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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