Control y Mitigación de la Contaminación en Fluidos de Perforación: Cemento y Gas

Contaminación de los Fluidos de Perforación

La contaminación se define como la presencia de cualquier sustancia extraña que tiende a producir efectos nocivos sobre las propiedades del lodo. Se manifiesta por cambios en la viscosidad plástica, el punto cedente y los geles altos.

Tipos Principales de Contaminación

• Contaminación con cemento
• Lodo cortado por gas
• Contaminación con agua salada

Contaminación con Cemento

Propiedades del Lodo Afectadas por la Contaminación con Cemento

• pH: Cuando el cemento no ha fraguado completamente, produce la disociación de iones de calcio (Ca²⁺) e hidroxilo (OH⁻). Estos iones penetran en la fase continua del lodo, incrementando la concentración de iones hidroxilo, lo cual es directamente proporcional a la alcalinidad, resultando en un aumento del pH.
• Propiedades Reológicas: Un lodo contaminado por cemento generalmente presenta altas viscosidades. Esto se debe a que los iones de calcio presentes en el cemento buscan el equilibrio en los bordes de las arcillas, provocando la atracción entre las partículas y los iones. La asociación de agua con las partículas de arcilla es lo que causa el aumento en la viscosidad del lodo de perforación.
• Revoque: El revoque formado por lodos contaminados con cemento suele ser grueso y esponjoso. Este resultado se debe a que el lodo contaminado presenta una alta reología, lo que genera un mayor volumen de filtrado y, consecuentemente, un mayor espesor del revoque.

Fuentes de Contaminación por Cemento durante la Perforación

La contaminación por cemento ocurre cuando se cementa la tubería de revestimiento y se perforan los tapones de cemento. La gravedad de la contaminación depende de una serie de factores relacionados con el fluido (contenido de sólidos, concentración de desfloculantes, entre otros) y el estado del cemento (curado o verde).

Tratamientos Químicos Recomendados para la Contaminación con Cemento

Los tratamientos consisten en disminuir los iones de carbonato de calcio (CaCO₃), generalmente en forma de precipitados inertes, para controlar las altas viscosidades y la alta resistencia de gel. También buscan proporcionar un incremento al pH para lodos que presenten un pH menor a 11.

Lodo Cortado por Gas (Gas Cutting)

Este fenómeno se produce cuando se perfora una zona de gas muy porosa a altas tasas de penetración. El gas, al expandirse, produce cambios en la densidad del lodo. Entre los principales indicadores de un fluido de perforación cortado por gas se encuentran:

• Disminución de la densidad del fluido.
• Aumento del volumen del lodo en los tanques.
• Presencia de burbujas en los tanques.
• Olor a gas en líneas, distribuidor de flujo y tanques de fluido.

Acciones a Seguir en Caso de Lodo Cortado por Gas

Las principales acciones a seguir en caso de fluido cortado por gas son:

1. Detener la perforación y circular el pozo hasta estabilizar la densidad del fluido en todo el sistema activo.
2. Aplicar tratamiento químico para mantener las propiedades reológicas estables.
3. Reanudar lentamente la perforación.