El fluido de perforación es una mezcla de líquidos y aditivos diseñada para cumplir varias funciones cruciales durante el proceso de perforación de pozos petroleros. El concepto general es proporcionar soporte mecánico a las paredes del pozo, controlar la presión del subsuelo para evitar el reventón del pozo, transportar los recortes de perforación a la superficie, enfriar y lubricar la broca, y evitar la filtración de fluidos en formaciones geológicas.

Estos fluidos pueden variar en composición dependiendo de varios factores, como la profundidad del pozo, las características geológicas del subsuelo y los requisitos ambientales. Los componentes típicos incluyen agua, arcillas, polímeros, sales, y en algunos casos, aditivos especiales para mejorar sus propiedades, como la viscosidad, la densidad y la capacidad de inhibir la hinchazón de las arcillas en formaciones permeables. En resumen, el fluido de perforación es esencial para garantizar la seguridad y eficiencia durante la perforación de pozos petroleros.

Los fluidos de perforación se pueden clasificar de varias formas según diferentes criterios. A continuación se verán algunas de las clasificaciones más comunes:

1. Basados en la fase continua del fluido:

   - Fluidos base agua: Estos fluidos tienen agua como fase continua y pueden contener varios aditivos para mejorar sus propiedades.

   - Fluidos base aceite: Tienen aceite como fase continua y son útiles en formaciones geológicas donde los fluidos a base de agua podrían causar problemas de hinchamiento de arcillas.

2. Basados en la densidad del fluido:

   - Fluidos de perforación ligeros: Tienen una densidad menor a la del agua y son usados en formaciones poco compactas o poco profundas.

   - Fluidos de perforación pesados: Tienen una densidad mayor a la del agua y se utilizan en formaciones más profundas o para controlar la presión de fluidos en pozos con altas presiones.

3. Basados en la composición:

   - Fluidos de perforación a base de agua dulce: Utilizan agua dulce como componente principal.

   - Fluidos de perforación a base de agua salada: Usan agua salada, que puede ser agua de mar o agua salobre, como componente principal.

   - Fluidos de perforación a base de aceite: Tienen aceite como componente principal.

4. Basados en la aplicación:

   - Fluidos de perforación convencionales: Utilizados en la mayoría de las operaciones de perforación.

   - Fluidos de perforación especiales: Diseñados para condiciones específicas, como perforación direccional, perforación en aguas profundas, etc.

5. Basados en la reología:

   - Fluidos Newtonianos: Su viscosidad es constante independientemente del esfuerzo cortante aplicado.

   - Fluidos no-Newtonianos: Su viscosidad varía con el esfuerzo cortante aplicado. Ejemplos incluyen fluidos pseudoplásticos y fluidos tixotrópicos.

Estas son algunas de las clasificaciones más comunes, pero hay otras basadas en propiedades específicas, como la capacidad de inhibición de arcillas, la capacidad de formar geles, entre otras. La elección del fluido de perforación adecuado depende de una serie de factores, incluyendo las características geológicas del pozo, los objetivos de perforación y las consideraciones ambientales.

Los fluidos de perforación desempeñan diversas funciones fundamentales que son críticas para el éxito y la seguridad de las operaciones de perforación. Aquí están algunas de las funciones principales y por qué son importantes:

1. Soporte mecánico de las paredes del pozo: Los fluidos de perforación ejercen una presión hidrostática hacia abajo que contrarresta la presión de los fluidos subterráneos y evita el colapso de las paredes del pozo. Esto asegura la estabilidad estructural del pozo durante todo el proceso de perforación.

2. Control de la presión del subsuelo: Regulan la presión en el pozo para prevenir situaciones peligrosas como reventones. Al ajustar la densidad del fluido de perforación, los ingenieros pueden equilibrar las presiones del pozo y del yacimiento, evitando así la entrada de fluidos no deseados desde las formaciones geológicas.

3. Transporte de recortes de perforación: Los fluidos de perforación transportan los recortes de roca y sedimentos desde el fondo del pozo hasta la superficie, donde pueden ser eliminados eficientemente. Esto ayuda a mantener limpia la zona de perforación y evita la obstrucción de la broca.

4. Enfriamiento y lubricación de la broca: Durante la perforación, la broca puede alcanzar temperaturas muy altas debido a la fricción. Los fluidos de perforación ayudan a enfriar la broca y reducir el desgaste al proporcionar un medio de transferencia de calor eficaz. Además, actúan como lubricante entre la broca y las paredes del pozo, reduciendo la fricción y mejorando la eficiencia de perforación.

5. Prevención de la contaminación de formaciones: Los fluidos de perforación forman una película impermeable en las paredes del pozo que ayuda a prevenir la filtración de fluidos desde formaciones geológicas adyacentes. Esto es esencial para proteger la integridad de los yacimientos de petróleo y gas y evitar la contaminación cruzada entre diferentes zonas del subsuelo.

Los fluidos de perforación desempeñan un papel crucial en cada etapa del proceso de perforación de pozos petroleros, desde proporcionar soporte estructural hasta garantizar la seguridad y eficiencia de las operaciones. Su correcta selección y manejo son fundamentales para el éxito de la exploración y producción de petróleo y gas.