Un modelo que simula cómo los fluidos de perforación, o lodos, comportarse e influir en la estabilidad de los pozos petroleros ha sido desarrollado por investigadores de KAUST. Sus hallazgos podrían informar nuevos protocolos de seguridad y el diseño de nuevos lodos de perforación.

Para garantizar que los pozos de petróleo sean seguros y económicamente viables, es vital mantener su integridad. Los ingenieros han pasado décadas optimizando los lodos de perforación, que se bombean a nuevos pozos para reducir la fricción y mantener limpia la broca. Una vez en el pozo el elemento líquido del lodo se filtra en la roca circundante dejando partículas sólidas para crear una torta de lodo, que recubre las paredes del pozo para estabilizarlas.

Sin embargo, el comportamiento de los lodos de perforación dentro de los pozos es muy complejo, y su eficacia depende de muchos factores, como la temperatura, salinidad y permeabilidad, dentro del propio barro y en la roca circundante. Los lodos ineficaces pueden obstruir el pozo y provocar que la tubería se atasque, un problema costoso y que requiere mucho tiempo para la industria petrolera.

Qi Liu y Carlos Santamarina de KAUST han desarrollado un modelo sofisticado de formación de revoques a partir de lodos de perforación a base de agua para la industria petrolera. Su modelo proporciona información sobre el crecimiento de la torta de lodo y sugiere formas de garantizar una formación óptima.

"La torta de barro se forma como un filtrado, similar al café molido en una prensa francesa, en la interfaz entre el pozo y la roca, "dice Liu.

"La mayoría de los modelos de torta de lodo existentes asumen un cambio repentino entre las fases de la suspensión y la torta, que no es representativo, "explica Liu". En cambio, utilizamos ecuaciones que capturan la transición gradual entre la proporción de vacíos, permeabilidad y tensiones efectivas para crear un modelo que represente adecuadamente la evolución de la lechada de lodo a la torta de lodo ".

Sus resultados muestran que los factores ambientales, incluidos los térmicos, Las tensiones químicas y mecánicas juegan un papel crítico en el crecimiento excesivo de la torta de lodo, junto con una alta permeabilidad y una baja viscosidad del lodo, lo que causa una pérdida severa de fluidos dentro del sistema.

"También encontramos que la fuerza total que actúa sobre la tubería aumenta con el tiempo, "dice Liu." Por lo tanto, Nuestro principal consejo para evitar que las tuberías se atasquen es minimizar el tiempo de inactividad. Las empresas de perforación también deben optimizar el diseño del lodo teniendo en cuenta las complejas condiciones de fondo de pozo ".

El equipo también está trabajando en lodos diseñados que permiten a los usuarios monitorearlos directamente. Estos incluyen un nuevo lodo sensible al magnético, lodos a base de nanopartículas con propiedades únicas, y lodos reactivos a estímulos que cambian de propiedades a pedido.