1. 1. LODOS DE PERFORACION
Son fluidos en los cuales se encuentran sólidos en suspensión y
otros materiales tales como polímeros, sales y gases en solución.
1.1. LODO BASE AGUA:
Las partículas de sólidos están suspendidas en agua o salmuera, el
aceite puede estar emulsionado en agua. El agua en este fluido es
la fase continua.
1.2. LODO BASE ACEITE:
Las partículas de sólidos están suspendidas en aceite. El agua o
salmuera está emulsionada en el aceite; es decir el aceite es la fase
continua.
1.3 LODO AIREADO, GAS, ESPUMAS:
Generalmente es un sistema base agua mezclado con aire; los
cortes de perforación son removidos en una corriente de aire o
espumas. Se utiliza para perforación underbalance.
2. FUNCIONES DE UN LODO DE PERFORACIÓN
2.1 Transportar y suspender los cortes generados durante la
perforación.
2.2 Suministrar la presión hidrostática necesaria para estabilizar
las paredes del pozo y balancear las presiones de formación.
2.3 Formar un revoque para minimizar la entrada de fluidos del
lodo hacia la formación.
2.4 Lubricar y enfriar la broca.
2.5 Obtener muestras geológicas en superficie.
2.6 Transmisión de potencia hidráulica a herramientas de fondo y
broca.
2.7 Permitir la interpretación de los registros.
2.8 Generación de geles en estado estático para mantener los
sólidos en suspensión cuando éste no se encuentre en movimiento,
gracias a sus propiedades tixotropicas.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 1

2. 3. SISTEMA DE CIRCULACIÓN
Se denomina sistema de circulación a todos los equipos, tanto de
superficie como de subsuelo por donde pasa el lodo de
perforación.
El recorrido básico de un sistema de circulación es:
3. Inicialmente el lodo sale de los tanques de succión.
4. Pasa por las bombas del equipo las cuales lo inyectan a
través del stand pipe y las mangueras de circulación a la
Swivel.
5. De allí se comunica a la kelly y a través de esta al drill pipe,
botellas y broca.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 2

3. 6. De la broca se regresa por el espacio anular que queda entre
el diámetro externo de la sarta y el hueco y/o casing.
7. El lodo con cortes de perforación cae a una presión
ligeramente superior a la atmosférica a los scalpers, y luego a
los shakers. Estos a través de mallas y vibraciones cuelan el
lodo separándolo de partículas de tamaño medio y grueso.
8. El lodo continúa su proceso de limpieza a través del
desarenador, en donde se retiran partículas no removidas por
los shakers y que son de tamaño arena o equivalentes.
9. El desarcillador limpia de limos y arcillas el lodo. En
algunos casos se emplea el mud cleaner que es un equipo
que consta de un desarcillador cuya corriente inferior cae en
un shaker con malla 250 mesh o mayor con el propósito de
evitar la pérdida excesiva de lodo.
Finalmente, se remueven los sólidos más finos utilizando
centrífugas de lodo de alta o baja revolución según el caso. Alta
revoluciones separan sólidos de baja gravedad, principalmente
tamaño arcilla. Bajas revoluciones separan sólidos de alta
gravedad. También se emplean como recuperadoras de barita en
lodos densificados.
En este punto finaliza la limpieza y el sistema de circulación se
cierra, cuando el lodo retorna a los tanques de succión para ser
bombeado nuevamente hacia el pozo.
Este sistema debe mantener su ciclo cerrado especialmente en
lodos con potencial contaminante como los base aceite o
salmueras concentradas.
4. COMPONENTES DE LOS FLUIDOS DE
PERFORACIÓN.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 3

4. 4.1 ARCILLAS
QUIMICA DE ARCILLAS
Los minerales arcillosos están
conformados por dos unidades
estructurales basicas; la hoja
octaedral de aluminio y la hoja
tetraedral de sílice Fig 1, Fig 2.
Las unidades fundamentales de las
hojas tetraedrales y octaedrales
son unidas para formar una lámina
por átomos de oxígeno
compartidos. Normalmente dos
hojas tetraedrales envuelven una
hoja octaedral tal como se indica
Fig 4.
Las diferentes combinaciones de
el número de átomos metálicos
en el centro de la capa octaedral
Al++, Fe++, Mg++ y
modificaciones químicas dieron
lugar a 26 diferentes minerales
arcillosos, así se tiene estructura
dioctaedral (dos de tres de los
centros).
Entre las arcillas más comunes
se encuentran: Montmorillonita,
illita, caolinita, smectita, clorita,
atapulgita.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 4

5. La motmorillonita sódica es la más conocida en la industria
petrolera pues se emplea con mayor frecuencia en los fluidos de
perforación base agua. Es conocida también como bentonita.
4.1.1 BENTONITA
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 5

6. Fue mencionada por primera vez por Knight en 1898. Su nombre
proviene de las minas de arcilla de Fort Benton encontradas en
Wyoming.
La bentonita es un tipo de arcilla formada en su mayoría por
montmorillonita sódica. Se caracteriza por presentar el más alto
potencial de hinchamiento o rendimiento.
Se conoce como rendimiento de la arcilla la cantidad de barriles de
lodo de 15 centi-Poises, que se pueden preparar con una tonelada
de arcilla. El ión que intercambia esta arcilla es el sodio.
4.1.1.1 Mecanismo de Hidratación de arcillas
La bentonita se hidrata e hincha. Existen dos mecanismos de
hinchamiento: Cristalino y osmótico.
El hinchamiento cristalino o superficial resulta de la adsorción de
una capa monomolecular de agua en la superficie basal.
En este caso las esmectitas se hinchan de la siguiente manera:
LAMINA TETRAHEDRAL
LAMINA OCTAHEDRAL
LAMINA TETRAHEDRAL Espacio C
Unidad variable
Intercambio de p
cationes y agua
cristalina Superficie basal
La primer capa de agua es mantenida en la superficie de las
láminas por la unión hidrógeno (Proveniente del agua) y los
oxígenos que se encuentran formando la base hexagonal de la
arcilla.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 6

7. Diagrama de formación hexagonal y octahedral del
hinchamiento cristalino de la arcilla. (Montmorillonita).
La capa siguiente se organiza de manera similar y se une a la
primera y así sucesivamente. La unión ente las láminas de
arcilla decrece con la distancia, originando el hinchamiento del
volumen inicial.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 7

8. El hinchamiento osmótico ocurre cuando hay cationes
disociados en el fluido poral de la arcilla. Debido a que los
cationes son atraídos a las caras negativas de las laminas de
arcilla y la concentración de sodio es mayor que en la solución
acuosa, se genera una presión osmótica en donde el agua es
atraída hacia las láminas ocasionando un aumento en el
espaciamiento C permitiendo el desarrollo de una doble capa
difusa.
El hinchamiento osmótico en la montmorillonita sódica
incrementa su volumen, gracias a la adsorción de 10 gramos de
agua por cada gramo de arcilla seca. Mientras 0.5 gramos de
agua es absorbido por el hinchamiento cristalino.
La doble cara difusa se forma a medida que la superficie de la
partícula queda balanceada por iones libres en el agua. Los
iones positivos se atraen a la cara negativa de la superficie
mientras que los negativos por poseer la misma carga que esta
son alejados de la misma .(Figura 16)
Esta capa difusa genera una diferencia de potencial eléctrico
entre el plano de corte y la solución, denominado potencial Z.
El potencial Z se reduce a medida que se incrementa la
concentración de iones en la solución, adicionalmente la
valencia de los iones agregados determinan si este valor es aun
mas reducido.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 8

9. Cuando se agregan electrolitos a la suspensión, el potencial Z
es reducido y la doble capa difusa es comprimida; si se agrega
suficiente electrolito las partículas que eran mantenidas
separadas pueden acercase la una a la otra de tal forma que las
fuerzas de atracción van a predominar y las partículas se van a
aglomerar. Esto es llamado FLOCULACION.
4.1.1.2 Estados de la arcilla
• Agregado
• Disperso
• Floculado
• Defloculado
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 9

10. 4.1.1.2.1 Estado Agregado
Se utiliza para describir la
desaparición de la doble capa
difusa y la formación de
agregados de láminas
orientadas en paralelo y
espaciadas a menos de 20 Aº.
En términos generales se llama
agregación al estado natural de
la arcilla, en donde las láminas
se organizan en forma paralela
una tras otra. En este estado
los geles de la arcilla son
bajos, debido a que la
superficie neta de las unidades
disponibles para los geles
disminuye; muy por el contrario al efecto de floculación donde
la superficie se incrementa.
4.1.1.2.2 Estado Disperso
Ocurre cuando la
arcilla que
originalmente estaba
en su estado
agregado, se hidrata
hasta tal punto que
las laminas que la
componen se
separan unas de
otras, coexistiendo
suspendidas en la
solución acuosa, esto
ocurre principalmente en fluidos en donde la solución es 100%
agua o con concentraciones muy bajas de electrolitos.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 10

11. 4.1.1.2.3 Estado Floculado
Es la asociación de partículas que forman estructura de flóculos
o geles.
Existen varios tipos
de floculación:
Floculación cruzada
causada por la
atracción o
asociación entre los
bordes positivos y las
caras negativas, para
formar una estructura
tipo castillo de
naipes.
Floculación borde-
borde, causada
debido al alto
potencial de repulsión
entre las superficies
basales.
4.1.1.2.4 Estado Defloculado
La defloculación ocurre como consecuencia de la adición de un
producto químico que genera la separación de las láminas de
arcilla; hay que anotar que el agente floculante persiste en la
solución .
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 11

12. Como aditivos defloculantes se cuentan los polifosfatos,
taninos, lignosulfonatos, y aquellos conocidos como
adelgazantes y/o dispersantes.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 12

13. 4.1.1.3 INIHIBICION DE ARCILLAS
El espaciamiento C de las laminas de arcilla es ocupado por
cationes que realizan intercambio iónico con el sodio presente
en la bentonita. El orden de absorción de los iones “orden de
preferencia” es el siguiente.
H+>Ba++>Ca++>K+>Na+>Li+
El H+ es absorbido con más fuerza que los demás cationes por
esta razón el pH interviene definitivamente en las reacciones de
intercambio de base.
El espacio C de la montmorillonita sódica es de 7 Aº, por tal
motivo la adición de potasio cuyo diámetro atómico es muy
similar ocupa exactamente el espacio entre láminas originando
una atracción fuerte, comprimiendo la capa difusa y evitando la
separación entre las láminas.
Cuando las láminas han intercambiado el sodio por iones
potasio estos inhiben la hidratación de los paquetes de arcilla
evitando el hinchamiento y/o dispersión de la misma.
La siguiente tabla muestra la capacidad de intercambio por cada
100 gramos de arcilla seca, según tipo de arcilla:
Arcilla Meq/100g de arcilla seca
Montmorillonita 70-130
Illita 10-40
Caolinita 3-15
Clorita 10-40
Atapulgita 10-35
4.2. POLIMEROS
Cuando se estudia la química de polímeros, con frecuencia se
aplican términos como monómero, polímero y copolímero.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 13

14. Los polímeros nacen como una repetición de una unidad básica
llamada monómero. Es por esta razón que poli: muchos, mero:
unidad.
4.2.1 Tipos de Polímeros
Los polímeros se clasifican según su composición en naturales
o sintéticos. Basados en su origen pueden ser orgánicos o
inorgánicos.
Un ejemplo de polímero inorgánico es el asbesto y uno sintético
inorgánico sería la silicona.
Los polímeros orgánicos se dividen en tres categorías: Natural,
Sintético y Modificado.
ORGANICOS
NATURAL SINTETICO MODIFICADO
PROTEINAS HEC (HIDROXIETIL CMC(CARBOXIMETIL
CARBOHIDRATOS CELULOSA) CELULOSA)
CELULOSAS SIN PVC (CLORUTO DE PAC (CELULOSA
TRATAMIENTOS POLIVINILO) POLIANIONICA)
NYLON CARBOHIDRATOS
Los copolímeros son sintéticos, naturales o modificados;
manufacturados a partir de dos materiales diferentes. EZ MUD es
un complejo de poliamida y poliacrilato y es un ejemplo de un
copolímero.
Los copolímeros se pueden manufacturar para suplir cualquier
necesidad. El problema es el alto peso molecular que pueden
alcanzar y el alto costo de fabricación.
Físicamente los polímeros se dividen en :
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 14

15. Lineales
Ramificados
Entrecruzados (Cross Linked)
La mayoría de polímeros empleados en la industria petrolera son
solubles en agua, aunque también se encuentran solubles en aceite
y en soluciones salinas. Especialmente en fluidos de
completamiento, fracturamiento o de empaque.
Los polímeros se clasifican según su carga eléctrica en :
ANIONICOS CATIONICOS ANFOTERICOS NO IONICOS
DE CARGA MOLEC. CARG CON CARGAS NO POSEEN
NEGATIVA. POSITIVA. POSITIVAS Y CARGA. GRAL/.
FORMADOS GENERALMEN. NEGATIVAS. ODICO DE
POR LA AMINAS CARGA ETILIENO O DE
DISOCIACION GOBERNADA PROPILENO.
DE UN ACIDO. POR EL pH. EN (AKTAFLO S)
-CO-O-H pH. BAJOS SON REDUCE LA
MAYOR CATIONICOS. TENSIÓN
CANTIDAD EN Ph. ALTO SON SUPERFICIAL
LA INDUSTRIA ANIONICOS ENTRE LAS
PETROLERA PARTICULAS.
4.2.2 HIDRATACIÓN DE POLIMEROS
Cuando se mezclan polímeros aniónicos en el agua comienza un
fenómeno de hidratación cuya velocidad se halla directamente
relacionada a la demanda de agua y la concentración de polímeros
en el sistema. Una vez que la hidratación se ha llevado a cabo, el
catión generalmente sodio se separa del polímero y es envuelto en
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 15

16. una película de agua cuyo grosor es generalmente de 3 a 4
moléculas.
Cada molécula de polímero en el agua tiende a hidratarse
rápidamente generando una “guerra” de hidratación que produce
fuerzas repulsivas entre ellas. A medida que se incrementa la
cantidad de moléculas de polímeros las fuerzas de repulsión son
mayores.
Las fuerzas eléctricas generadas por los polímeros en la solución
acuosa, su forma, disposición enredada y su concentración
desarrollan viscosidad en el fluido. A continuación se enumeran
algunos de los factores que permiten al polímero el desarrollo de la
viscosidad.
1. Demanda de agua, que se halla controlada por el tipo y
cantidad de los grupos funcionales de polímeros.
2. el tamaño, las partículas de más tamaño desarrollan más
viscosidad. Hay un límite para este fenómeno ya que cuando
la partícula se hace demasiado grande tiene dificultades para
hidratarse.
3. EL incremento de la complejidad de las cadenas, resulta en
mayor viscosidad, pero si el polímero es demasiado
ramificado la masa resultante se decanta de la solución sin
producir viscosidad alguna.
4. Habilidad para encontrar agua libre, si otras moléculas de
polímero se han hidratado previamente, y el polímero nuevo
no tiene la habilidad de capturar agua libre este no se va a
hidratar.
4.2.3 DEGRADACION DE POLIMEROS
Los polímeros son susceptibles a degradación por cualquiera de
los siguientes factores:
 Calor
 Degradación mecánica
 Oxigeno
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 16

17.  Ataques biológicos
 Ácidos, sales y bases
4.2.4 USO DE LOS POLIMEROS EN EL CAMPO
PETROLERO
Los polímeros como
1. Viscosificantes
2. Floculantes
3. Defloculantes
4. Agentes de Control de Filtrado
5. Agentes de Estabilización de Lutitas
6. Recuperación secundaria.
Según el peso molecular los polímeros tienen diferentes
aplicaciones.
1. Pesos moleculares menores a 500.000 se consideran de bajo
peso y se emplean como adelgazantes y/o defloculantes.
Ej. THERMA-THIN. Estos polímeros estabilizan las cargas
eléctricas presentes en las superficies en las partículas de
arcillas
2. Pesos moleculares entre 500.000 y 5.000.000 se emplean
como controladores de filtrado. Ej. CMC, PAC
3. Pesos moleculares mayores a 5.000.000 son empleados como
viscosificantes o estabilizadores de lutitas. Ej. EZ MUD,
HEC, PHPA.
Para conocer y diversificar las utilidades de los polímeros es
necesario estudiar aun mejor sus propiedades sobre los
diferentes tipos de lodos.
5. REOLOGIA
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 17

18. Se define como el estudio de la deformación y del flujo de un
material.
La reología permite determinar y controlar:
- Capacidad de limpieza del hueco
- Propiedades de suspensión
- Caída de presiones producidas en la sarta y en el espacio anular
- Presiones de surgencia.
- Reducir o minimizar las posibilidades de dañar la formación.
5.1 VISCOSIDAD:
Resistencia del fluido a fluir. El embudo marsh da un indicativo
de esta resistencia al flujo.
Para el ingeniero de lodos, la reología es definir la viscosidad a
diferentes velocidades de corte; utilizando un viscosímetro de
velocidades múltiples.
Componentes de la Viscosidad:
Fuerza Dynas
Viscosidad = Esfuerzo de Corte Area cm²______ =
Velocidad de Corte Vel relativa pies/sec
Dist. Relativa pies
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 18

19. Dynas/cm² = 1 Poise
sec -1
5.1.1. Esfuerzo de Corte:
Resistencia interna a un esfuerzo aplicado para iniciar flujo, en un
fluido de perforación se debe aplicar cierto esfuerzo de corte antes
de producir corte o deformación.
5-1-2-Velocidad de Corte:
Es el gradiente de velocidad en el fluido. Es la velocidad con que
diferentes capas del fluido se mueven, una respecto a otra dividido
por las distancias que las separa.
Con el viscosímetro se puede determinar la viscosidad que tiene el
fluido a diferentes velocidades de corte.
Los viscosímetros están calibrados para que las diferentes RPM
correspondan a diferentes velocidades de corte, la constante de 1.7
permite obtener: RPM x 1.7 = ----- sec –1.
Ejemplo: 600 rpm equivalen a 1020 seg –1.
La viscosidad efectiva es la viscosidad correspondiente a una
velocidad de corte determinada:
Viscosidad (cp)= Lect dial lb/100ft²x5.11dyn/cm²xPoise x100cp
RPM x 1.7 sec-1/rpm lb/100 ft² 1Poise
Viscosidad (Cp) = 300 x Lectura del Dial
RPM
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 19

20. 5-2-TIPOS DE FLUIDOS
5-2-1-NEWTONIANO:
El esfuerzo de corte es directamente proporcional a la velocidad de
corte en condiciones de flujo laminar. Entonces la viscosidad de
un fluido Newtoniano es constante.
5-2-2-NO NEWTONIANO:
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 20

21. La viscosidad del fluido depende de la velocidad de corte. (lodos
de perforación).
5-3-MODELOS REOLOGICOS
5-3-1-PLASTICO BINGHAM:
Utiliza los valores de las propiedades Viscosidad Plástica y Punto
Cedente, obtenidos de las lecturas de 600 y 300 RPM de un
viscosímetro. Al graficar estos valores, se obtiene una recta que
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 21

22. corta el eje vertical en papel lineal, o el eje del esfuerzo por encima
del origen. El punto de corte se llama Punto de Cedencia y la
pendiente de la recta se llama Viscosidad Plástica.
La ecuación es:
τ = Yp + Vp ( γ )
300
τ: Lectura del dial a la velocidad R
γ: RPM del viscosímetro.
5-3-1-1-Viscosidad Plástica (Vp):
Es la propiedad del lodo que describe la resistencia al flujo debido
a la fricción mecánica, es afectada por la concentración, tamaño y
forma de los sólidos y la viscosidad de la fase líquida.
Un aumento en Vp significa un aumento en el contenido de
sólidos y/o una reducción en el tamaño de estos. El control se hace
con los ECS y dilución.
Según la definición: Viscosidad = Esfuerzo de Corte
Velocidad de Corte
Vp = (lect 600 – lect 300) lbs/100 pie² x 5.11 dyn/cm²
(600 – 300) rpm x 1.7 sec –1 lbs/100 pies²
rpm
Vp = (Lect 600 – Lect 300) x 3 poise x 100 cp
300 1 poise
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 22

23. Vp (Cp) = Lect 600 – Lect 300
5-3-1-2-Punto Cedente ( Yp):
Es la parte de la resistencia al flujo debida al grado de dispersión o
atracción entre las partículas de sólidos en el fluido. Es una
función del tipo de sólidos y las cargas con ellos asociadas,
concentración de estos sólidos y de la naturaleza iónica de las sales
disueltas presentes en el fluido.
Es la propiedad que nos da la capacidad de transporte de los cortes
de perforación. En un fluido No-Newtoniano se deberá aplicar una
fuerza determinada para iniciar el flujo, esta fuerza es el punto
cedente.
Yp = (Lect 300 – Vp) lb/100 ft²
Yp = (2 Lect 300 – Lect 600) lb/100 ft²
Se podria calcular la viscosidad efectiva del lodo en cada punto de
la curva dividiendo el esfuerzo de corte / velocidad de corte, sin
embargo el defecto del modelo de Bingham es que las velocidades
aplicadas 600 y 300 rpm, son generalmente mayores a las que
encontramos en el anular. Sin embargo con la Vp y Yp obtenidos
por este método, se utilizan para evaluar las propiedades de flujo,
capacidad de limpieza del hueco y características de
adelgazamiento por corte.
5-3-1-3-Fuerza de Gel:
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 23

24. Es una medida de las propiedades tixotrópicas del lodo bajo
condiciones estáticas.
Es la propiedad del lodo que nos describe la capacidad de
suspensión de los sólidos del lodo y de perforación, cuando éste
está estático.
5-3-2-MODELO LEY DE POTENCIA:
La ecuación que define la relación de Esfuerzo de Corte a
Velocidad de Corte:
τ = kγn
τ: esfuerzo de corte dyn/cm²
k: índice de consistencia dyn-sec-1/cm²
γ: velocidad de corte seg-1
n: índice de la ley de potencia o índice de flujo.
En papel lineal obtenemos una curva, en papel logarítmico
obtendremos una recta.
El modelo exponencial se acerca más a la relación esfuerzo de
corte velocidad de corte, de un fluido de perforación real en el
espacio anular.
En general el uso de los valores de n y k aportan un método
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 24

25. mejorado de evaluación del comportamiento reológico de un
fluido de perforación.
El valor n indica el comportamiento no-newtoniano es decir la
habilidad seudoplástica de cada fluido. En el agua, fluido
newtoniano n = 1; un fluido con valores bajos de n será mejor
debido a que:
- Las tasas de penetración se aumentarán a causa de las bajas
viscosidades en la broca y pérdidas de presión menores en la
sarta.
- La capacidad de arrastre y de limpieza del fluido será mejor, en
especial en las secciones lavadas del hueco y en áreas de
velocidades anulares bajas.
- La estabilidad del hueco se mejora al poder circular en flujo
laminar a mayores velocidades anulares.
Es deseable bajar el valor de n si se halla por encima de 0.6 y
aumentar k.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 25

26. El índice de consistencia k nos da una idea de la viscosidad del
sistema y de la capacidad de limpieza. Aumentando k se
incrementa la viscosidad anular efectiva y por consiguiente la
capacidad de arrastre y de suspensión a bajas velocidades de corte.
Las ecuaciones para calcular los valores de n y k de un fluido son:
n= log (R2/R1) k = 5.1 R2
log (rpm2/rpm1) (1.7rpm 2)n
Donde R1 = Lectura del dial a rpm1
R2 = Lectura del dial a rpm2
Si rpm2 = 2(rpm1), ejemplo 600 rpm = 2(300 rpm), entonces
n = 3.32 log lect 600 rpm
lect 300 rpm
k = 1.07 x lect 300 rpm k = 1.07 x lect 600 rpm
511n 1020 n
Los cortes de perforación tienden a acumularse a lo largo de la
pared, n va a indicar el perfil de flujo del lodo en el espacio anular,
una reducción de n resultará en un perfil más llano acompañado de
un incremento de su capacidad de arrastre. A medida que n
aumenta, el perfil se acerca al del flujo turbulento, acompañado
por una perdida de eficiencia en la capacidad de limpieza.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 26

27. 5.3.3 MODELO HERSCHEL-BULKLEY ( YPL model):
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 27

28. Este modelo describe el comportamiento reológico de los lodos, de
una forma más aproximada que cualquier otro modelo.
τ = τo + kγ n
τ = Esfuerzo de corte lb/100 ft²
τo = Esfuerzo cedente del fluido (esfuerzo de corte a cero
velocidad de corte) lb/100 ft² n
k = Indice de consistencia del fluido en cP o lb/100ft² sec
n = Indice de flujo .
γ = Velocidad de corte en sec –1
Si n = 1, se tiene el modelo de Bingham.
Si τo = 0, se tiene el modelo de Potencia.
Lb/100 ft² sec n = eq cP
478.8
El modelo YPL requiere un algoritmo en computador para obtener
las soluciones. Los valores de k y n se calculan en forma diferente
a como se calculan en el modelo de potencia. Se requiere un
mínimo de tres mediciones de esfuerzo de corte a tres diferentes
velocidades de corte para obtener los resultados, la aproximación
del modelo mejora con datos adicionales.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 28

29. LSR YP 1 / 3 / 12 / 13 / 22 / 40 / 0 / 3
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 29

30. 6. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE FLUIDOS DE
PERFORACION BASE AGUA
No Dispersos – No inhibidos
No Dispersos – Inhibidos
Dispersos – No inhibidos
Dispersos – Inhibidos
6.1. Sistemas No Dispersos – No inhibidos:
No contienen iones inhibidores tales como Cloruro (Cl -), calcio (Ca+2) o
Potasio (K+) en la fase continua y no utilizan adelgazantes químicos o
dispersantes para control de las propiedades reológicas.
Ejemplos:
Spud Muds (Lodos de inicio)
Polímero/Bentonita
Bentonita extendida
6.2. Sistemas No Dispersos – Inhibido:
No se utilizan adelgazantes químicos o dispersantes para control de las
propiedades reológicas, se incluyen en el sistema sales tales como NaCl
y KCl las cuales inhiben el hinchamiento y rompimiento de los sólidos
de las formaciones perforadas, mejorando la eficiencia del equipo de
control de solidos.
Ejemplo:
Polymero-KCl
EZ-MUD - KCl
6.3. Sistemas Dispersos – No inhibidos:
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 30

31. Se utilizan dispersantes químicos para dispersar la bentonica sódica. No
se utilizan iones de inhibición, ya que los dispersantes van a actuar
sobre los sólidos perforados maximizando su dispersión.
Ejemplo:
Lignito – Lignosulfonato
6.4. Sistemas Dispersos – Inhibidos:
Se emplean dispersantes químicos para dispersar los sólidos perforados.
Además se utilizan diferentes electrolitos para inhibir la hidratación y
debilitamiento mecánico de las arcillas.
Ejemplo:
Lodos Calados (POLYNOX)
Lodos con Agua de Mar
KOH/K-Lig
BIBLIOGRAFIA:
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 31

32. 1. Composition and Properties of Drillinga and
Completion Fluids.
Autores: H.C.H Darley; George R. Gray.
2. Manual de Fluidos de Baroid, Baroid.
3. Drilling Concepts and Practices. Phase III
Autor: Baroid Corporation.
4. Manual Técnico, Kelco Oil Field Group.
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 32

33. ANEXO
CURSO BASICO DE LODOS BASE AGUA 33