o crudo en cantidad de 5 a 10% del volumen total del lodo. Las

ventajas de este tipo de lodo son:

• Aumentar el avance de la perforación.

• Prolongar la vida de la barrena.

• Reducir la torsión y embolamiento de la barrena.

• Prevenir pegaduras por presión diferencial.

• Mejorar el enjarre.

• Incrementar la lubricidad de la barrena.

Sin embargo los lodos base agua pueden provocar no sólo disminución de la densidad y

el filtrado sino aumento de la viscosidad.

2. Lodos Inhibidos:

 En algunas operaciones de perforación, los lodos base agua no resultan

efectivos, sobre todo cuando se requieren altas densidades sin alterar la viscosidad o

gelatinosidad. En estos casos, se recomienda el uso de los lodos inhibidos tales como los

cálcicos, base yeso, de agua de mar y de agua saturada de sal. Dentro de las ventajas de los

lodos inhibidos tanto cálcicos como base yeso se pueden mencionar la protección que estos 

brindan a la tubería de perforación de la corrosión y suspensión de la actividad biológica; sin

embargo, tienen la desventaja de solidificarse a temperaturas de fondo mayores de 120° C.

Por otra parte, los lodos de agua de mar y de agua saturada de sal se usan generalmente para

evitar los problemas de perforación provocados por la presencia de sal en la columna

litológica.

3. Lodos de Bajo Contenido de Sólidos: 

Se define como un lodo de perforación, terminación o

reparación al que cumple ciertos requisitos de densidad, viscosidad y control de filtración

con un contenido mínimo de arcilla. Dentro de este tipo de lodos se pueden nombrar los

siguientes: gomas, asbestos finamente divididos, arcilla beneficiada, combinados (bentonita

prehidratada-lignosulfonato) y lodo no dispersivo. En áreas donde este tipo de lodos es

aplicable, se obtienen grandes ahorros por:

• Aumentar el grado de penetración.

• Incrementar la vida de la barrena.

• Mejorar la estabilidad el agujero.

Por otra parte, el uso de este tipo de lodos es delicado (por la estabilidad del pozo), por lo

que deben tomarse ciertas consideraciones en su uso tales como: reducción del uso de bentonita

para controlar la viscosidad y el filtrado, control del filtrado con polímeros orgánicos, y el uso de

doble malla en las temblorinas para una mejor eliminación del recorte y del funcionamiento

óptimo del eliminador de sólidos.

4. Lodos Base Aceite (Emulsión Inversa): 

El lodo base aceite se refiere a lodos preparados en

aceite con un porcentaje de 1 a 5% de volumen de agua, mientras que el lodo de emulsión

inversa se usa para designara un lodo con más del 5% y hasta con 40% de volumen de agua;

éste se puede dispersar y emulsificar con aceite. Estos fluidos son estables a altas

temperaturas, inertes a la contaminación química y pueden ser densificados después de ser

ajustada la relación aceite-agua. Estos tipos de lodo se utilizan en los siguientes casos:

• Formaciones con altas temperaturas

• Formaciones con lutitas hidrófilas (arcillas deshidratadas)

• Formaciones con anhidrita o yeso 

• Formaciones salinas

• Formaciones con intercalaciones de asfalto

• Formaciones solubles

• Protección de arenas productoras

• Baches para liberar tuberías pegadas por presión diferencial

• Zonas de alta presión

El uso de este tipo de lodos puede ocasionar, para los estudios en pozos exploratorios,

algunos de los siguientes inconvenientes:

• Alteración en los valores de la cromatografía de los gases e hidrocarburos en las zonas de

interés.

• Imposibilidad de efectuar algunos tipos de registros geofísicos (resistividad, potencial

natural, echados, etc.); por la base aceite del lodo que afecta a la fuente de energía

eléctrica de los registros.

• Alteración de los análisis geoquímicos por la base aceite.

• Apreciación de la fluorescencia en las muestras de canal y de núcleos. 

LODO DE PERFORACION

El lodo es un fluido preparado con materiales químicos, en circulando en circuito dentro del

agujero por el interior de la tubería, impulsado por bombas y finalmente, devuelto a la

superficie por el espacio anular (espacio formado entre la pared del agujero y el diámetro

exterior de la tubería). Las principales funciones que ejerce el lodo durante la perforación en

cualquiera de sus variantes (gas, aire, agua, diésel y suspensión coloidal a base de agua y

arcilla), son las siguientes: 

a) Enfriamiento y lubricación de la barrena

 Durante la perforación se va produciendo un

calor considerable debido a la fricción de la barrena y herramienta con la formación que tiene

una temperatura natural llamada “Gradiente Geotérmico (Relación que existe entre la

temperatura y la profundidad del pozo; donde dicho gradiente promedio es de 1° Centígrado

por cada 30 metros (100 pies) de profundidad.”. Debido a esto, el lodo debe tener suficiente

capacidad calorífica y conductividad térmica para permitir que el calor sea recogido desde el

fondo del pozo para ser transportado a la superficie y dispersado a la atmósfera; el lodo también

ayuda a la lubricación de la barrena mediante el uso de emulsionantes o aditivos especiales que

afecten la tensión superficial. Esta capacidad lubricante se demuestra en la disminución de la

torsión de la sarta, aumento de la vida útil de la barrena, reducción de la presión de la bomba,

etc.

b) Estabilidad en las paredes del agujero 

Esto se refiere a la propiedad que tiene el lodo

para formar un enjarre o película que se forman en las paredes del agujero que sea liso,

delgado, flexible y de baja permeabilidad; lo cual ayuda a minimizar los problemas de

derrumbes y atascamiento de la tubería, además de consolidar a la formación. Así mismo, este

proceso evita las filtraciones del agua contenida en el lodo hacia las formaciones permeables y

reduce la entrada de los fluidos contenidos en la formación al ejercer una presión sobre las

paredes del agujero P.H (Presión hidrostática). Normalmente, la densidad del agua más la

densidad de los sólidos obtenidos durante la perforación es suficiente para balancear la presión

de la formación en las zonas superficiales. De baja presión. 

c) Barrena que levante y acarree simultáneamente los recortes perforados (V.A velocidad

anular). 

La eficiencia del acarreo de la muestra del fondo del pozo a la superficie depende

de la velocidad del lodo en el espacio anular que está en función del gasto de la bomba de

lodo, el diámetro del agujero, la velocidad de bombeo y el diámetro exterior de la tubería

de perforación.

d) Control de las presiones de la formación. 

Otra propiedad del lodo es la de controlar las presiones de la formación, siendo ésta con un rango normal de 0.107 kg/cm2  por metro. A esto se le denomina “Gradiente de Presión de Formación”; el lodo genera una presión (Presión Hidrostática) que contrarresta la presión de la formación. La presión hidrostática

está en función de la densidad del lodo y de la profundidad del agujero. La densidad del

fluido de perforación debe ser adecuada para contener cualquier presión de la formación

y evitar el flujo de los fluidos de la formación hacia el pozo.

e) Soporte sustantivo del peso de la sarta de perforación. 

Con el incremento de las profundidades perforadas, el peso que soporta el equipo de perforación se hace cada vez mayor, y con base en el Principio de Arquímedes la tubería recibe un empuje ascendente

al estar sumergida en el fluido de perforación. A este fenómeno también se le conoce

como efecto de flotación donde el empuje depende de la profundidad a la que se

encuentra la tubería y la densidad del fluido sustentante. El peso de la sarta de

perforación y el de la tubería de revestimiento en el lodo, es igual a su peso en el aire

multiplicado por dicho factor de flotación. El aumento de la densidad del lodo conduce a

una reducción del peso total que el equipo de superficie debe soportar.

f) Suspensión de cortes y sólidos al interrumpirse la perforación. 

Cuando la circulación se interrumpe por un tiempo determinado, los recortes quedan suspendidos debido a una característica del lodo llamada “gelatinosidad” la cual evita que los cortes caigan al fondo

y causen problemas al meter la tubería y al reanudar la perforación.

g) Transmisión de la potencia hidráulica a la barrena.

El fluido de perforación es el medio para transmitir la potencia hidráulica requerida a través de las salidas del lodo en la barrena (toberas), donde gran parte de esta potencia producida por las bombas se utiliza para mover la columna del lodo existente en el espacio anular y así establecer una circulación pertinente; ayudando a perforar la formación y limpiar el fondo del agujero.

Las propiedades químicas del flujo del lodo (viscosidad plástica, punto cedente, etc.), ejercen una considerable influencia sobre las propiedades hidráulicas y deben ser controladas con los valores apropiados. El contenido de sólidos en el lodo también debe ser controlado en un nivel óptimo para lograr los mejores rendimientos.

SISTEMAS DE PERFORACIÓN

Sistema de elevación

Su función principal es soportar el sistema de rotación, además de proporcionar el desplazamiento vertical necesario a la sarta de perforación durante el enrosque o desenrosque de la tubería.
Proporciona tanto el equipo necesario como las áreas de trabajo

•La Estructura Soportante
•El equipo para el Izaje o Levantamiento de cargas

La Estructura Soportante
•La Sub-Estructura
•El Piso del Equipo de Perforación
•La Torre de Perforación

Sistema de Izaje 

Los principales componentes son: 

1. Malacate 

2. Bloque de Corona 

3. Bloque Viajero 

4. Gancho 

5. Elevador 

6. Cable o Línea de Perforación

Sistema de potencia

Generación de Potencia

La forma más común es el uso de Motores de Combustión Interna.

Estos motores son normalmente alimentados por combustible Diésel

Su número depende del tamaño del equipo al que van a suministrar la potencia

Muchos equipos modernos tienen 8 Motores de Combustión Interna ó más. 

Transmisión Eléctrica

•La mayoría de los equipos en la actualidad utilizan esta forma de transmisión de

potencia

•Los Generadores producen la electricidad que se transmite a los Motores

Eléctricos a través de cables de conducción eléctrica.

Transmisión Mecánica

No es muy utilizada hoy día aunque todavía se emplea en algunos equipos viejos

Consiste de una serie de correas, cadenas, poleas, piñones dentados y engranajes

Se denomina también Sistema de Transmisión Compuesta

Sistema de rotación

El sistema de rotación depende del tipo de taladro. El más común es el de mesa rotatoria, que consiste en una mesa giratoria ubicada al pie del taladro.

Tiene 3 Sub-Componentes mayores:
1. Ensamblaje de Mesa Rotatoria y / ó Top Drive
2. La Sarta de Perforación
3. La Barrena

Sistema de circulación

En este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulación de lodo químico a alta presión, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno.
Los 4 componentes principales de un sistema circulante son:
1. El Fluido de Perforación
2. El área de preparación y almacenaje
3. El equipo para bombeo y circulación de fluidos
4. El equipo y área para el acondicionamiento

Sistema de seguridad

Está compuesto principalmente por válvulas que se instalan en la boca del pozo para controlar las altas presiones a las que sale el petróleo una vez que se haya llegado al yacimiento.
El Sistema para control del Pozo tiene 3 funciones:
1. Cerrar el pozo en caso de un Influjo imprevisto
2. Colocar suficiente contra-presión sobre la formación
3. Recuperar el Control Primario del Pozo