I fluidi di perforazione sono sostanze liquide o gassose che vengono spesso pompate nei pozzi durante le operazioni di perforazione. Questi fluidi sono generalmente chiamati fanghi di perforazione quando vengono utilizzati liquidi, anche se ciò non significa che siano costituiti da fango reale. I fluidi di perforazione liquidi possono essere a base di acqua o olio e i fluidi gassosi spesso contengono aria. Uno degli scopi principali del fluido di perforazione è mantenere la stabilità di un pozzo di trivellazione, sebbene possa svolgere anche molti altri compiti. Alcune altre funzioni includono la facilitazione della rimozione del materiale perforato dal foro, il controllo delle pressioni all’interno di una formazione, il raffreddamento e la lubrificazione della punta e persino il trasferimento di potenza idraulica ai componenti del gruppo del foro inferiore.
Esistono molti tipi diversi di fluidi di perforazione, ognuno dei quali ha qualità che si adattano in modo univoco a situazioni particolari. La maggior parte dei fluidi di perforazione può essere suddivisa nelle categorie di liquidi e gas. I fluidi a base liquida sono generalmente chiamati fanghi di perforazione e possono essere ulteriormente scomposti in soluzioni a base di acqua e olio. L’acqua a volte viene utilizzata da sola, sebbene sia più comunemente mescolata con argilla bentonitica e vari altri prodotti chimici. L’argilla viene comunemente chiamata “gel” nell’industria petrolifera e del gas e gli additivi chimici sono generalmente destinati a controllare varie caratteristiche come la viscosità.
Il fluido di perforazione a base di petrolio può essere sintetico o naturale e il carburante diesel è una sostanza naturale che a volte viene utilizzata. Questi fluidi sono spesso scelti per applicazioni in cui sono richieste maggiori qualità di lubrificazione o è probabile che venga generata una grande quantità di calore nel processo di perforazione. Gli oli sintetici vengono solitamente scelti quando i fumi tossici degli oli naturali potrebbero essere pericolosi, il che è spesso una considerazione nelle condizioni di lavoro chiuse che si trovano nelle piattaforme petrolifere offshore.
I fluidi di perforazione gassosi a volte consistono in aria che viene pompata nella batteria di perforazione, sebbene possano essere inclusi anche vari altri gas. L’aria a volte viene anche miscelata con l’acqua, il che può aumentare la viscosità di un fluido di perforazione, fornire un ulteriore controllo della polvere o aiutare a pulire il pozzo. I polimeri sono talvolta inclusi in una miscela aria/acqua quando è richiesto un agente schiumogeno o un altro additivo.
Lo scopo principale di un fluido di perforazione è mantenere l’integrità di un pozzo di trivellazione e impedire che i fluidi presenti nelle formazioni rocciose entrino nella batteria di perforazione. Un’altra funzione primaria è quella di aiutare a far passare i frammenti di trivellazione nel pozzo fino alla superficie, dove possono essere smaltiti. Il fluido è spesso utilizzato per le proprietà di raffreddamento e lubrificazione, sia per la punta del trapano che per i macchinari di assemblaggio del foro inferiore come i motori a fango. La pressione idraulica presente nel fluido può essere utilizzata anche per alimentare motori a fango e altri componenti.