¿Por qué es importante controlar los sólidos?

Un exceso de sólidos incrementa densidad y viscosidad, eleva presiones anulares, acelera el desgaste de bombas y tuberías, y puede ocultar señales tempranas de kick o inducir pérdidas de circulación, afectando seguridad y costos.

¿Qué equipos se usan en un sistema de control de sólidos?

Típicamente: zarandas vibratorias (para sólidos gruesos), desarenadores y deslimadores (hidrociclones para finos), y centrífugas decantadoras (ultrafinos). Se complementan con tanques de asentamiento y planes de dilución controlada.

¿Cómo se estima el porcentaje de sólidos en el lodo?

Puede aproximarse a partir de densidades con la relación: %S = ((ρm − ρf) / (ρs − ρf)) × 100, donde ρm es la densidad del lodo, ρf la de la fase líquida y ρs la de los sólidos. Esta métrica ayuda a decidir ajustes de separación o dilución.

¿Cómo afecta el contenido de sólidos a MW y EMW?

Más sólidos elevan la densidad real del lodo (MW) y, en circulación, incrementan pérdidas de presión anular, aumentando la densidad equivalente (EMW). Esto puede acercar la operación al gradiente de fractura y reducir el margen de seguridad.

¿Cuándo conviene usar lodo base aceite en lugar de lodo base agua por tema de sólidos?

En formaciones muy reactivas o condiciones HPHT, los sistemas base aceite suelen dispersar menos finos y ofrecer mayor estabilidad térmica/química. Para más detalles, consulta la guía de Lodo Base Aceite: https://airegulasolutions.com/Post/lodo-base-aceite-guia-tecnica/6439

¿Qué prácticas operativas mejoran el control de sólidos?

Mantener mallas limpias y correctamente seleccionadas, optimizar la secuencia zaranda→desarenador→deslimador→centrífuga, evitar dilución excesiva, y monitorear diariamente reología, API filtrado y % de sólidos.

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2 horas atrás

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Perforación & Completación

Control de sólidos en lodos de perforación: qué es, cómo se calcula y recomendaciones operativas

Q: ¿Qué es el control de sólidos en lodos de perforación?

Es el conjunto de prácticas y equipos para reducir y manejar los sólidos indeseados (recortes y finos) que se acumulan en el lodo durante la perforación, a fin de mantener propiedades reológicas y densidad dentro de rangos operativos seguros.

Descubre qué es el control de sólidos en lodos de perforación, cómo se calcula el porcentaje de sólidos, ejemplos prácticos, casos de referencia y recomendaciones para mejorar eficiencia y seguridad.

Control de sólidos en lodos de perforación: qué es, cómo se calcula y recomendaciones operativas

El control de sólidos es una de las prácticas más críticas en la ingeniería de perforación. Se refiere al conjunto de técnicas y equipos diseñados para reducir, separar y manejar los sólidos indeseados que se acumulan en el lodo durante la perforación.

Sin un control adecuado, el sistema de lodo se carga de partículas finas y de recortes que aumentan la densidad, la viscosidad y el contenido total de sólidos, comprometiendo tanto la hidráulica del pozo como la vida útil de los equipos. Por ello, el control de sólidos no es un complemento: es un componente esencial para la eficiencia, seguridad y economía de la perforación.

👉 Relaciona directamente con la elección del sistema de lodo: si quieres profundizar, revisa nuestra guía sobre Lodo Base Aceite.

¿Qué es el Control de Sólidos?

Durante la perforación, el fluido circulante transporta recortes de roca hacia superficie. Estos recortes, junto con partículas provenientes de la degradación del lodo y aditivos, conforman los sólidos perforados. El control de sólidos es la estrategia para mantener la concentración de sólidos dentro de rangos operativos óptimos, evitando que alteren las propiedades reológicas del lodo o generen pérdidas de circulación.

Un sistema sin control puede alcanzar más del 25% de sólidos en volumen, lo que aumenta el torque, el arrastre y la presión anular, además de acelerar el desgaste de bombas y tuberías.

Aplicación en campo

El control de sólidos combina prácticas de operación y equipos de superficie. Por ejemplo:

Zarandas vibratorias (shale shakers): la primera barrera para separar sólidos gruesos en superficie.
Desarenadores y deslimadores (desanders/desilters): sistemas hidrociclónicos que eliminan sólidos más finos.
Centrífugas decantadoras: capaces de separar partículas ultrafinas y ajustar la concentración de sólidos coloidales.
Tanques de asentamiento y sistemas de dilución: apoyan en el control de sólidos dispersos.

Ejemplo práctico: en un pozo direccional en Villahermosa, Tabasco, el uso de centrifugación continua permitió mantener el contenido de sólidos por debajo del 8%, reduciendo en 20% el consumo de aditivos de lodo y extendiendo la vida útil de los sellos de bomba.

Fórmula y cálculo práctico

Un parámetro clave en el control de sólidos es el contenido de sólidos en volumen (% Vol). Este se estima a partir de la densidad del lodo y de la fracción líquida, con la siguiente relación:

\%S = \frac{\rho_m - \rho_f}{\rho_s - \rho_f} \times 100

Donde:

$\rho_m$ = densidad del lodo (g/cm³ o lb/gal)
$\rho_f$ = densidad de la fase líquida (agua o aceite, g/cm³)
$\rho_s$ = densidad promedio de los sólidos (≈2.65 g/cm³ para sílice)

Este cálculo permite monitorear si la fracción sólida está aumentando y si el sistema de separación es efectivo.

Ejemplo aplicado

Un lodo base agua con densidad de 1.20 g/cm³ (10.0 ppg), con agua como fase líquida de 1.0 g/cm³:

\%S = \frac{1.20 - 1.00}{2.65 - 1.00} \times 100 \approx 12\%

Esto significa que el sistema contiene 12% en volumen de sólidos. Si el límite operativo es 8%, será necesario optimizar el sistema de zarandas o centrifugación.

Unidad de medida

El control de sólidos no se mide con una sola unidad, sino a través de varios parámetros:

Porcentaje de sólidos (% Vol).
Tamaño de partícula (micras).
Viscosidad y reología (PV, YP, gel strength).
Contenido de arena (%).

Estos valores permiten correlacionar desempeño hidráulico con desgaste mecánico.

Relación con otros términos técnicos

Lodo Base Agua y Lodo Base Aceite: el comportamiento frente a sólidos es distinto; en OBM la dispersión es menor, pero la separación requiere cuidado especial.
MW y EMW: la acumulación de sólidos eleva la densidad efectiva del lodo, afectando la ventana de presión.
Kick Detection: un sistema de lodo sobrecargado de sólidos puede enmascarar señales tempranas de influx.
Reología del lodo: directamente influenciada por el contenido y el tamaño de los sólidos.

Casos de referencia

Golfo de México (offshore): implementación de sistemas de alta eficiencia de zarandas redujo tiempos no productivos por problemas de torque y arrastre.
Shale plays en EE. UU.: las perforaciones horizontales largas demostraron que el exceso de sólidos finos incrementa el riesgo de stuck pipe, obligando a centrifugación continua.
Campos de Pemex en Tabasco: estudios internos han mostrado que un control deficiente de sólidos puede incrementar hasta 40% el costo de fluidos.

Recomendaciones técnicas

Monitorear diariamente contenido de sólidos con pruebas de laboratorio.
Optimizar la secuencia de separación (zaranda → desarenador → deslimador → centrífuga).
Evitar diluciones excesivas que generan desperdicio de fluidos.
Mantener mallas limpias y calibradas en zarandas para maximizar eficiencia.
Capacitar al personal en la interpretación de parámetros reológicos y en la operación de equipos de control de sólidos.

Conclusión

El control de sólidos es una práctica central en la gestión de lodos de perforación. Más que un proceso mecánico, es un factor estratégico que determina la estabilidad del pozo, la durabilidad de los equipos y la rentabilidad del proyecto. Integrar monitoreo, equipos de superficie y capacitación del personal es clave para garantizar operaciones seguras y eficientes.