Sistemas Sintéticos. Introducción. La definición general de un material sintético es algo que fue producido por síntesis química.

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1 Introducción La definición general de un material sintético es algo que fue producido por síntesis química. A principios de la década de los ochenta, se hicieron esfuerzos para reducir el impacto sobre el medio ambiente de los lodos base aceite, mediante la sustitución del aceite diesel por productos petroleros más refinados, llamados aceites minerales, como fluido base en los lodos base aceite de emulsión inversa. Los lodos preparados con estos aceites más refinados eran menos tóxicos que los lodos preparados con aceite diesel, pero muchos aún contenían suficientes compuestos aromáticos para ser inaceptables desde el punto de vista ambiental y no se degradaban rápidamente. En marzo de 1990, en el sector noruego del Mar del Norte, se usó un lodo preparado con un fluido base sintético (un éster), el cual constituía el primer producto de sustitución de estos fluidos de perforación a base de aceite mineral que era aceptable desde el punto de vista ambiental. Otros lodos base sintético aparecieron poco tiempo después. Un lodo base sintético a base de éter fue usado costa afuera de Noruega, más tarde en La primera Polialfaolefina (PAO) fue usada en mayo de Otros fluidos base sintético fueron introducidos en la industria en el siguiente orden: Alquilbenceno Lineal (LAB), acetal, Alfaolefinas Lineales (LAO), Olefinas Internas (IO) y Parafinas Lineales (LP). Estos compuestos pueden ser encontrados en fuentes petroleras y otras fuentes, pero no deberían ser llamados fluidos base sintético a menos que sean sintetizados o fabricados. El uso de materias primas puras para proceso y el control estricto del proceso de fabricación aseguran que los fluidos base sintético no contendrán trazas de contaminantes principales, ya que éstos suelen estar presentes hasta en los líquidos más puros sometidos a un alto grado de refinación y procesamiento. La perforación con Lodos Base Sintético (SBM) es bastante común hoy en día en las regiones del Golfo de México y del Mar del Norte, así como en otras regiones tales como el Extremo Oriente, Australia, México y Sudamérica. Debido a la evolución constante del mercado, se considera que la industria ya ha pasado a usar como mínimo la segunda generación de fluidos base sintético. El límite que separa los SBM de primera generación de los SBM de segunda generación está generalmente definido por el costo y la viscosidad cinemática del líquido base sintético. Típicamente, los lodos base sintético de segunda generación son menos costosos y menos viscosos. Por lo tanto, se puede considerar que los SBM de primera generación están basados en éster, éter y polialfaolefinas, mientras que los de segunda generación están basados en alfaolefinas lineales, olefinas internas y parafinas lineales. A continuación se proporciona una lista de los líquidos base sintético de primera y segunda generación: Primera Generación Éster PAO Éter Acetal LAB LAO IO LP Segunda Generación Se considera que el lodo a base de acetal es un lodo de primera generación debido principalmente a su alto costo, mientras que el alquilbenceno lineal caduco es el primer líquido clasificado como lodo base sintético de segunda generación debido a su precio y a su viscosidad cinemática. La definición general de un material sintético es algo que fue producido por síntesis química. Los fluidos base sintético deben satisfacer dos criterios para ser usados en los fluidos de perforación. Primero, deben cumplir con las normas y los reglamentos ambientales locales para la descarga de recortes al mar. Si los recortes deben ser recogidos y transportados a tierra,.1 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

2 Los fluidos sintéticos son usados como fluido base o fase continua de los lodos de emulsión inversa. entonces el uso de un lodo base sintético en vez de un lodo base aceite no ofrece ninguna ventaja adicional, excepto desde el punto de vista de la salud y de la seguridad. Segundo, el material sintético debe ser el fluido base para un sistema de lodo estable con las propiedades inhibidoras de un lodo base aceite de emulsión inversa. Descripciones Generales de los Sistemas Los fluidos sintéticos son usados como fluido base o fase continua de los lodos de emulsión inversa. Estos lodos se comportan como lodos base aceite. Los productos usados para preparar y mantener los SBM son similares, y en algunos casos son idénticos a los que se usan para preparar y mantener los lodos base aceite. Estos productos son emulsificantes, agentes humectantes, modificadores de Viscosidad a Muy Baja Velocidad de Corte (LSRV), aditivos de control de filtración, viscosificadores y diluyentes. Los productos usados en los lodos base sintético de emulsión inversa pueden ser usados en los lodos base aceite de emulsión inversa, pero en general, los productos usados en los lodos base aceite no deberían ser usados en los lodos base sintético. Muchos de los productos usados en los lodos base aceite contienen aceites refinados que contaminarían a un SBM. Diferentes fluidos base aceite y sintético tienen propiedades químicas y físicas claramente distintas, y requerirán diferentes concentraciones de productos para lograr la misma propiedad del lodo. Los cálculos aproximados de los productos Debido a la complejidad de las cuestiones relacionadas con los SBM, además de proporcionar una perspectiva general de los sistemas sintéticos de M-I, este capítulo también proporcionará una perspectiva general de las composiciones químicas, las cuestiones ambientales y las precauciones especiales que pueden ser requeridas cuando se usa un SBM. químicos requeridos para preparar un lodo no deberían basarse en las formulaciones preparadas con diferentes fluidos base. Se recomienda realizar pruebas piloto si hay alguna duda. M-I tiene siete sistemas base sintético diferentes, de los cuales no todos están actualmente activos. Cada uno contenía un fluido base diferente para la fase continua. Estos sistemas son los siguientes: Nombre del Sistema AQUAMUL I* AQUAMUL II* ECOGREEN NOVADRIL * NOVAPLUS NOVATEC PARADRIL * Este sistema ya no se comercializa activamente Líquido Base Éter Acetal Éster Polialfaolefina Olefina interna Alfaolefina lineal Parafina El sistema preferido depende de las condiciones locales en particular (ambientales, reglamentarias, logísticas y comerciales) así como de las necesidades técnicas de la aplicación en particular. La gerencia local de operaciones tomará en cuenta las preocupaciones del mercado, mientras que los límites técnicos de un fluido en particular son determinados por la composición química de su fluido base (ver la sección Nombre del Sistema General Alta Temperatura Alta Densidad Agua Profunda Alto Contenido de Agua AQUAMUL TM I* x x AQUAMUL TM II* x x x x x ECOGREEN TM x NOVADRIL * x x NOVAPLUS x x x x x NOVATEC x x x x x PARADRIL TM x x x x x * Este sistema ya no se comercializa activamente.2 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

3 Los dos factores básicos para determinar la aplicación técnica de un fluido base sintético son la viscosidad cinemática y la estabilidad térmica o química. El sistema NOVAPLUS... usa olefinas internas o isomerizadas como fase continua. sobre Química de los Sintéticos ). La tabla siguiente puede ser usada como guía general para la aplicación técnica de los sistemas base sintético de M-I. Los dos factores básicos para determinar la aplicación técnica de un fluido base sintético son la viscosidad cinemática y la estabilidad térmica o química. Los fluidos base menos viscosos, como los que son Sistemas y Formulaciones Esta sección describirá los tres Lodos Base Sintético (SBM) principales que son comercializados por M-I. Éstos son NOVAPLUS, el SBM con una olefina interna como fase continua; NOVATEC, el SBM con una alfaolefina lineal como fase continua; y ECOGREEN, el LBM con un éster como fase continua. Como podremos ver, muchos aspectos, incluyendo algunos productos, son los mismos que para los sistemas convencionales de emulsión inversa o no acuosos de M-I. Sin embargo, hay algunas diferencias importantes que serán puestas de relieve durante el resto de este capítulo. Los productos usados tanto en los sistemas base sintético de M-I como en los sistemas VERSADRIL y VERSACLEAN están indicados a continuación y descritos en el Capítulo 12, Sistemas Base Aceite. PRODUCTO VERSA Función VG-69, VG-PLUS Reología VERSAGEL Reología SWA Humectación suplementaria HRP Modificación de la reología VERSALIG Control de filtrado ATAP Cloruro de calcio (CaCl 2 ) Actividad de la fase acuosa Cal (Ca(OH) 2 ) Alcalinidad Óxido de calcio (CaO) Alcalinidad OBSERVACIÓN: La composición de los productos usados en los sistemas base sintético de M-I es crítica para la conformidad con los requisitos ambientales. Por ese motivo, es importante usar solamente los productos que son recomendados para el sistema de lodo considerado. Los productos que contienen aceite diesel, aceite mineral o usados en los sistemas NOVAPLUS, NOVATEC o PARADRIL, son mejores para las aplicaciones de agua profunda y alta densidad. Las aplicaciones a alta temperatura debe evitar el uso de ésteres (ECOGREEN) debido a los problemas causados por la degradación térmica o la hidrólisis del éster base. compuestos que contienen aromáticos no deben ser añadidos a ninguno de los sistemas base sintético de M-I. Los productos como VERSAMUL, VERSACOAT, VERSAMOD, VERSATROL y la gilsonita (entre otros) no deberían ser usados en los sistemas base sintético de M-I. Si usted no está seguro si un producto puede ser añadido o no a uno de los sistemas base sintético de M-I, póngase en contacto con su oficina local de M-I o el departamento ambiental de M-I. EL SISTEMA NOVAPLUS El sistema NOVAPLUS es el sistema base sintético de M-I que usa olefinas internas o isomerizadas como fase continua. Los sistemas NOVAPLUS están emulsionados de manera muy estable y pueden ser diseñados para tener un filtrado bajo o para ser estables hasta temperaturas mayores que 350ºF (176ºC). Las propiedades y los límites de perforación son los mismos que para los sistemas convencionales de emulsión inversa (aceite diesel o aceite mineral). Se recomienda usar salmuera CaCl 2 como fase interna. La concentración más común de salmuera CaCl 2 es 25% en peso, la cual tiene una densidad de 10,3 lb/gal (1,23 SG). Concentraciones más altas de salmuera CaCl 2 pueden ser usadas, pero la concentración de CaCl 2 no debería exceder el punto de saturación, o sea 40% en peso. Para mayor seguridad, la concentración de CaCl 2 debería permanecer debajo de 35% en peso. A concentraciones más altas, la fase interna puede desestabilizarse y el sistema puede sufrir problemas graves..3 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

4 Aditivo Función Concentración (Ver la Tabla 2) NOVAPLUS B (IO1618) Fase continua 60-95% vol., fase líquida Agua dulce Fase acuosa 5-40% vol., fase líquida CaCl 2 Salinidad, fase acuosa 15-30% peso, fase acuosa VG-69 Viscosificador 3-10 lb/bbl (9-30 kg/m 3 ) NOVAMUL Emulsificante primario 6-8 lb/bbl (17-23 kg/m 3 ) NOVAWET Agente humectante 2-4 lb/bbl (6-11 kg/m 3 ) NOVAMOD Modificador de reología 1-3 lb/bbl (3-9 kg/m 3 ) Cal Control de alcalinidad 4-8 lb/bbl (11-23 kg/m 3 ) TABLA 1: ADITIVOS DEL SISTEMA NOVAPLUS. Los productos para el sistema NOVAPLUS están indicados en la Tabla 1 con su función y concentración típica. A continuación se proporciona una descripción breve de cada producto.. NOVAPLUS B es el líquido a base de olefina interna para el sistema de lodo base sintético NOVAPLUS, y puede ser llamado NOVAPLUS B o IO1618 (olefina interna C16 a C18). NOVAMUL es un emulsificante primario líquido para los sistemas de lodo base sintético NOVADRIL, NOVAPLUS y NOVATEC. NOVAMUL proporciona excelentes propiedades de estabilidad de la emulsión, humectación de forma preferencial de los sólidos por la fase continua, control de filtración y estabilidad térmica. El agente tensioactivo NOVAWET es un agente humectante líquido usado en los sistemas base sintético NOVADRIL, NOVAPLUS y NOVATEC. Aumentará la humectación de forma preferencial de los sólidos en la fase continua. Puede contribuir a la estabilidad de la emulsión y al control de filtrado de Alta Temperatura, Alta Presión (ATAP). Además, puede ser usado para reducir la cantidad global de lodo base sintético retenida en los recortes. NOVAMOD es un agente gelificante orgánico líquido para los sistemas de lodo base sintético NOVADRIL, NOVAPLUS y NOVATEC. NOVAMOD aumenta la LSRV y los esfuerzos de gel, afectando muy poco la viscosidad a alta velocidad de corte. Se usa principalmente en los pozos direccionales, alto ángulo y horizontales de gran diámetro donde se necesita mejorar la limpieza del pozo o la capacidad de transporte de recortes. Cuanto más alto sea el contenido de agua del SBM, más baja será la concentración de NOVAMOD necesaria para lograr el efecto deseado. Para ser eficaz, NOVAMOD requiere la adición de cal en proporciones iguales de libra por barril. El desfloculante líquido NOVATHIN es usado como diluyente y acondicionador para los sistemas de lodo base sintético NOVADRIL, NOVAPLUS y NOVATEC. Reduce la viscosidad y los esfuerzos de gel en el lodo sin que sea necesario diluir o cambiar la relación de sintético a agua..4 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

5 TABLA DE FORMULACIÓN DE NOVAPLUS BARITA (25% EN PESO DE SALMUERA CaCl 2 : PUREZA DE SAL DE 96%) La Tabla 2 enumera formulaciones generalizadas en base a las demandas típicas de perforación, las cuales estipulan que las densidades de lodo más bajas pueden tener contenidos de agua más altos, o que las densidades más altas requieren contenidos de sintético más altos. La cantidad de emulsificante, agente humectante, aditivo de control de filtrado y viscosificante será variable, según la densidad del lodo, la Relación de Sintético a Agua (S/A), las propiedades del fluido requeridas o la estabilidad térmica. Por ejemplo, un sistema NOVAPLUS de 9 lb/gal (1,08 SG) con una relación sintético/agua de 90:10 necesitaría más viscosificante y menos agente humectante que los valores indicados en la Tabla 2. Como siempre, se recomienda realizar pruebas piloto antes de tomar cualquier acción en el equipo de perforación. Relación S/A 60:40 70:30 80:20 90:10 (Peso del Lodo) (8,5-10 lb/gal) (11 - lb/gal) (14-16 lb/gal) (17-18 lb/gal) NOVAMUL 6-10 lb/bbl 5-9 lb/bbl 4-8 lb/bbl 3-7 lb/bbl NOVAWET TM 1-2 lb/bbl 1-2 lb/bbl 2-3 lb/bbl 3-4 lb/bbl NOVAMOD TM lb/bbl lb/bbl lb/bbl 0 lb/bbl Cal 4-8 lb/bbl 4-8 lb/bbl 3-7 lb/bbl 2-6 lb/bbl VG lb/bbl 3-6 lb/bbl 3-6 lb/bbl 2-5 lb/bbl HRP TM Según las necesidades Según las necesidades Según las necesidades Según las necesidades Relación Peso del Lodo IO1618 Agua CaCl 2 M-I BAR Sintético:Agua (lb/gal) (bbl) (bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) 8,5 0,542 0,375 46,2 9,4 60:40 9 0,531 0,368 45,3 36,8 10 0,510 0,354 43,6 91,3 11 0,566 0,253 31,2 162,1 70: ,542 0,242 29,9 216,0 0,517 0,232 28,6 269,8 14 0,566 0,147 18,1 339,7 80: ,538 0,140 17,2 392,9 90: ,509 0,3 16,4 446,0 17 0,547 0,063 7,7 514,0 18 0,516 0,059 7,3 566,4 OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl = 2,85 kg/m 3. Tabla 2: Formulaciones del sistema NOVAPLUS..5 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

6 El sistema NOVATEC...usa Alfaolefinas Lineales (LAO) como fase continua. SISTEMA NOVATEC El sistema NOVATEC es el sistema base sintético de M-I que usa Alfaolefinas Lineales (LAO) como fase continua. Los sistemas NOVATEC están emulsionados de manera muy estable y pueden ser diseñados para tener un filtrado bajo o ser estables hasta temperaturas mayores que 350ºF (176ºC). Las propiedades y los límites de perforación son los mismos que para los sistemas convencionales de emulsión inversa (aceite diesel o aceite mineral). Se recomienda usar salmuera CaCl 2 como fase interna. La concentración más común de salmuera CaCl 2 es 25% en peso, la cual tiene una densidad de 10,3 lb/gal (1,23 SG). Concentraciones más altas de salmuera CaCl 2 pueden ser usadas, pero la concentración de CaCl 2 no debería exceder el punto de saturación, o sea 40% en peso. Para mayor seguridad, la concentración de CaCl 2 debería permanecer debajo de 35% en peso. A concentraciones más altas, la fase interna puede desestabilizarse y el sistema puede sufrir problemas graves. Los productos para el sistema NOVATEC están enumerados en la Tabla 3, la cual incluye una descripción breve de cada producto. NOVATEC B es el líquido a base de LAO para el sistema de lodo base sintético NOVATEC, y puede ser llamado NOVATEC B, LAO1416 (Alfaolefina Lineal C14 a C16) o LAO1618 (Alfaolefina Lineal C16 a C18). NOVATEC P es el emulsificante primario para el sistema de lodo base sintético NOVATEC. NOVATEC P puede ser usado solo para formar emulsiones estables de agua en olefina, pero es especialmente eficaz cuando es usado junto con NOVATEC S. Proporciona alta emulsificación y alta humectación, y contribuye al control de filtrado ATAP del sistema NOVATEC. NOVATEC P es un líquido y no contiene solventes de hidrocarburos. NOVATEC S es el emulsificante secundario en el sistema de lodo base sintético NOVATEC. El producto está diseñado para ser usado en el sistema NOVATEC para proporcionar una estabilidad alta de la emulsión y una humectación orgánica alta. NOVATEC S puede ser usado solo para formar emulsiones estables de agua en olefina, pero es especialmente eficaz cuando se usa como complemento de NOVATEC P. Cuando se usan juntos, NOVATEC S y NOVATEC P reaccionan para formar emulsiones muy estables y proporcionar potentes propiedades de humectación. NOVATEC S contribuye al control de filtrado ATAP del sistema NOVATEC. Se trata de un líquido y no contiene solventes de hidrocarburos. NOVATEC F es un reductor líquido de filtrado para el sistema de lodo base sintético NOVATEC. NOVATEC F es usado para aumentar el control de filtrado en el sistema NOVATEC, normalmente a relaciones sintético/agua altas y a temperaturas mayores que 300ºF (149ºC). NOVATEC F causa una reducción rápida de la filtración ATAP cuando se usa a niveles de concentración relativamente bajos. NOVATEC F es estable a altas temperaturas (>390ºF (200ºC)). Aditivo Función Concentración NOVATEC B Fase continua 60-95% vol, fase líquida Agua dulce Fase acuosa 5-40% vol, fase líquida CaCl 2 Salinidad, fase acuosa 15-30% peso, fase acuosa VG-69 Viscosificador 3-10 lb/bbl (9-30 kg/m 3 ) NOVATEC P Primary emulsifier 3-10 lb/bbl (8-30 kg/m 3 ) NOVATEC S Emulsificante secundario / agente humectante 2-8 lb/bbl (6-22 kg/m 3 ) NOVATEC F Control de filtrado 3-7 lb/bbl (8-20 kg/m 3 ) NOVAMOD TM Modificador de reología 1-3 lb/bbl (3-9 kg/m 3 ) Cal Control de alcalinidad 4-8 lb/bbl (11-23 kg/m 3 ) Tabla 3: Aditivos del sistema NOVATEC..6 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

7 TABLA DE FORMULACIÓN DE NOVATEC BARITA (25% EN PESO DE SALMUERA CaCl 2 : PUREZA DE SAL DE 96%) La Tabla 4 enumera formulaciones generalizadas en base a las demandas típicas de perforación, las cuales estipulan que las densidades de lodo más bajas pueden tener contenidos de agua más altos, o que las densidades más altas requieren contenidos de sintético más altos. La cantidad de emulsificante, agente humectante, aditivo de control de filtrado y viscosificante será variable según la densidad del lodo, la relación S/A, las propiedades del fluido requeridas o la estabilidad térmica. Por ejemplo, un sistema NOVATEC de 9 lb/gal (1,08 SG) con una relación sintético/agua de 90:10 necesitaría más viscosificante y menos agente humectante que los valores indicados en la siguiente tabla. Como siempre, se recomienda realizar pruebas piloto antes de tomar cualquier acción en el equipo de perforación. Relación S/A 60:40 70:30 80:20 90:10 (Peso del Lodo) (8,5-10 lb/gal) (11 - lb/gal) (14-16 lb/gal) (17-18 lb/gal) NOVATEC P 6 8 lb/bbl 7-9 lb/bbl 8-10 lb/bbl 9-11 lb/bbl NOVATEC S 2-4 lb/bbl 3-5 lb/bbl 4-6 lb/bbl 5-7 lb/bbl NOVATEC F 3-5 lb/bbl 3-5 lb/bbl 4-6 lb/bbl 4-6 lb/bbl NOVAMOD TM lb/bbl lb/bbl lb/bbl 0 lb/bbl Cal 4-8 lb/bbl 4-8 lb/bbl 3-7 lb/bbl 2-6 lb/bbl VG lb/bbl 3-6 lb/bbl 3-6 lb/bbl 2-4 lb/bbl HRP TM Según sea necesario Según sea necesario Según sea necesario Según sea necesario Relación Sintético: Peso del Lodo NOVATEC B Agua CaCl 2 M-I BAR Agua (lb/gal) (bbl) (bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) 8,5 0,527 0,373 46,0 12,2 60:40 9 0,517 0,366 45,1 39,4 10 0,495 0,352 43,4 93,8 11 0,548 0,252 31,0 165,4 70: ,523 0,242 29,7 219,0 0,498 0,231 28,5 272,6 14 0,538 0,146 18,0 341,3 80: ,510 0,9 17,1 394,2 90: ,482 0,2 16,3 447,1 17 0,516 0,062 7,7 515,4 18 0,485 0,059 7,3 567,6 OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl = 2,85 kg/m 3. Tabla 4: Formulaciones del sistema NOVATEC..7 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

8 El sistema ECOGREEN...usa un éster como líquido base. SISTEMA ECOGREEN El sistema ECOGREEN es el sistema base sintético de M-I que usa un éster como líquido base. Los sistemas ECOGREEN están emulsionados de manera muy estable y pueden ser diseñados para tener un filtrado bajo. La estabilidad térmica de estos sistemas es más baja que la de los sistemas NOVAPLUS o NOVATEC. Las aplicaciones del sistema ECOGREEN no deberían exceder 300ºF (149ºC). Las propiedades de perforación son similares a las de los sistemas convencionales de emulsión inversa (aceite diesel o aceite mineral), excepto en lo que se refiere a la Viscosidad Plástica (VP), la cual es típicamente más alta en los sistemas ECOGREEN que en los sistemas convencionales de emulsión inversa que tienen densidades y relaciones aceite/agua comparables. Se recomienda usar salmuera CaCl 2 como fase interna. La concentración más común de salmuera CaCl 2 es 25% en peso, la cual tiene una densidad de 10,3 lb/gal (1,23 SG). Concentraciones más altas de salmuera CaCl 2 pueden ser usadas, pero la concentración de CaCl 2 no debería exceder el punto de saturación, o sea 40% en peso. Para mayor seguridad, la concentración de CaCl 2 debería permanecer debajo de 35% en peso. A concentraciones más altas, la fase interna puede desestabilizarse y el sistema puede sufrir problemas graves. Los productos para el sistema ECOGREEN están enumerados en la Tabla 5, la cual incluye una descripción breve de cada producto. ECOGREEN B es el líquido a base de éster para el sistema ECOGREEN. El nombre y la información técnica pueden variar según su origen (éster derivado de aceites vegetales, como el aceite de palmera o de coco, o de aceites de pescado). Las variaciones de las propiedades físicas entre los diferentes tipos de ésteres afectarán las propiedades finales del sistema ECOGREEN. ECOGREEN P es el emulsificante primario para el sistema ECOGREEN. ECOGREEN P puede ser usado solo para formar emulsiones estables de agua en éster, pero es especialmente eficaz cuando se usa junto con ECOGREEN S. Proporciona emulsificación, humectación y contribuye al control de filtrado ATAP del sistema ECOGREEN. ECOGREEN P es un líquido y no contiene solventes de hidrocarburos. ECOGREEN S es una mezcla de agentes tensioactivos y se usa como emulsificante secundario y agente humectante primario para el sistema ECOGREEN. ECOGREEN S es parte integrante del sistema ECOGREEN y debería ser usado junto con ECOGREEN P para la preparación del fluido de perforación nuevo. Las propiedades de ECOGREEN S contribuyen a la dispersión y suspensión de los sólidos para mejorar el control reológico. Contribuye al control de filtrado ATAP en el sistema ECOGREEN. Se trata de un líquido y no contiene solventes de hidrocarburos. Aditivo Función Concentración ECOGREEN B Fase continua 70-95% vol, fase líquida Agua dulce Fase acuosa 5-30% vol, fase líquida CaCl 2 Salinidad, fase acuosa 15-30% peso, fase acuosa ECOGREEN VIS Viscosificador 3-10 lb/bbl (9-30 kg/m 3 ) ECOGREEN P Emulsificante primario 3-12 lb/bbl (9-36 kg/m 3 ) ECOGREEN S Emulsificante secundario / agente humectante 1-4 lb/bbl (3-12 kg/m 3 ) ECOGREEN FP Control de filtrado 1-4 lb/bbl (3-12 kg/m 3 ) Cal Control de alcalinidad 4-6 lb/bbl (11-23 kg/m 3 ) Tabla 5: Aditivos del sistema ECOGREEN..8 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

9 ECOGREEN FP es usado como aditivo de control de filtrado para el sistema ECOGREEN. Está especialmente diseñado para actuar como complemento de los emulsificantes del sistema ECOGREEN para proporcionar un control riguroso del filtrado ATAP a concentraciones bajas del producto. Cuando se usa conjuntamente con otros emulsificantes ECOGREEN y con ECOGREEN VIS, ECOGREEN FP ayudará a aumentar la reología. ECOGREEN VIS es una arcilla organofílica especialmente diseñada para aumentar la viscosidad en el sistema ECOGREEN. ECOGREEN VIS proporcionará la viscosidad y la suspensión del material densificante. TABLA DE FORMULACIÓN DE ECOGREEN BARITA (25% EN PESO DE SALMUERA CaCl 2 : PUREZA DE SAL DE 96%) La Tabla 6 enumera formulaciones generalizadas en base a las demandas típicas de perforación, las cuales estipulan que las densidades de lodo más bajas pueden tener contenidos de agua más altos, o que las densidades más altas requieren contenidos de sintético más altos. La cantidad de emulsificante, agente humectante, aditivo de control de filtrado y viscosificante será variable según la densidad del lodo, la relación S/A, las propiedades del fluido requeridas o la estabilidad térmica. Por ejemplo, un sistema ECOGREEN de 9 lb/gal (1,08 SG) con una relación sintético/agua de 90:10 necesitaría más viscosificante y menos agente humectante que los valores indicados en la siguiente tabla. Como siempre, se recomienda realizar pruebas piloto antes de tomar cualquier acción en el equipo de perforación. Relación S/A 70:30 80:20 90:10 (Peso del Lodo) (9-11 lb/gal) (12-14 lb/gal) (15-17 lb/gal) ECOGREEN P 8 10 lb/bbl lb/bbl lb/bbl ECOGREEN S 2-4 lb/bbl 3-5 lb/bbl 4-6 lb/bbl ECOGREEN FP 1-2 lb/bbl 2-3 lb/bbl 2-3 lb/bbl Cal 3-4 lb/bbl 3-4 lb/bbl 3-4 lb/bbl ECOGREEN VIS 2-6 lb/bbl 2-6 lb/bbl 2-6 lb/bbl Relación Sintético: Peso del Lodo ECOGREEN B Agua CaCl 2 M-I BAR Agua (lb/gal) (bbl) (bbl) (lb/bbl) (lb/bbl) 9 0,618 0,276 34,0 41,8 70: ,593 0,266 32,8 96,3 11 0,568 0,255 31,4 150,7 12 0,612 0,162 20,0 220,0 80:20 0,583 0,155 19,1 273,4 14 0,555 0,148 18,2 327,1 15 0,592 0,70 8,6 393,8 90: ,560 0,66 8,2 446,9 17 0,528 0,63 7,8 500,0 OBSERVACIÓN: 1 lb/bbl = 2,85 kg/m 3. Tabla 6: Formulaciones del sistema ECOGREEN..9 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

10 Es esencial evitar la contaminación con aceite diesel o aceite mineral. Procedimiento de Mezcla Es esencial evitar la contaminación con aceite diesel o aceite mineral. Cualquier contaminación de aceite puede impedir que el lodo base sintético cumpla con los reglamentos ambientales locales, lo cual resultará en la prohibición de la descarga de recortes asociados con el uso de este fluido. Por lo tanto, será necesario aislar todas las tuberías de aceite diesel y otros aceites de petróleo, y limpiar los tanques y las tuberías de mezcla. Además, ciertas precauciones deben ser tomadas para asegurar que no se producirá ninguna pérdida. En lo que se refiere al manejo del lodo base sintético, será necesario poner en práctica procedimientos preventivos para minimizar las pérdidas. El procedimiento de mezcla es el siguiente: 1. Antes de mezclar el lodo base sintético, mezclar la salmuera CaCl 2 en un tanque separado. 2. Llenar el tanque de mezcla con el volumen requerido de fluido base sintético. 3. Añadir el viscosificador, aplicando el esfuerzo de corte más alto posible. Mantenimiento El mantenimiento y tratamiento general de cualquiera de los sistemas base sintético de M-I es similar al de los lodos convencionales base aceite, incluyendo el tratamiento de los productos y el ajuste de las propiedades del fluido. Consultar el capítulo sobre Emulsiones No Acuosas para más detalles sobre las propiedades, el mantenimiento y los tratamientos. OBSERVACIONES SOBRE ECOGREEN 1. El sistema ECOGREEN no tolerará el H 2 S o el gas ácido debido a la naturaleza del éster base. Los ácidos 4. Añadir la cal, si se requiere, y someter el sistema al esfuerzo de corte durante 15 a 20 minutos. 5. Añadir el emulsificante primario y el emulsificante secundario y mezclar durante 15 a 20 minutos. 6. Añadir el agente humectante. 7. Añadir lentamente la salmuera CaCl 2 durante un periodo de 20 a 30 minutos, y seguir mezclando hasta que deje de ser práctico. 8. Añadir el aditivo de filtrado. 9. Añadir la barita para densificar el fluido de perforación hasta la densidad deseada. 10. Añadir el modificador de reología, si es necesario. 11. Seguir mezclando durante por lo menos una hora más, y luego realizar un control completo del lodo. OBSERVACIÓN: Como para los lodos base aceite, la reología final y las propiedades de filtrado ATAP no serán obtenidas hasta que el lodo esté expuesto a la temperatura y al esfuerzo de corte, al ser circulado a través del pozo. Por lo tanto, los ajustes finales de estas propiedades no deberían ser realizados hasta que el sistema se estabilice después de varias circulaciones. hidrolizan o descomponen los ésteres para formar alcoholes y ácidos grasos (ver la sección siguiente sobre Química de los Sintéticos). ECOGREEN no debería ser usado si se anticipa la contaminación de H 2 S. 2. Tener cuidado al desplazar el sistema ECOGREEN con cemento. La contaminación cruzada debería ser evitada para impedir los problemas con el fluido ECOGREEN o el cemento propiamente dicho. Un volumen de espaciador suficiente es indispensable..10 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

11 Pruebas Los procedimientos de prueba de campo para los lodos base sintético son los mismos que para los sistemas convencionales de emulsión inversa (ver el Capítulo 3, Pruebas). Las propiedades aceptables del lodo dependen en cierta medida del fluido base y pueden variar de un fluido a otro. Sin embargo, hay una prueba adicional que puede ser solicitada cuando se descarga un sistema base sintético. Se trata del análisis de retorta para determinar la retención de lodo base sintético sobre los recortes. Se usa esta prueba para monitorear la cantidad de lodo base sintético descargada en los recortes. Puede ser requerida a efectos de conformidad ambiental, gestión del lodo o Ingeniería Integrada de Fluidos (IFE). Recordamos que el costo de los sistemas base sintético es alto y que cualquier desecho innecesario puede ser costoso. Diferentes regiones imponen sus propios límites o protocolos en lo que se refiere a la cantidad de fluidos base sintético en los recortes y al método para determinar dicha cantidad. Usted debe asegurarse que está familiarizado con el protocolo local, cuando sea necesario. Al final de esta sección se proporciona el método del procedimiento de prueba API RP- B-2, Contenido de Aceite y Agua de los Recortes para un Porcentaje Mayor que 10%. Cálculos Los cálculos para los sistemas de lodo base sintético de M-I son los mismos que para los lodos convencionales base aceite diesel o aceite mineral. La información relacionada con la Gravedad Específica (SG) del fluido base sintético en particular (i.e. IOC1618, NOVATEC B o ECOGREEN B) puede hallarse en las Hojas de Seguridad de los Materiales (MSDS). En la sección sobre Química de este capítulo, se proporciona una lista de los rangos generales de SG para olefinas internas, alfaolefinas lineales, ésteres y otros fluidos base. Los cálculos que están cubiertos por el Capítulo 11 sobre Emulsiones No Acuosas incluyen: Análisis de sólidos. Alcalinidad y contenido de cal. Salinidad o actividad. Ajuste de la relación aceite/agua. Ajuste de la concentración de sal. El cálculo relacionado con la cantidad de lodo base sintético retenida en los recortes se proporciona al final de este capítulo..11 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

12 La química básica...define las propiedades físicas, las limitaciones técnicas, así como el destino y el efecto sobre el medio ambiente de cada fluido base. Los ésteres, éteres y acetales contienen oxígeno en sus estructuras. Química de los Sintéticos Una revisión rápida de la química de los materiales base sintético es importante para lograr un entendimiento de algunas de sus aplicaciones y limitaciones. La química básica de estos materiales define las propiedades físicas, las limitaciones técnicas, así como el destino y el efecto sobre el medio ambiente de cada fluido base. LÍQUIDOS BASE DE PRIMERA GENERACIÓN PAO, ÉSTERES, ÉTERES Y ACETALES Las estructuras generalizadas de estos productos de primera generación se ilustran en la Figura 1, y sus propiedades físicas pertinentes están enumeradas en la Tabla 7. Los ésteres, éteres y acetales contienen oxígeno en sus estructuras. Esta característica común no corresponde a trayectorias comunes de reacción, ya sea químicamente o biológicamente. En la molécula de éster, los dos oxígenos crean un sitio de carbono activo que es vulnerable al ataque por reactivos acídicos o básicos. El resultado sería la degradación del éster para producir el alcohol y ácido carboxílico correspondiente. Este proceso de descomposición es lo que le provee al SBM tipo éster una velocidad de biodegradación tan rápida, tanto en las pruebas de laboratorio como en las condiciones del lecho marino. En una situación de perforación, las preocupaciones relacionadas con el uso de ésteres estarían centradas en torno a las aplicaciones de alta temperatura, la contaminación de cemento y el influjo de gas ácido. Los ésteres pueden ser diseñados químicamente mediante el ajuste de las cadenas laterales de alquilo R 1 y R 2 (i.e., se optimiza n, m y p, como en la CH 3 (CH 2 ) n C=O Enlace Ester linkage de éster Éster Ester O (CH 2 ) m CH 3 CH 3 (CH 2 ) n C=CH (CH 2 ) m CH 3 (CH 2 ) p CH 3 PAO CH CH CH 3 (CH 2 ) n O (CH 2 ) n CH 3 Éter Ether Enlace Ether de linkage éter CH 3 (CH 2 ) n O O (CH 2 ) p CH 3 (CH 2 ) m 3 Acetal n, m y p son números enteros; las PAO pueden ser hidrogenadas o no hidrogenadas. Figura 1: Estructura de los sintéticos de primera generación. Figura 1), para que logren una estabilidad térmica más alta y sean más resistentes a la hidrólisis ácida o básica. Lo ideal sería equilibrar estos aspectos de un compuesto de éster con las propiedades físicas que son adecuadas para que el fluido sea usado como lodo de perforación. Aunque la molécula de éster no esté asociada con ninguna estructura de tipo aromático, los ésteres tienen un bajo punto de anilina y han sido implicados en la falla de los elastómeros. El oxígeno en el éter no activa suficientemente los carbones que lo rodean para hacer que sean vulnerables al ataque de los ácidos o de las bases. Este factor, junto con su peso molecular y el grado de ramificación en su esqueleto carbonado, contribuye a la baja velocidad de degradación del SBM tipo éter. Sin embargo, el SBM de éter tiene una alta estabilidad hidrolítica y no sufre algunas de las limitaciones técnicas que están asociadas con los ésteres. Aunque el material a base de acetal sea un diéter, su reactividad es un Propiedades Típicas PAO Éster Éter Acetal Densidad (SG) 0,80 0,85 0,83 0,84 Viscosidad a 40 C (cst)* 5,0-6,0 5,0-6,0 6,0 3,5 Punto de inflamación ( C) >150 >150 >160 >5 Punto de fluidez ( C) <-55 <-15 <-40 <-60 Punto de anilina ( C) *cst = centi-stokes = cp SG. Tabla 7: Propiedades típicas de los líquidos base sintético de primera generación..12 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

13 Las PAO son hidrocarburos sintéticos formados a partir de LAO... El etileno es el monómero... en este proceso para oligomerizar o formar las LAO. tanto diferente de la del éter. Como el éter, este material demuestra la estabilidad hidrolítica a altas temperaturas bajo condiciones básicas que es típica de los fluidos de perforación de emulsión inversa. Sin embargo, las condiciones acídicas hidrolizan el acetal en sus componentes básicos, o sea el alcohol (2 moles) y el aldehído (1 mol). Las cadenas laterales de hidrocarburo R 1 y R 2 deben ser optimizadas para obtener un balance apropiado entre las propiedades físicas como fluido de perforación y la reactividad química, para los requisitos técnicos y ambientales. Las PAO son hidrocarburos sintéticos formados a partir de LAO (ver la próxima sección). Las PAO son alquenos ramificados (no hidrogenados) o alcanos ramificados (hidrogenados). El término PAO es un término genérico que se refiere a los materiales tanto hidrogenados como no hidrogenados. Las PAO tienen bajos puntos de fluidez debido a su naturaleza muy ramificada. Sin embargo, esta ramificación hace que su velocidad de degradación sea mucho más lenta que los hidrocarburos más lineales como las LAO, IO o LP. A diferencia de los ésteres, éteres y acetales, las PAO no contienen oxígeno, y por lo tanto son más estables en presencia de altas temperaturas, altas alcalinidades, gases ácidos y otros contaminantes químicos. Aunque los ésteres, éteres y acetales también sean producidos mediante un proceso sintético, sus materias primas son más costosas que el etileno. Este mayor costo de las materias primas, unido al diferente proceso de fabricación, resulta en un fluido base más costoso para estos materiales. LÍQUIDOS BASE DE SEGUNDA GENERACIÓN IO, LAO Y LP CH 3 (CH 2 ) n CH = CH 2 LAO CH 3 (CH 2 ) n CH = CH 2 (CH 2 ) n CH 3 IO CH 3 (CH 2 ) n CH 3 LP Figura 2: Estructura de los sintéticos de segunda generación. La estructura general de una olefina interna, una alfaolefina lineal y una parafina lineal está ilustrada en la Figura 2. Estas moléculas, como las PAO, sólo contienen carbono e hidrógeno. Muchas veces estos materiales son llamados hidrocarburos sintéticos, cuando son derivados estrictamente de un proceso sintético, en contraposición a los que resultan de la refinación de un destilado de petróleo. Las propiedades físicas típicas para las IO, LAO y LP están indicadas en la Tabla 8. Las polialfaolefinas, las olefinas internas o isomerizadas, y las alfaolefinas lineales pertenecen básicamente a la misma familia química las olefinas. Todas son fabricadas a partir del etileno puro (ver la Figura 3). El etileno es el monómero (componente básico) en este proceso para oligomerizar o formar las LAO. La oligomerización es la polimerización hacia un producto de peso molecular más bajo. Si se cuenta con el calor y los catalizadores apropiados, este proceso puede ir aún más lejos, enlazando los oligómeros en moléculas ramificadas (PAO). Cuando dos oligómeros idénticos reaccionan para formar una molécula, el proceso se llama dimerización. Asimismo, si tres oligómeros idénticos se enlazan, el proceso se llama Etileno Oligomerización LAO Isomerización Dimerización IO PAO Figura 3: Relaciones de LAO, IO y PAO. Propiedades Típicas LP LAO IO Densidad (SG) 0,77 0,77-0,79 0,77-0,79 Viscosidad a 40 C (cst) 1,75-2,5 2,1-3,1 3,1 Punto de inflamación ( C) > Punto de fluidez ( C) Punto de anilina ( C) >93 ~94 ~94 Tabla 8: Propiedades típicas de los líquidos base sintético de segunda generación.. N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

14 ...el punto de fluidez de la IO es más bajo que el punto de fluidez de la LAO....para ajustar la composición del fluido base a fin de obtener propiedades de flujo adecuadas de un SBM, será necesario mezclar LPs de peso molecular más bajo. Estructura 1: C 16 H 32 LAO. Estructura 2: C 16 H 32 IO (una de varias estructuras). Figura 4: Diferencia estructural entre IO y LAO. trimerización. Los IO son sintetizados mediante la isomerización de las LAO (la isomerización cambia la estructura de una molécula pero no su composición atómica). Asimismo, las PAO son obtenidas mediante la dimerización o trimerización de las LAO. Una vez formados, los materiales de LAO, IO o PAO son destilados para aislar los rangos de peso molecular individuales, en base al número de carbono total. Por ejemplo, el peso molecular de las LAO varía aproximadamente de 112 (C 8 H 16 ) a 280 (C 20 H 40 ). Se destila esta mezcla de LAO para obtener cortes bien diferenciados de una LAO individual o mezclas de LAO. Por lo tanto, el término LAO C 14 C 16 es una mezcla de LAO C 14 H 28 y C 16 H 32. Asimismo, la LAO C 16 C 18 es una mezcla de LAO C 16 H 32 y C 18 H 36. El material IO se forma calentando la LAO con un catalizador. La isomerización de un compuesto significa que lo único que cambia es la estructura del material, pero no su peso molecular. Por lo tanto, la PAO C 16 C 18 es convertida en IO C 16 C 18 con la misma proporción de materiales C 16 H 32 y C 18 H 36. Las LAO y las olefinas isomerizadas o internas tienen composiciones químicas y estructuras muy similares. La diferencia estructural entre los productos de IO y LAO es que, en la LAO, el enlace doble está ubicado en la posición terminal o alfa (Estructura 1), mientras que en la IO (Estructura 2), el enlace doble está ubicado entre dos átomos internos de carbono. Esta variación estructural causa diferencias entre las propiedades físicas de los materiales de LAO e IO que tienen pesos moleculares idénticos. La mayor diferencia puede observarse en lo que se refiere al punto de fluidez (ver la Tabla 9). El enlace doble interno de la IO da origen a otros isómeros estructurales (cis y trans) que no permiten la compactación uniforme de las moléculas de IO al enfriarse. Por lo tanto, el punto de fluidez de la IO es más bajo que el punto de fluidez de la LAO. Las olefinas son térmicamente estables y toleran bien la contaminación. No son afectadas por la alta alcalinidad que resulta de la perforación del cemento, y las adiciones de cal para el tratamiento de los gases ácidos no las afectarán. Tampoco son afectadas por la sal y la anhidrita. Las olefinas no hidratarán ni causarán el hinchamiento de las arcillas. Los materiales de parafina lineal tienen composiciones químicas similares a los productos de LAO e IO, excepto que no contienen ningún enlace doble y su cadena principal de carbono, como la LAO, es esencialmente lineal. Las LPs están clasificadas como alcanos (sin los enlaces dobles), en contraposición con las LAOs y las IOs, las cuales son alquenos (con enlaces dobles). La ausencia del enlace doble y la linealidad de la molécula en una LP aumentarán el punto de fluidez y la viscosidad cinemática, en comparación con una LAO o IO que contiene el mismo número de átomos de carbono. Por lo tanto, para ajustar la composición del fluido base a fin de obtener propiedades de flujo adecuadas de un SBM, será necesario mezclar LPs de peso molecular más bajo. Estas LPs de peso molecular más bajo afectan otras propiedades como el punto de inflamación y los vapores, así como las características ambientales de toxicidad y biodegradación. Las parafinas lineales pueden ser fabricadas mediante un proceso puramente sintético o mediante un proceso de refinación de múltiples etapas que incluye el hidrocraqueo y el uso de la separación con tamiz molecular. Material Viscosidad a 40 C (cst) Punto de Inflamación ( C) Punto de Fluidez ( C) LAO C 16 C 18 3, IO C 16 C 18 3, LAO C 14 C 16 2, Tabla 9: Propiedades físicas de los líquidos a base de LAO e IO..14 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

15 La química del fluido base sintético, tal como el peso molecular o la estructura, afecta directamente la toxicidad del SBM. Cuestiones Relacionadas con la Salud, la Seguridad y el Medio Ambiente Las restricciones legales relacionadas con la descarga al mar de recortes recubiertos por un lodo base sintético en particular han determinado los tipos de SBM que son comercializados y vendidos en una región específica. Estas restricciones están típicamente relacionadas con las pruebas de evaluación ambiental, las cuales pueden ponerse en grupos relacionados con la toxicidad, la biodegradación, la bioacumulación y el impacto sobre el lecho marino. Los principios generales de la ciencia ambiental están descritos más detalladamente en el capítulo sobre Salud, Seguridad y Medio Ambiente. Esta sección describirá resumidamente la manera en que estos principios mueven el mercado de sintéticos. La toxicidad se determina mediante pruebas realizadas sobre organismos vivos. Las diferentes agencias con potestad normativa y diferentes gobiernos usan diferentes organismos y protocolos de prueba para determinar la toxicidad. La reacción a una sustancia varía de un organismo a otro, por lo tanto la toxicidad y la aceptabilidad de cada material puede variar de un país a otro. En general se reporta la toxicidad como la concentración de una sustancia que producirá un índice de mortalidad especificado en el organismo de la prueba, después de un tiempo determinado. Este número constituye la LC 50, o la Concentración Letal (LC) que causa una mortalidad de 50% de la población de un organismo específico. Algunos países requieren que más de un organismo sea sometido a pruebas para determinar la aceptabilidad de un sistema de lodo determinado. Por ejemplo, los países del Mar del Norte (Noruega, Holanda, Dinamarca y el RU) requieren que la prueba sea realizada sobre tres especies un alga, un herbívoro y un regenerador de sedimentos. La química del fluido base sintético, tal como el peso molecular o la estructura, afecta directamente la toxicidad del SBM. También se debe sopesar las cuestiones de toxicidad con otros factores como la biodegradación y la bioacumulación, para evaluar la aceptabilidad ambiental global. Las pruebas de biodegradación son generalmente realizadas bajo condiciones aerobias (con oxígeno) y anaerobias (sin oxígeno) para determinar la velocidad de degradación de una sustancia. Las grandes acumulaciones de recortes que no se degradan constituyen un problema ambiental grave en algunos ambientes de descarga. Las pruebas de biodegradación son usadas para estimar el tiempo durante el cual una sustancia permanecerá o durará en el medio ambiente antes de descomponerse. En general se desea obtener una degradación rápida de las sustancias. Sin embargo, las sustancias que sufren una degradación aerobia rápida pueden agotar el oxígeno del área alrededor de la descarga y causar un efecto tóxico. La química del fluido base sintético, tal como el peso molecular o la estructura, afecta directamente la biodegradación (aerobia y anaerobia) del SBM. Hay numerosos protocolos de prueba para las pruebas de biodegradación aerobia y anaerobia, y se debe proceder con cuidado al comparar los resultados entre los diferentes métodos de prueba. Algunos países requieren pruebas de biodegradación para la aprobación de los SBM. Consulte a su representante local de M-I o póngase en contacto con el departamento ambiental de M-I para obtener información detallada sobre la conformidad con los reglamentos locales. Las pruebas de bioacumulación determinan si una sustancia se acumula en los tejidos de los organismos que son expuestos a dicha sustancia, o en los tejidos de las especies predadoras que se alimentan de las especies expuestas a la sustancia. Los niveles de una sustancia que no son tóxicos en el medio ambiente pueden alcanzar niveles tóxicos en los tejidos, si la sustancia se acumula en éstos. La bioacumulación de una sustancia es un motivo de preocupación para el personal que está expuesto a dicha sustancia, y también debido a la amenaza potencial que puede constituir si la sustancia se acumula en el tejido de organismos usados como alimentos. La química del fluido base sintético, tal como el peso molecular y la estructura, afecta directamente la bioacumulación del SBM..15 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

16 Los factores como la corriente, la profundidad del agua y las condiciones del lecho marino desempeñan un papel importante en lo que sucede con las descargas de SBM en un área en particular. Los estudios del lecho marino tienen por objeto determinar el impacto de las descargas de SBM sobre el lecho marino. Estos estudios pueden incluir la presencia o los residuos de cualquier SBM y la evaluación de los organismos que viven en el lecho marino propiamente dicho. Las propiedades físicas, tal como la granulometría, el contenido de oxígeno y la salinidad del agua, también pueden ser medidas. Estos estudios miden el efecto combinado de la toxicidad, biodegradación y bioacumulación en un ambiente de descarga en particular. Los factores como la corriente, la profundidad del agua y las condiciones del lecho marino desempeñan un papel importante en lo que sucede con las descargas de SBM en un área en particular. Otras pruebas son usadas para tratar las preocupaciones ambientales a nivel regional. Por ejemplo, la prueba de formación de película estática tiene por objeto evitar la contaminación de aceite en los fluidos de perforación. Técnicas analíticas más complicadas, tales como las técnicas de Cromatografía de Gas/Espectrometría en Masa (GC/MS) o Rayos Ultravioletas (UV), pueden ser usadas para desempeñar la misma función. El aspecto más importante de las cuestiones ambientales y las preocupaciones para la salud y la seguridad, en lo que se refiere a los SBM, es que son fundamentales para la capacidad de usar un tipo particular de sistema base sintético en un área determinada. Las cuestiones ambientales seguirán desempeñando un papel muy importante en el desarrollo de lodos base sintético. Las cuestiones de comercialización a corto plazo serán impulsadas por el cumplimiento de los reglamentos, mientras que el uso a largo plazo será impulsado por el impacto sobre el medio ambiente. SALUD Y SEGURIDAD PARA LOS LODOS BASE SINTÉTICO Los peligros relacionados con el uso de SBM Como todos los productos químicos, los SBM pueden ser peligrosos para la salud si no son manejados correctamente. Los líquidos sintéticos usados para preparar SBM son menos tóxicos y menos irritantes que los aceites usados en los lodos base aceite. Sin embargo, los SBM son difíciles de eliminar de la piel y contienen algunos productos químicos irritantes como el cloruro de calcio y la cal. Esto significa que los SBM pueden ser bastante irritantes para la piel y los ojos si no se toman ciertas precauciones. Asimismo, la neblina y el vapor de los SBM, especialmente en el área alrededor de las zarandas, pueden ser irritantes para el sistema respiratorio. Protección personal al usar SBM PRECAUCIONES GENERALES Siempre mantener las Hojas de Seguridad de los Materiales (MSDS) disponibles en el sitio, para todos los materiales se están manejando. Leer y seguir todas las instrucciones contenidas en las MSDS. Evitar cualquier contacto innecesario con el lodo. Limpiar el lodo de la piel lo antes posible, y lavar con jabón. Si el lodo se absorbe a través de la ropa, cambiar de ropa y lavarse lo antes posible. Usar una buena higiene personal, lavándose minuciosamente después de cada turno. El SBM es muy resbaladizo. Mantener despejadas las cubiertas y las escaleras. Recomendaciones de Equipos de Protección Personal (EPP) Para las operaciones que requieren mucho contacto con el lodo, usar los siguientes procedimientos y EPP. Seguir siempre las instrucciones del fabricante al usar los EPP. Piel. El problema de salud que se señala más comúnmente en relación con el manejo de los SBM es la dermatitis o la irritación de la piel. El siguiente proceso de cuatro etapas tiene por objeto evitar la dermatitis cuando se manejan SBM y aliviar las irritaciones menores. Si no es tratada, una irritación menor de la piel puede empeorar y resultar en un picor fuerte y ampollas que pueden infectarse. Los casos de dermatitis grave, especialmente si se sospecha que hay una infección, deberían ser remitidos inmediatamente a un médico. Protección. Además de la ropa y de los equipos protectores mencionados a continuación, antes de cualquier.16 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

17 Los equipos de perforación que usan lodos base sintético deberían estar provistos de los mismos equipos que los equipos de perforación que usan lodos base aceite. contacto potencial con la piel expuesta, aplicar una crema barrera en las partes de la piel que no estén protegidas por cualquier otra forma de EPP. Usar una crema a base de silicona o una crema que esté especialmente diseñada para proteger contra los productos a base de aceite. Limpieza. Usar un jabón destinado a eliminar el aceite y la grasa de la piel, tal como las preparaciones de jabón sin agua usadas por los mecánicos. No se debe lavar la piel con aceite diesel o producto de lavado del equipo de perforación. Regeneración. Para evitar de tener una piel irritada y agrietada, aplicar una crema regeneradora de la piel para restablecer la humedad y los aceites naturales eliminados por frecuentes lavados. Alivio. Si es necesario, usar una crema de hidrocortisona que se vende sin receta para aliviar las irritaciones menores. Seguir las instrucciones y precauciones proporcionadas por el fabricante. Ojos. Usar anteojos quimiorresistentes. Cuerpo. Usar ropa impermeable, tal como los trajes de trabajo desechables TYVEK para climas calurosos, o los trajes encerados para climas fríos. Manos. Usar guantes impermeables de nitrilo, neopreno o un material equivalente. Pies. Llevar botas impermeables de nitrilo, uretano/vinilo o un material equivalente. Debido al alto costo de los Lodos Base Sintético (SBM) y a las consecuencias graves que pueden producirse cuando un SBM está contaminado, hay una serie de precauciones y aspectos especiales con los cuales el ingeniero de lodo debe estar familiarizado al usar un SBM. Estos aspectos están relacionados con el equipo de perforación, el equipo de control de sólidos, las prácticas de perforación y los problemas encontrados durante la perforación. MODIFICACIONES DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN Aunque los fluidos base sintético sean Sistema respiratorio. Usar una semimáscara desechable o reutilizable para partículas P95 aprobada por NIOSH para la neblina/aerosol, o un respirador de vapores orgánicos aprobado por NIOSH/MSHA, para los vapores. Recomendaciones para lavar la ropa Asegúrese que su ropa esté limpia antes de ponérsela. Para la ropa que está muy contaminada con SBM, se requieren procedimientos especiales para lavarla. Estos procedimientos deben ser adaptados según los equipos disponibles y las condiciones existentes; sin embargo, las siguientes sugerencias han dado buenos resultados: Designar una máquina de lavar para lavar solamente la ropa enlodada. La ropa que no está contaminada con SBM debería ser lavada en otra máquina. Dejar la ropa enlodada en remojo durante 1 a 2 horas, en una solución de detergente, antes de lavarla. Esto puede hacerse en un contenedor como un bidón limpio de 55 galones o un gran cubo de basura de plástico. No sobrecargar las máquinas de lavar. Lavar la ropa enlodada por lo menos dos ciclos de lavado, usando agua caliente y un detergente normal. Otros ciclos pueden ser necesarios para la ropa que está muy enlodada. Agregar detergente cada vez que se repite el ciclo de lavado. Aplicaciones Especiales para los Lodos Base Sintético más aceptables que los lodos base aceite desde el punto de vista ambiental, el precio de estos fluidos exige que sus descargas sean reducidas al mínimo. Los equipos de perforación que usan lodos base sintético deberían estar provistos de los mismos equipos que los equipos de perforación que usan lodos base aceite. El equipo de perforación debería ser modificado de la siguiente manera: Las bombas centrífugas deberían tener una empacadura mecánica para impedir la contaminación del sistema con el fluido de la empacadura. Controlar los sellos del equipo mecánico y reemplazar cualquier sello.17 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

18 que pueda causar una fuga de aceite dentro del sistema. Obturar las tuberías de aceite diesel y agua hacia los tanques de lodo. Controlar los elastómeros de los preventores de reventones (BOP) para determinar si son compatibles con el fluido base. Realizar pruebas de presión de las mangueras que serán usadas para descargar el lodo de los buques. Controlar los tanques, las fosas y las compuertas para detectar cualquier fuga. Tuberías de descarga de lutita: Instalar tuberías de agua salada en cada extremo del canal de recortes. La rampa de lutita debería tener un DI mínimo de 6 pulgadas. Sin obstrucciones, con un mínimo de curvas. La línea de lateral debería extenderse 40 pies por debajo de la superficie del agua. Los liners y los émbolos de la bomba de lodo deberían estar continuamente inundados con agua salada. Los tanques de retención de fluido base sintético deberían limpiarse y secarse antes de ser usados. EQUIPO DE CONTROL DE SÓLIDOS Diseñar el equipo de control de sólidos con una capacidad suficiente para manejar los caudales y las velocidades de perforación más altas. Zarandas: Las mallas deberían ser lavadas con fluido base sintético en vez de agua o aceite. Zaranda primaria/separación preliminar: movimiento elíptico. Procesan el flujo de la línea de flujo. Descarga más seca que las zarandas de movimiento lineal. El ángulo de la cubierta facilita el manejo de cargas pesadas de recortes. Reducen la carga para las zarandas secundarias de mallas finas. Zaranda secundaria: movimiento lineal. Procesa el flujo que sale por abajo de las zarandas primarias para eliminar los sólidos finos. Usa las mallas más finas posibles. El fluido de perforación representa generalmente 50 a 60% de la descarga de las zarandas. Costoso con los fluidos base sintético. Descarga excesiva al medio ambiente. Zaranda secadora. Usada para procesar y secar los recortes de las zarandas secundarias. El fluido recuperado tiene una alta concentración de sólidos finos. La centrífuga recupera el fluido antes de devolverlo al sistema activo. Las zarandas del equipo de perforación deberían tener una capacidad suficiente para evitar que las velocidades de perforación o los caudales estén limitados por la capacidad insuficiente de las zarandas. Se requiere por lo menos 3 zarandas primarias sobre 3 zarandas secundarias para realizar la perforación rápida en los pozos de 12 1/4 pulgadas o más grandes. Centrífugas. En general se usa una unidad de dos centrífugas (en serie) de recuperación de barita y de alta velocidad. La unidad de alta velocidad procesa el flujo que sale por arriba de la unidad de recuperación de barita. Eliminación de todos los sólidos, incluyendo la barita. PRÁCTICAS DE PERFORACIÓN Conjuntos de perforación: Minimizar los conjuntos de perforación rígidos de diámetro uniforme. Limitar los conjuntos de perforación direccional a los portamechas y los equipos de Medición al Perforar (MWD) necesarios para controlar la dirección. Usar portamechas en espiral y tubería de perforación extrapesada cuando sea posible para minimizar el contacto con el pozo. Perforar hasta la profundidad de la zapata de la tubería de revestimiento con lodo base agua. Si es posible, desplazar la tubería de revestimiento y perforar la zapata con agua salada. Limpiar las tuberías, los tanques, las.18 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

19 fosas y las cajas de recibo de las zarandas antes de introducir lodo base sintético en el sistema. Desplazar el agua salada con lodo base sintético y realizar una prueba del revestimiento de superficie con lodo base sintético. Usar SBM no densificado como volumen para continuar la perforación al perforar formaciones blandas; usar los chorros más grandes disponibles. Limpieza del pozo: Minimizar el diámetro hidráulico del espacio anular: Usar la tubería de perforación más grande posible. Esta tubería aumenta los caudales anulares. PROBLEMAS Calibrar el pozo. Reducir los conjuntos de fondo (BHA) al mínimo requerido para controlar la desviación. Limitar el número y el tamaño de los centradores. Limitar las presiones de surgencia y pistoneo. Usar VIRTUAL HYDRAULICS. Pérdida de circulación. Usar un margen más alto entre las pruebas de la zapata de cementación y los pesos del lodo. Cuando se pierden retornos, añadir LCM continuamente durante la perforación. Usar M-I-X II, carbonato de calcio, mica. No usar papel, fibra de caña, fibra de madera o celofán. Surgencias imprevistas de presión. La solubilidad del gas hace que la detección de la surgencia imprevista de presión sea más difícil y más crítica que en un lodo base agua. La contaminación de aceite en un sistema base sintético hace que el lodo sea inaceptable como lodo base sintético. Agua salada. Las cantidades de líquido base sintético agregadas para ajustar la relación sintético/agua son costosas. Minimizar las pérdidas de presión en la tubería de perforación. Mantener una velocidad anular >100 pies/min, si es posible. Maximizar el caudal. Monitorear la carga de recortes en el espacio anular Hacer girar y reciprocar la tubería de perforación durante la circulación en los pozos direccionales. Limpiar el pozo mediante bombeo antes de los viajes. Eliminar los viajes cortos. Repasar saliendo de cada sección nueva del pozo. Circular hasta que las zarandas estén limpias antes de los viajes. Problemas y Aplicaciones del Lodo Base Sintético Prácticas de cementación. Selección crítica del espaciador, viscosidad, química. Usar lodo base agua o lodo de desperdicio para recuperar el lodo detrás de la tubería de revestimiento. APLICACIONES Buenas aplicaciones para sintéticos. Pozos de desarrollo. Perforación en agua profunda de alto costo. Pozos desviados. Alcance extendido. Horizontales. Cambios extremos de acimut. Aplicaciones en los equipos de perforación con torque limitado, reentrada usando equipos de rehabilitación. Pozos costafuera que usan típicamente lodo base aceite. Pozos exploratorios con buena información de pozos vecinos. Malas aplicaciones para sintéticos. Alto riesgo de pérdida de circulación. Pozos donde se requiere cero descarga. Pozos exploratorios rutinarios sin buena información de pozos vecinos..19 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

20 Procedimiento de Prueba para Determinar el Contenido de Aceite (o Sintético) y Agua de los Recortes para Porcentajes Mayores Que 10% (Según la Práctica Recomendada por API B-2(RP B-2) Apéndice B) DESCRIPCIÓN Este procedimiento mide la cantidad de aceite de los recortes generada durante una operación de perforación. Se trata de una prueba de retorta que mide la cantidad total de aceite y agua liberada por una muestra de recortes al ser calentada en un instrumento de Retorta calibrado y funcionando correctamente. En esta prueba de retorta, se calienta un peso conocido de recortes en una cámara de retorta para vaporizar los líquidos asociados con la muestra. Luego, los vapores de aceite y agua son condensados, captados y medidos en un receptor graduado de precisión. OBSERVACIÓN: Para obtener una muestra representativa, será necesario prestar particular atención a los detalles del manejo de la muestra (ubicación, método, frecuencia). El procedimiento de muestreo en un área determinada puede ser especificado por los reglamentos locales o gubernamentales. EQUIPO El instrumento de retorta recomendado es un recipiente de 50 cm 3 de volumen con una envuelta exterior calefactora. El receptor de líquido debería ser un cilindro graduado de 50 cm 3 con graduaciones de 1 cm3 y una precisión de ± 0.5 cm 3. OBSERVACIÓN: El volumen del receptor debería ser comprobado gravimétricamente. PROCEDIMIENTO A. Limpiar y secar el conjunto de retorta y el condensador. B. Llenar el cuerpo de la retorta con lana de acero sin aceite. C. Aplicar lubricante/compuesto obturador a las roscas del vaso y del vástago de la retorta. D. Pesar y registrar la masa total del vaso, tapa y cuerpo de la retorta con lana de acero. Este valor representa la masa (A), en gramos. E. Captar una muestra representativa de recortes. F. Llenar parcialmente el vaso de la retorta con recortes y colocar la tapa sobre el vaso. G. Roscar el vaso de la retorta (con la tapa) en el cuerpo de la retorta, pesar y registrar la masa total. Este valor representa la masa (B), en gramos. H. Instalar el condensador. Colocar el conjunto de retorta dentro de la envuelta calefactora.. I. Pesar y registrar la masa del receptor de líquido limpio y seco. Este valor representa la masa (C), en gramos. Colocar el receptor debajo del tubo de descarga del condensador. J. Poner la retorta en marcha. Dejar que funcione como mínimo durante 1 hora, a una temperatura de aproximadamente 1.000ºF (500ºC). OBSERVACIÓN: Si los sólidos se desbordan dentro del receptor, la prueba debe ser repetida. K. Retirar el receptor de líquido. Dejar que se enfríe. Registrar el volumen de agua recuperado. Este valor representa el volumen (V), en cm3. OBSERVACIÓN: Si se observa una emulsión en la superficie de contacto entre las fases de aceite y agua, al calentar la superficie de contacto se puede romper la emulsión. L. Pesar y registrar la masa del receptor y sus contenidos líquidos (aceite y agua). Este valor representa la masa (D), en gramos. M. Apagar la retorta. Retirar el conjunto de retorta y el condensador de la envuelta calefactora y dejar que se enfríen. Retirar el condensador. N. Pesar y registrar la masa del conjunto de retorta enfriado, sin el condensador. Este valor representa la masas (E), en gramos. O. Limpiar el conjunto de retorta y el condensador..20 N de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión:

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