Caracterización de revoques formados utilizando mezclas monomodales amplias

Abstract

Durante la operación de perforación de pozos en el proceso de producción de petróleo, se inyecta, a través de la mecha o barrena un fluido de perforación o lodo que debe cumplir con la función de producir una capa delgada de sólidos en las paredes del yacimiento denominada revoque, la cual debe ser impermeable y formarse de la manera más rápida posible, de forma tal de impedir la penetración excesiva de sólidos y líquidos a los poros de la filtración. El objetivo principal que se desarrolló en este estudio fue la determinación de las características tales como la permeabilidad y porosidad de los revoques obtenidos mediante la filtración de lodos formulados con mezclas monomodales amplias de granulometría controlada de carbonato de calcio Intecarb en sus diversos grados. La formación de los revoques se llevó a cabo a un diferencial de presión de 500 psi y una temperatura de aproximadamente 30°C. A igual condiciones de T y P, se realizó la permeación de la torta obtenida con la finalidad de estimar su permeabilidad. Se generaron un total de 7 mezclas a partir de las fracciones estrechas obtenidas de los procesos de clasificación centrífuga y tamizado vía húmeda de los diversos grados del carbonato Intecarb. Los revoques obtenidos a partir de estas mezclas se compararon en términos de su permeabilidad y porosidad en función del tamaño D3,2, con los obtenidos a partir de las bases provenientes del proceso de tamizado vía seca. La formación del revoque se llevó a cabo en una celda de filtración de alta presión y alta temperatura, en dos etapas claramente diferenciadas, una etapa inicial denominada etapa incipiente y una final denominada etapa darcyana, ya que sigue la Ley de Darcy, los datos de filtración se presentan de manera lineal, tal como lo propone dicha teoría de la filtración. La segunda etapa ofrece una resistencia alrededor del 80% de la resistencia global, mientras que la primera solo ofrece una resistencia del 20% sobre la global, por lo que la etapa incipiente es mucho más permeable que la etapa darcyana. Los datos de filtración se representaron en un gráfico tiempo sobre volumen contra tiempo, donde los valores de tiempo y volumen corresponden a los de la etapa darcyana, para ello el punto origen en la curva t/V vs V se traslada horizontalmente la cantidad t0, y verticalmente la cantidad V0, valores correspondientes al tiempo y volumen inicial de la etapa darcyana, convirtiéndose en un gráfico t’/V’ vs V’ siendo t’ equivalente a t menos t0 y V’ a V menos V0, de tal manera que la nueva gráfica generada es una línea recta, cuya pendiente está relacionada directamente con la permeabilidad en esa zona. La porosidad se calcula a partir de la masa y la altura del revoque, pero este último parámetro introduce mucha incertidumbre, puesto que se emplea una altura promedio para los cálculos que se estima a partir de mediciones experimentales, las cuales que presentaron coeficientes de variabilidad de hasta un 40%. Por lo tanto la porosidad calculada también representa un promedio, por lo que dichos valores no deben ser tomados como fiables. Debido a esto se recomienda aplicar métodos adecuados para medir de manera reproducible la altura del revoque. Los revoques que presentaron las mejores características, fueron los obtenidos a partir de las bases, generadas por el tamizado vía seca, presentaron la menor pérdida de volumende filtrado, el menor tiempo incipiente t0, la menor porosidad y permeabilidad. Los revoques obtenidos mediante las fracciones estrechas presentaron un tiempo incipiente diez veces mayor, reflejado en una pérdida considerable de volumen de filtrado y altas permeabilidades. Este comportamiento se puede adjudicar en parte al hecho de que las mezclas diseñadas no contenían tamaños menores a 1.3 mm, puesto que se pierden durante el proceso de clasificación centrífuga. Estas partículas denominadas ultrafinos representan la fracción sellante en el proceso de formación del revoque, de allí la razón de la obtención de tiempos incipientes tan largos, por lo tanto se recomienda la aplicación de métodos de clasificación apropiados para la obtención de dichas fracciones. Se recomienda realizar pruebas sobre núcleos porosos de manera de poder obtener datos reproducibles sobre la etapa incipiente, de la cual todavía existe gran incertidumbre.