Estudio de la compresibilidad y erosionabilidad de los revoques de lodos formulados con hematita y su influencia en la cementación de pozos de hidrocarburos

Abstract

El proceso de acondicionamiento del hoyo previo a la cementación primaria es uno de los factores claves para lograr el aislamiento zonal requerido en el pozo. Si no se remueve eficientemente el lodo gelificado y el revoque pueden formarse micro canales entre la formación y el cemento, permitiendo el influjo de fluidos hacia el anular. La limpieza del hoyo se realiza mediante erosión mecánica a altas tasas de bombeo, y remoción química efectuada por lavadores. Diversos investigadores afirman que el acondicionamiento del hoyo es el proceso que presenta más fuentes de fallas debido a la falta de criterios y metodologías estándares. Por esto es necesario realizar estudios sobre la remoción mecánica y química del revoque formado en el anular. En esta investigación se propone estudiar la compresibilidad y remoción, tanto mecánica como química, de los revoques de fluidos de perforación densificados con hematita, y establecer comparaciones al emplear barita como densificante. Este es un material que en la Industria Petrolera Nacional se está utilizando para formular lodos, en lugar de la barita. La hematita, además de aumentar la tasa de penetración, permite ahorrar divisas al ser un producto nacional. Para evaluar la compresibilidad y erosionabilidad de los revoques se utilizó una celda que permite simular los procesos de filtración y acondicionamiento que ocurren en un pozo. Mediante este y otros trabajos sobre compresibilidad de revoques, se evidencia la relación entre esta propiedad y la erosionabilidad. En el caso de los revoques con hematita, estos son menos compresibles y más difíciles de erosionar que los revoques con barita. Esto indica la importancia de conocer la compresibilidad del revoque al momento de planificar el acondicionamiento del pozo. En este trabajo se evidencia la necesidad de formular los lavadores en función de la formulación del fluido empleado durante la perforación del hoyo. En efecto, al comparar la remoción efectuada por tres lavadores sobre revoques con hematita se encontró que los mismos presentan menor remoción que los revoques con barita. Para mejorar la remoción de los revoques con hematita, se evaluaron tres lavadores adicionales, los cuales efectivamente permitieron remover mayor cantidad del revoque. Además de cuantificar porcentajes de remoción, mediante la técnica de Microscopía Electrónica de Barrido se observó aumento en la porosidad de los revoques después de aplicar el lavador. También se identificaron los componentes presentes en el revoque mediante Espectroscopia por Energía Dispersiva y Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier. La metodología utilizada en este trabajo es una herramienta muy útil en el proceso de construcción de un pozo, pues permite predecir el grado de remoción del revoque del fluido de perforación y diseñar el lavador más adecuado, antes de ser utilizado en el pozo. Todo esto permite una mayor calidad del proceso de cementación.