Efecto fisicoquímico de los fluidos de perforación base agua en el comportamiento mecánico de las rocas lutíticas

Abstract

En el área de perforación de petróleo, la inestabilidad de hoyo en lutitas es el problema de mayor importancia, representando altos costos y pérdidas de tiempo. Una de sus principales causas es la interacción fisicoquímica entre los fluidos de perforación base agua y los minerales de arcilla. Con la finalidad de entender la problemática antes mencionada, enmarcado en un proyecto de investigación de PDVSA-INTEVEP, se desarrolló este trabajo, el cual pretende evaluar variaciones en parámetros mecánicos y características petrográficas de rocas lutíticas expuestas a distintas soluciones salinas durante un tiempo determinado. La determinación de dichos parámetros permitirá el desarrollo de aditivos inhibitorios para ser usados en la formulación de fluidos de perforación base agua de alto desempeño. Para esto fue utilizado una muestra lutítica de la formación Carapita y KCl como aditivo. La metodología empleada consistió en la caracterización petrográfica de la roca en su estado inicial. Luego de ser expuesta a agua destilada y soluciones de KCl entre 2 y 5% , se llevaron a cabo ensayos uniaxiales sobre todas las muestras para establecer su comportamiento esfuerzo-deformación, al igual que la caracterización final para determinar cambios en la estructura rocosa debidos a la variación de la concentración del catión K+. De los resultados obtenidos se pudo observar que existe un desplazamiento del agua presente en el fluido externo hacia la matriz de la roca debido a los fenómenos de ósmosis e hinchamiento, y que de los fluidos estudiados, la solución de KCl al 3,5% es la que evidenció una menor interacción con la sección lutítica del Núcleo SBC-140, disminuyendo a su vez el flujo de agua hacia la formación. Se pudo constatar el carácter inhibitorio del Cloruro de Potasio, se recomienda el uso de ensayos triaxiales en futuros estudios con otros aditivos para observar la alteración de la envolvente de falla de la lutita debida a éstos, así como la realización de las pruebas con los fluidos de perforación base agua usados actualmente en el país, con el fin de conocer las interacciones fisicoquímicas que actualmente ocurren durante la perforación.