Cap II Arcillas.pdf
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CAPITULO II : ARCILLAS
DEL GRIEGO ARCILOS QUE SIGNIFICA BLANCO, SE UTILIZA EN MINERALOGIA PARA DESIGNAR AL CONJUNTO DE MINERALES SECUNDARIOS DE PARTICULA PEQUENA, QUE SON LOS SILICATOS LAMINARES GENERALMENTE DE ALUMINIO HIDRATADOS, CUYA ESTRUCTURA INTERNA Y COMPOSICION QUIMICA LE CONFIERE UNAS CARACTERISTICAS MUY ESPECIFICAS DE REACTIVIDAD QUIMICA. PRESENTAN CARGA ELECTRICA, LO CUAL LE OTORGA PROPIEDAS FISICOQUIMICAS MUY PARTICULARES: RETENCION DE MOLECULAS ORGANICAS E INORGANICAS, CAPACIDAD PARA MANTENERSE DISPERSAS, O REUNIRSE EN AGREGADOS VOLUMINOSOS, CAUSANDO HINCHAMIENTO, DEBIDO AL COMPORTAMIENTO DE LAS ARCILLAS, TANTO DE LAS QUE SE ADICIONAN AL FLUIDO DE PERFORACION(BENTONITA), COMO DE LAS QUE SE INCORPORAN AL PERFORAR LAS FORMACIONES EN LA VECINDAD DEL POZO, ES IMPORTANTE QUE EL INGENIERO PETROLERO, CONOZCA Y ENTIENDA LOS MECANISMOS DE REACCION(INTERACCION) DE LAS ARCILLAS DEL FLUIDO. TIPOS DE ARCILLA QUE INTERACTUAN EN LOS FLUIDOS DE PERFORACION.‐
EXISTEN UN GRAN NUMERO DE MINERALES ARCILLOSOS QUE SE ADICIONAN A LOS FLUIDOS DE PERFORACION, COMO SON LA ATAPULGUITA UTILIZADOS EN LOS FLUIDOS BASE SALADA Y LA BENTONITA, UTILIZADA EN FLUIDOS BASE AGUA DULCE, EXISTE OTRA ARCILLA LLAMADA SEPIOLITA.
ATAPULGUITA.‐ CONSTA DE ARCILLAS EN FORMA DE AGUJA NO HINCHABLE, SE CREE QUE LA FORMA DE LAS PARTICULAS ES RESPONSABLE DE LA CAPACIDAD QUE LA ARCILLA TIENE PARA AUMENTAR EL VALOR DE LA VISCOSIDAD, EL TAMANO NATURAL DE CRISTALES FINOS, Y LA FORMACION DE AGUJA, HACEN QUE LA ARCILLA DESARROLLE UNA ESTRUCTURA DE”ESCOBILLAS AMONTONADAS” EN SUSPENSION, DEMOSTRANDO ASI, UNA ALTA ESTABILIDAD COLOIDAL, INCLUSO EN PRESENCIA DE UNA ALTA CONCENTRACION DE ELECTROLITOS. DEBIDO A SU FORMA Y DE SUS CARACTERISTICAS NO HINCHABLES, ESTAS ARCILLAS MUESTRAN UN CONTROL DE FILTRACION MUY DEBIL, POR ESTE
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MOTIVO, LA ATAPULGUITA SE USA PRINCIPALMENTE, COMO MEJORADOR DE VISCOSIDAD EN LOS LODOS BASE AGUA SALADA, EXISTE OTRA ARCILLA LLAMADA SEPIOLITA, LA CUAL, SE USA GENERALMENTE, COMO VISCOSIFICADOR SUPLEMENTARIO PARA LOS FLUIDOS GEOTERMICOS Y DE ALTA TEMPERATURA, ESTE TIPO DE ARCILLAS CASI NUNCA ESTAN PRESENTES EN LAS ARCILLAS DE LAS FORMACIONES DE PETROLEO. OTRO TIPO DE ARCILLAS LAMINARES NO HINCHABLES O LIGERAMENTE INCHABLES SON LA ILITA(ARCILLAS DE 3 CAPAS), QUE NO MUESTRA CAPACIDAD DE HINCHAMIENTO ENTRE ELLAS. DURANTE LA PERFORACION DE FORMACIONES DE LUTITA, ENCONTRAMOS MINERALES ARCILLOSOS COMO LA ILITA Y LA ESMECTITA, CAUSANDO FRECUENTEMENTE PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA ESTABILIDAD DEL POZO Y EL MANTENIEMIENTO DEL FLUIDO DE PERFORACION. LA NATURALEZA PROBLEMÁTICA DE ESTOS MINERALES ARCILLOSOS, PUEDE ESTAR RELACIONADO, CON LAS CARGAS DEBILMENTE ENLAZADAS ENTRE LAS CAPAS QUE PRODUCEN EL HINCHAMIENTO Y LA DISPERSION AL ENTRAR EN CONTACTO CON EL AGUA. A MEDIDA QUE LA PROFUNDIDAD DEL POZO AUMENTA LA ESMECTITA SE CONVIERTE EN ILITA Y MICA, DANDO COMO RESULTADO QUE LA FORMACIONES DE LUTITA SE VUELVEN GENERALMENTE, MENOS HINCHABLES PERO MAS DISPERSIVAS EN AGUA, A MEDIDA QUE LA PROFUNDIDAD AUMENTA. LA CLORITA DEL GRIEGO CHLOROS QUE SIGNIFICA VERDE, COLOR DOMINANTE DE ESTA ESPECIE QUE EN SU FORMA PURA NO SE HINCHAN, PERO AL SER MODIFICADAS, MUESTRAN UN LIGERO HINCHAMIENTO. LAS CLORITAS SE ENCUENTRAN FRECUENTEMENTE, EN SEDIMENTOS MARINOS A GRANDES PROFUNDIDADES Y NORMALMENTE NO CAUSAN NINGUN PROBLEMA IMPORTANTE A MENOS QUE ESTEN PRESENTE EN GRANDES CANTIDADES.
BENTONITA.‐ ES UNA MONTMONILLONITA SODICA, UNO DE LOS MINERALES MAS IMPORTANTES, DE PARTICULAS MUY PEQUENAS Y SON EXPANDIBLES, DEBIDO A LA ADMISION DE MOLECULAS POLARES(AGUA) ENTRE SUS CAPAS. EN AGUA DULCE LAS CAPAS ABSORBEN EL AGUA Y SE HINCHAN, CON AUMENTO DEL NUMERO DE PARTICULAS, JUNTO CON EL AUMENTO RESULTANTE DEL AREA SUPERFICIAL, CAUSA QUE LA VISCOSIDAD DE UNA SUSPENSION SE INCREMENTE. ESTA FORMA CARACTERISTICA DE LA
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BENTONITA PARECIDA A UNA BARAJA DE CARTA, ES LO QUE PRODUCE EL LLAMADO, EFECTO DE ENJARRE, QUE ES TAN IMPORTANTE PARA EL CONTROL DEL FILTRADO. PARA PREPARAR LODOS BASE AGUA, SE ANADE BENTONITA, QUE CUMPLE 2 FUNCIONES: 1.‐ PROPORCIONAR VISCOSIDAD AL FLUIDO DE PERFORACION, 2.‐ DEPOSITAR UN ENJARRE O PELICULA QUE SELLARA LAS FORMACIONES PERFORADAS Y EVITARA EL ATASCAMIENTO O EMPACAMIENTO DE LA BARRENA Y LA SARTA DE PERFORACION, EN LOS LODOS BASE AGUA, VISCOSIFICADA CON BENTONITA EL AGUA CONSTITUYE LA FASE LIQUIDA CONTINUA, EN LA CUAL CIERTOS MATERIALES SON MANTENIDOS EN SUSPENSION, LA FASE INTERNA DE ESTE TIPO DE LODOS BASE AGUA ES LA PARTE REACTIVA DE LO SOLIDOS” BENTONITA” QUE SON HIDRATABLES Y SUSPENDIDAS EN LA FASE ACUOSA ENTRE LOS SOLIDOS DE SUSPENSION QUE SON QUIMICAMENTE INHERTES SE ENCUENTRAN, LA BARITA QUE SE ANADE AL FLUIDO DE PERFORACION PARA AUMENTAR LA DENSIDAD DEL FLUIDO, ASI COMO FORMACIONES DE CALIZA, DOLOMITA O ARENA. REACCIONES DE ARCILLA CON IONES POTASIO.‐ LAS REACCIONES QUIMICAS ENTRE LA ARCILLA Y LAS SALES DE POTASIO(KCL) SON UNICAS EN COMPARACION CON OTROS IONES Y SE PRESTA PARTICULAR ATENCION A ESTE PROCESO DEBIDO AL USO GENERALIZADO DEL POTASIO EN FLUIDOS DE PERFORACION BASE AGUA PARA ESTABILIZAR LAS LUTITAS REACTIVAS. AUN EN LAS REGIONES EN QUE POR RAZONES DE PROTECCION AMBIENTAL, LA CONCENTRACION DE POTASIO PERMITIDA ES MENOR AL 5% , SE HA OBSERVADO QUE ESTA BAJA CONCENTRACIONES DE IONES DE POTASIO AYUDA A LA ESTABILIZACION DE FORMACIONES QUE CONTENGAN ARCILLAS REACTIVAS. LAS PARTICULAS DE ARCILLA SE ASOCIAN CUANDO ESTAN EN UNO DE LOS 4 SIGUIENTES ESTADOS: AGREGACION, DISPERSION, FLOCULACION Y DEFLOCULACION .
EXPERIENCIA POZO ESCUINTLE 2 DURANTE LA PERFORACION DE LA ETAPA DE 17 ½”, UTILIZANDO LODO BASE AGUA.‐
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OBSTRUCCION DE LA LINEA DE FLOTE POR FORMACION DE CONGLOMERADOS ( BOLAS ) DE RECORTES ARCILLOSOS Y “EMBOLAMIENTO “ DE LA BARRENA Y ESTABILIZADORES. CONGLOMERADOS DE 5‐10” A LA PROFUNDIDAD DE 1792 M, LO CUAL HIZO DIFICIL SU ELIMINACION PROVOCANDO EL TAPONAMIENTO CONTINUO DE LA LINEA DE FLOTE CON LA CONSECUENTE PERDIDA DE TIEMPO Y DINERO. ESTE PROBLEMA ESTA RELACIONADO CON LA QUIMICA DE LAS ARCILLAS Y PROPIEDADES DE FLUIDO. ESTE FENOMENO SE PRESENTA FRECUENTEMENTE EN POZOS CON FORMACIONES MUY ARCILLOSAS PERFORADAS CON FLUIDOS DE CONTROL BASE AGUA Y CON FALLAS CONTINUAS DE LAS BOMBAS DE LODOS, CON LA CONSIGUIENTE FALTA DE LIMPIEZA DEL AGUJERO PERFORADO,PROVOCANDO UNA SOBRECARGA