Perforación con espuma: conocimientos prácticos

    La perforación con espuma es una técnica de perforación que implica el uso de un agente espumante de polímero, agua y aire comprimido. La espuma se compone de una fase líquida continua que rodea y atrapa la fase gaseosa. Sus principales características son una densidad relativamente baja y una viscosidad extremadamente alta. Esta combinación de propiedades le da a la espuma una gran ventaja sobre la perforación con neblina y aire seco.

    La perforación con 'espuma' combinada con aire comprimido se utiliza de diferentes maneras para ayudar al proceso de perforación.

    Espuma de alta velocidad - nebulización de aire

    Al perforar roca consolidada con aire comprimido, se pueden expulsar nubes de polvo del pozo.

    El bombeo de un chorrito de agua en la línea de aire amortiguará muy eficazmente la nube de polvo, protegiendo tanto la salud de los operadores como el equipo. La adición de una solución de jabón (dilución del 0.5 al 1.5%) ayuda a mantener limpias las paredes del pozo y evita que las pequeñas fisuras que contienen agua se obstruyan y que se formen collares húmedos de recortes de perforación por encima de la acción de perforación. Típicamente, las soluciones de jabón utilizadas son tensioactivos biodegradables:

    se pueden comprar como aditivos de perforación especializados o, de manera conveniente y económica, como detergentes líquidos para lavar platos de calidad simple o detergente en polvo para ropa que se mezcla con agua fría. Usando espuma, es posible perforar con éxito a velocidades de aire ascendentes más bajas porque la espuma mantiene el pozo más limpio y las burbujas ayudan a levantar el material con claridad a velocidades más bajas.

    Espuma de baja velocidad - columna de espuma estable

    Al inyectar constantemente una mezcla de lodo de perforación de polímero (35-40 segundos de embudo Marsh) y espuma de perforación (dilución del 0.5 al 1.5%) en un suministro de aire de flujo controlado, es posible crear una columna de espuma estable de ascenso lento, que levanta material del pozo. No erosiona la formación y usa muy poco aire, lo que permite perforar pozos de gran diámetro en formaciones blandas con compresores pequeños. El efecto que se debe crear en el pozo es una columna mixta continua de burbujas de espuma ascendentes, de consistencia similar a la de la espuma de afeitar en aerosol. La espuma se "esponjará" en ondas desde la parte superior del pozo, transportando los escombros de perforación de la broca. Si se mezcla demasiado aire con muy poco flujo de espuma, poca espuma saldrá y la columna se romperá por bolsas de aire. Una buena espuma estable, si se recoge entre un par de manos, se sentirá bastante espesa e impedirá que las palmas de las manos se toquen fácilmente. Formará una masa de burbujas de jabón con un cuerpo definido. La textura de la espuma cambiará después de que el agua se asiente en el pozo: la estructura de la burbuja a menudo se vuelve más grande con más dilución.

    La perforación con espuma es un método muy útil para perforar un diámetro más grande que el que la capacidad del compresor de aire podría perforar directamente

    Es una técnica impresionante para aplicar en la construcción de un pozo en el suelo utilizando muy poco aire comprimido y un pequeño volumen de agua. Debe ser visto para ser creído y se debe dar tiempo a los equipos de perforación inexpertos para que adquieran confianza en su aplicación.

    La perforación con espuma se utiliza cuando se anticipa la afluencia de agua. Para lograr un transporte eficiente de los recortes, las velocidades anulares deben mantenerse a una tasa relativamente baja (~100 ft/min). Además, la perforación con espuma generalmente requiere una menor potencia de compresión, en comparación con los métodos de perforación en seco y con neblina.

    Un buen diseño de perforación con espuma debe asumir alrededor de un 60 por ciento de calidad mínima de espuma en el fondo del pozo con una velocidad anular de 100 ft/min. Las calidades de la espuma se pueden controlar dentro del pozo ajustando la contrapresión anular.

    En la plataforma de perforación de JCDRILL, equipamos bombas de espuma para inyectar una mezcla de 'espuma' a caudales bastante bajos en la línea de suministro de aire comprimido para que se formen burbujas de jabón en el pozo (Ver imagen a continuación). La bomba de espuma es impulsada por un motor hidráulico, que tiene diferentes caudales y presiones disponibles para elegir según la demanda de cada proyecto.