Ingeniero de lodo

Un ingeniero de lodos (correctamente llamado ingeniero de fluidos de perforación , pero más comúnmente conocido como el " hombre de lodos " ^{[ 1 ] [ 2 ]} ) trabaja en una plataforma de perforación de pozos de petróleo o gas , y es responsable de garantizar que las propiedades del fluido de perforación , también conocido como lodo de perforación , estén dentro de las especificaciones de diseño.

El lodo es fundamental en las operaciones de perforación. Proporciona presión hidrostática en la pared del pozo para evitar la producción incontrolada de fluidos del yacimiento, lubrica y enfría la broca , transporta los recortes de perforación a la superficie, forma una torta de filtración en la pared del pozo para prevenir la invasión del fluido de perforación, proporciona información para el registro geofísico y facilita la perforación al fracturar la roca mediante los chorros de la broca. Para cumplir estas funciones eficazmente, el lodo contiene aditivos cuidadosamente seleccionados para controlar sus propiedades químicas y reológicas.

El lodo de perforación suele ser un fluido no newtoniano pseudoplástico de viscosidad variable . Cuando está sometido a mayor esfuerzo cortante, como en la tubería que conduce a la broca y a través de las boquillas de la broca, su viscosidad disminuye, lo que reduce los requisitos de potencia de bombeo. Al regresar a la superficie a través del espacio anular, mucho más amplio, se encuentra bajo menor esfuerzo cortante y se vuelve más viscoso, lo que le permite transportar mejor los recortes de roca. La bentonita se utiliza comúnmente como aditivo para controlar y mantener la viscosidad, y además tiene el beneficio adicional de formar una torta de lodo (también conocida como torta de filtración ) en la pared del pozo, lo que evita la invasión de fluidos. ^{[ 3 ]}

La barita se usa comúnmente para aumentar la densidad del lodo y mantener una presión hidrostática adecuada en el fondo del pozo. Esto es fundamental en una operación de perforación para evitar un influjo de fluidos y, en última instancia, una explosión por la producción incontrolada de fluidos de la formación. Los depósitos de lodo en la superficie se monitorean cuidadosamente, ya que un aumento en el nivel del lodo indica que se está produciendo un influjo de fluidos y puede requerir el cierre del pozo y la circulación de lodo de perforación más denso para prevenir una mayor producción de fluidos de la formación o gas.

El fluido de perforación debe ser químicamente compatible con las formaciones que se perforan. La salinidad debe elegirse de manera que no provoque hinchazón de la arcilla ni otros problemas. El lodo puede ser a base de aceite o de agua. En muchas zonas, los lodos a base de aceite se están eliminando gradualmente, ya que son menos respetuosos con el medio ambiente, aunque en algunas formaciones son necesarios debido a problemas de compatibilidad química. Las plataformas marinas suelen utilizar lodo sintético a base de aceite.

El ingeniero de lodos (o ingeniero de fluidos de perforación) suele ser graduado de una universidad, colegio o instituto técnico con especialización en ingeniería química, minera o de minerales. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Sin embargo, también es posible comenzar con un diploma de bachillerato y trabajar junto a un ingeniero de lodos, adquiriendo experiencia gradualmente en el trabajo y ascendiendo hasta el puesto de ingeniero de lodos. Después de varios años como, por ejemplo, asistente de perforación, se puede obtener el puesto demostrando suficiente experiencia en matemáticas, física, geología, química, informática y campos relacionados. ^{[ 6 ]} Grandes compañías petroleras, como Halliburton, operan escuelas de lodos. También existen instituciones privadas, como la Escuela de Lodos de Oklahoma. La ventaja de asistir a una escuela de lodos administrada por una compañía petrolera es que la compañía tiene más probabilidades de contratar directamente a los graduados. ^{[ 7 ]}

Antes de mediados de la década de 1940, el perforador se ocupaba del lodo de perforación; pero la especialización se produjo con la creciente complejidad y se superpuso más con el geólogo. ^{[ 1 ]}

Antes de perforar un pozo, se elabora un programa de lodo de acuerdo con la geología prevista, en el que se predeterminan los productos a utilizar, sus concentraciones y las especificaciones del fluido a diferentes profundidades. A medida que se perfora el pozo y aumenta su profundidad, se requiere más lodo, y el ingeniero de lodo es responsable de asegurar que el nuevo lodo que se agregue cumpla con las especificaciones requeridas. La composición química del lodo se diseña para estabilizar el pozo. En ocasiones, es necesario cambiar completamente el lodo para perforar una capa subterránea específica.

A medida que avanza la perforación, el ingeniero de lodos recibirá información de otros proveedores de servicios, como el técnico de registro de lodos , sobre el progreso a través de las zonas geológicas y realizará controles físicos y químicos periódicos del lodo de perforación . En particular, se verifican con frecuencia la viscosidad y la densidad del embudo Marsh . A medida que avanza la perforación, el lodo tiende a acumular pequeñas partículas de las rocas que se están perforando y sus propiedades cambian. Es responsabilidad del ingeniero de lodos especificar aditivos para corregir estos cambios o reemplazar parcial o totalmente el lodo cuando sea necesario. También debe supervisar el equipo utilizado para bombear el lodo y eliminar las partículas, y estar preparado en caso de que las predicciones de los geólogos no sean del todo correctas o surjan otros problemas.

En ocasiones, es necesario estabilizar la pared de un pozo a una profundidad determinada bombeando cemento a través del sistema de lodo, y a veces el ingeniero de lodo se encarga de este proceso.

La empresa de fluidos de perforación puede brindar al ingeniero de lodos herramientas informáticas y manuales para abordar los problemas relacionados con los fluidos de perforación, pero el ingeniero de lodos sigue siendo responsable de las decisiones que afectan las operaciones de perforación.

El trabajo de un ingeniero de lodos puede implicar turnos largos de más de 12 horas diarias. Los horarios de trabajo típicos en plataformas marinas y en el extranjero son de cuatro semanas de trabajo y cuatro semanas de descanso.

Una de las propiedades más importantes del lodo es su densidad. Si la densidad del lodo supera la presión de fractura de la formación, esta puede fracturarse y perderse grandes cantidades de lodo, en una situación conocida como pérdida de circulación. Estas grietas también pueden provocar la filtración de agua en el pozo o en una zona productora de hidrocarburos , lo que probablemente dificultaría la producción de petróleo (o requeriría la separación de grandes cantidades de agua).

Por el contrario, si la densidad del lodo es demasiado baja, tendrá una presión hidrostática inferior a la de la formación. Esto provocará que el fluido presurizado de la formación fluya hacia el pozo y ascienda a la superficie. Este fenómeno se conoce como surgencia de la formación y puede provocar una explosión potencialmente mortal si el fluido invasor llega a la superficie sin control.

Otras propiedades importantes del lodo que deben mantenerse son el punto de fluencia (YP ), que determina la capacidad del lodo para transportar los recortes de perforación a la superficie. El lodo debe ser capaz de formar una fina capa que recubra las paredes del pozo .

Las operaciones con fluidos de perforación suelen subcontratarse a empresas de servicios, una tendencia común en la industria petrolera para la mayoría de sus operaciones. Las cuatro mayores empresas de servicios de lodos son MI SWACO (una empresa de Schlumberger ), Baroid Drilling Fluids ( Halliburton Oilfield Services), Baker Hughes Drilling Fluids y Weatherford International Drilling Fluids and Drilling Waste Management. Sin embargo, también existen muchas empresas más pequeñas que ofrecen servicios de fluidos de perforación. Las empresas independientes pueden proporcionar conocimiento local, servicios de calidad y productos de lodo. ANA Industries Limited es actualmente la mayor empresa independiente de fluidos de perforación en África Occidental.