Fluido de perforación de bentonita: arcilla organófila

Tipos de fluido de perforación de bentonita
Hay varios tipos de fluido de perforación de bentonita. Sus propiedades y funciones se describen en este artículo. Además, veremos los aditivos de arcilla organofílica. Siga leyendo para obtener más información. Estos son algunos de los tipos más populares:

Propiedades
Cuando se usa en la producción de fluido de perforación, la bentonita reacciona con varias sustancias orgánicas y produce agentes gelificantes. La resistencia del gel de lodo es importante cuando se transportan recortes de perforación. La cantidad de bentonita en el fluido de perforación es un factor determinante de sus propiedades. Para obtener resultados óptimos, utilice una bentonita de alta calidad. Su viscosidad y densidad son críticas para el éxito de la perforación.

El pH del lodo a base de agua que contiene bentonita se puede alterar para obtener diferentes propiedades reológicas y de filtración. Allí se muestran los cambios en las propiedades reológicas y de filtración del fluido de perforación a medida que aumenta el pH. El rango de pH óptimo para el fluido de perforación se determina en función de los resultados. El mantenimiento de las propiedades reológicas del fluido de perforación minimizará la pérdida de fluido en la formación acuífera.

El aumento del pH del fluido de perforación a base de agua con bentonita mejora las propiedades reológicas y de filtración. Un pH más alto reduce la cantidad de partículas de bentonita que aumentan la viscosidad del fluido. Esto da como resultado valores YP más bajos y una disminución en la capacidad del fluido de perforación para transportar recortes. Por lo tanto, un lodo de pH alto reduce la viscosidad.

Funciones
Cuando la bentonita se combina con agua, se denomina lodo de polímero y agua. Los dos tipos de fluido de perforación están formulados para realizar funciones diferentes.

En general, la suspensión de bentonita y agua no contiene materiales peligrosos, pero puede ser necesario un tratamiento especial si el pozo se encuentra en una zona altamente tóxica. Los métodos de tratamiento especiales pueden incluir la deshidratación de los sedimentos, el transporte de los sólidos y el tratamiento del agua.

Algunos fluidos de perforación pueden utilizarse para el relleno o para reducir el tamaño del núcleo del pozo. En este caso, podrían ser necesarias bombas especiales.

La bentonita se utiliza ampliamente para diversos fines, pero se encuentra con mayor frecuencia en los fluidos de perforación. En estos fluidos, la bentonita se utiliza para lubricar las herramientas de corte y protegerlas contra la corrosión. Además, actúa como fluido hidráulico, generando presión hidrostática dentro del pozo.

Al impedir la penetración de fluidos, la bentonita es un buen material para usar en fluidos de perforación. Además, evita que el material pétreo vuelva a caer en el pozo perforado.

La bentonita también puede utilizarse para estabilizar el pozo. La composición química del lodo debe ser compatible con las propiedades físicas del pozo, como el peso y la viscosidad.

Un pozo estable ayuda a minimizar el daño a la formación causado por las fuerzas hidráulicas. La bentonita también puede limitar el ensanchamiento del pozo, lo que reduce el daño a la formación. Esto se puede lograr seleccionando una torta de filtración de buena calidad que contenga bentonita.

Aplicaciones
La viscosidad del fluido de perforación de bentonita puede verse afectada por el tipo de polímeros utilizados y la temperatura. Estos minerales arcillosos también influyen en el nivel de pH del fluido de perforación.

Por lo tanto, estos fluidos de perforación pueden presentar diversos comportamientos. Los siguientes párrafos abordarán dichos comportamientos. Este artículo también analizará las diferencias entre los fluidos de perforación de bentonita estándar y los de bentonita local. Asimismo, se examinarán las ventajas y limitaciones de los distintos fluidos de perforación.

Cuando se utiliza en combinación con polímeros, el fluido de perforación de bentonita con arcilla organofílica puede mejorar las propiedades reológicas del lodo de perforación.

Una mayor resistencia del gel indica que el fluido de perforación tiene una mayor tendencia a suspender los recortes de perforación. También indica que el fluido de perforación tiene la capacidad de transferir los recortes desde la profundidad del pozo hasta la superficie. Es posible comparar el límite elástico de la bentonita estándar y local, así como el límite elástico de cinco muestras diferentes.

El lodo de perforación debe tener una alta densidad para controlar la presión de la formación y estabilizar el pozo. Se muestra una comparación entre la bentonita estándar y la bentonita local.

Se obtuvieron diferentes lecturas de los diales para evaluar las densidades de ambos lodos. Además de la bentonita, se utilizan viscosificantes como la carboximetilcelulosa para aumentar la densidad del lodo.

Aditivos de bentonita
La bentonita es el aditivo estándar en los fluidos de perforación y se utiliza en la mayoría de las aplicaciones para producir una mayor viscosidad en el fondo del pozo, lo cual es importante para la eliminación de los recortes de perforación.

También ayuda a formar una torta de filtración, lo que reduce la pérdida de fluido hacia las formaciones circundantes. Sin embargo, debido a que disminuye el caudal, la bentonita no es el mejor aditivo para todos los pozos. Para solucionar este problema, los fabricantes de perforación direccional horizontal (HDD) desarrollaron polímeros que la reemplazan.

EZ Plus es una arcilla organofílica diseñada para reducir la acumulación de recortes en el fluido de perforación de bentonita. Este aditivo es compatible con cualquier tipo de fluido de perforación y ayuda a evitar que la arcilla se adhiera a las herramientas o se acumule frente a los escariadores.

Otro aditivo para fluidos de perforación a base de bentonita es el CP-180, un polímero extensor de arcilla que proporciona una suspensión superior de los recortes de perforación gruesos. No-Sag funciona en lodos de agua salobre y dulce.

Otro aditivo para fluidos de perforación a base de bentonita son los dispersantes, que actúan como diluyentes cuando el lodo se vuelve demasiado espeso. Además, los dispersantes ayudan a separar las partículas del lodo y a transportarlas a través del fluido de perforación.

Para pérdidas parciales, también se puede utilizar bentonita granular. La principal diferencia entre el fluido de perforación con bentonita y otros aditivos es que estos últimos son un poco más caros que la bentonita.

pH
El pH de los fluidos de perforación a base de bentonita acuosa es un parámetro crítico para optimizar las propiedades reológicas y de filtración del lodo. El aumento del pH impide la dispersión de las partículas de bentonita, que no contribuyen a la viscosidad del fluido.

En consecuencia, el nivel de pH también disminuye la capacidad del fluido de perforación para transportar los recortes, lo que resulta en valores de YP más bajos.

El pH de los fluidos de perforación de bentonita debe rondar los nueve o diez. Un pH más bajo reduce la viscosidad plástica, disminuye la presión de bombeo necesaria y ayuda a prevenir el atascamiento de la tubería. Como resultado, se minimiza el costo de perforación del pozo. Uno de los principales problemas de los fluidos de perforación a base de agua es su reología deficiente, por lo que Krause recomienda un tanque de premezcla.

Como fluido de perforación de bentonita, la bentonita evita que el agua entre en el pozo perforado desde la parte inferior y los lados. El mineral forma una torta de lodo firme en la pared del pozo, lo que agrega estabilidad al pozo. Las partículas finas de bentonita entran en la pared del pozo y se hinchan y endurecen.