ADITIVOS
Definición: los aditivos son sustancias que se le agrega al lodo para cambiar sus propiedades, en busca de mejorar la perforación, para prevenir o corregir problemas durante la misma o para ofrecer protección a los equipos y herramientas utilizados en la operación. Es importante resaltar que en la formulación de d e los fluidos base agua o aceite se usan aditivos químicos en diferentes concentraciones para cumplir funciones específicas, establecidas en los programas de perforación, de esta formar poder mejorar el rendimiento de la perforación y evitar daños en la formación que causen grandes pérdidas económicas. El aditivo a utilizar dependerá de las características en las cuales se encuentre el pozo. Tipos: Densificantes: Se utilizan para controlar la presión de los fluidos de la formación previniendo reventones. La característica de importancia de los materiales densificantes es su gravedad específica, debido a que a una mayor gravedad específica se tiene una menor concentración de sólidos en el lodo Ejemplo: Barita, Hematita, carbonato de calcio Clasificación:
Barita.- es un sulfato de bario (BaSO4) que se encuentra como un mineral natural, tiene una densidad de 4.2 a 4.6 gr/cm3 y una dureza de 3.0, con diferentes coloraciones: blanco, gris o café. Se encuentra mezclado con silicato de fierro y aluminio. Se pueden obtener Iodos con densidad hasta de 2.4 gr/cm3 (20 lb/gal). Oxido de Hierro (Fe203).- tiene una densidad de 4.9 a 5.3 gr/cm3 y una dureza de 7.0, tiene coloración café, roja o negra, se usó como material densificante sin importar el espesor del enjarre, ya que tiene tendencias a incrementar la pérdida de agua y el espesor del enjarre, combinado con la decoloración de la piel y la ropa por lo que dejó de usarse como material densificante. Galena.- es un sulfuro de plomo (PbS) con densidad de 6.7 a 7.0 gr/cm3 y dureza de 25.0 con coloración que va del gris al negro, es altamente tóxico por lo que rara vez se usa como material densificante y debido a su alta densidad se pueden fabricar lechadas de 3.84 gr/cm3 (32 lb/gal). Carbonato de Calcio.- (CaC03) con densidad de 2.7 gr/cm3 y una dureza de 3.0, se usa para obtener Iodos de densidad moderada base aceite en trabajos de reparación de pozos, también puede ser usado como material para controlar
pérdidas de circulación en trabajos de reparación de pozos, con el se obtienen Iodos de 1.30 gr/cm3 (10.8 lb/gal). Sales Disueltas: Cloruro de Sodio (NaCI), Se usa cuando se perforan estratos de sal o domos , se obtienen con él Iodos de 1.20 gr/cm3 de densidad (10.0 lb/gal). Cloruro de Calcio (CaCl2), se usa principalmente para obtener Iodos libres de sólidos para trabajos de reparación de pozos, se obtienen lodos de 1.42 gr/cm3 de densidad (11.8 lb/gal). Se puede usar combinado con el cloruro de sodio para obtener densidades intermedias a una misma saturación, el CaCl2 es más corrosivo que el NaCI. Cloruro de Calcio / Bromuro de Calcio, Estas soluciones se usan para obtener Iodos de densidad 1.40 - 1.81 gr/cm3 (11.7 a 15.1 lb/gal), se usan para trabajos de reparación de pozos pero son altamente corrosivos. Viscosificantes: Son aditivos que se utilizan para aumentar la viscosidad de los fluidos de perforación para mejorar el rendimiento en el lodo y así mantener limpio el pozo sacando todos los ripios de la perforación Ejemplos: Bentonita, Xanthan Gum, Bentonitas modificadas, Atapulgita, Sepiolota, Polímeros extendedores Clasificación: Bentonita (Montmorilonita de sodio).- esta imparte viscosidad por el fenómeno de hidratación en agua dulce, también puede prehidratarse en agua dulce y agregarse al agua de mar o a Iodos salados para el control de la viscosidad y control de filtración. Atapulguita (Silicato hidro magnesio-aluminio).- es usado como material para dar viscosidad en Iodos de agua salada, ésta obtiene viscosidad a través de un efecto de unión de sus partículas, debido a su estructura de agujas, no imparte control de la filtración como la bentonita por lo tanto un polímero reductor de pérdida de agua puede ser usado con atapulguita para el control de la filtración. Asbestos (Silicato de calcio-magnesio).- se utilizan en Iodos de agua dulce o salada, dan viscosidad de igual manera que lo hace la atapulguita debido a la estructura de sus fibras. Debe emplearse con cuidado ya que es conocida como un material cancerígeno. Polímeros.- son usados para controlar diferentes propiedades del fluido de perforación, asimismo sirve para dar viscosidad al fluido, los principales son: o
Polímero XC, es elaborado por una fermentación bacteriana produciendo viscosidad al agua de cualquier salinidad aún sin sólidos coloidales, su temperatura máxima de trabajo es de 250 °F. o Celulosa DISPAC, se usa como reductor de pérdida de agua para Iodos de agua dulce o salada y también para impartir viscosidad su degradación es a 300 °F. Carboxymethyl Celulosa (CMC), se usa como reductor de pérdida de agua, impartiendo viscosidad en Iodos de agua dulce y agua salada arriba de 50 000 ppm de CI-. Su degradación es a 250 °F. Materiales para pérdida de circulación: aditivos utilizados para disminuir la porosidad y la permeabilidad de la formación, además modificar la composición de las arcillas presentes en la arena representa el problema más común y costoso durante la perforación y/o cementación
Ejemplo: Escamosos: Celofán, Cascaras de semillas de algodón, Mica. Granulares: Carbón, Cascaras de frutos secos, Almendras, Nueces. Fibrosos: Asbesto, Bagazos, Pelo de cerdo, Madera, Papel, Llantas de goma. Clasificación:
Materiales fibrosos.- es usado como filtro y material obturante. Los materiales fibrosos para controlar pérdidas de circulación no son compatibles con Iodos base aceite. Cáscara de nuez.- es un material más comúnmente usado para combatir la pérdida de circulación por acción de taponamiento, la cáscara de nuez puede usarse en Iodos base aceite. Recortes de celofán.- puede usarse sólo o con cáscara de nuez para restablecer circulación, el celofán es compatible con Iodos base aceite. Combinación de materiales fibrosos, recortes y material granular.- Es una combinación de tres productos que vienen en una sola bolsa, no es recomendable que se usen con Iodos base aceite.
Emulsificantes. Los emulsificantes son agentes tensio activos que reducen la tensión superficial entre las gotas de agua y el aceite (o sintético). Los emulsificantes estabilizan la mezcla al ser parcialmente solubles en agua y parcialmente solubles en aceite. Ejemplo: en general son alcoholes de cadena larga, ácidos grasos o polímeros, y pueden ser aniónicos, catiónicos o no iónicos. Clasificación 1. Del Tipo emulsión directa Emulsión donde la fase dispersa es la fase aceite y la continua es la fase acuosa. Se denominan del tipo O/W. Para obtener este tipo de emulsión se requiere que el emulsionante tenga un valor del HLB superior a 8.
Según su carga se clasifican en iónicos o no iónicos 1.1. Emulsionantes iónicos: Grupo funcional Estructura química Sulfatos CnH2n+1 SO4 – X+ Sulfonatos CnH2n+1 SO3 – X+ 1.2. Emulsionantes no iónicos: Grupo funcional Estructura química Etoxilados C12H25 (OCH2 CH2) 6 OH (C12E6) Poliamidas 2 Del Tipo emulsión inversa Emulsión donde la fase dispersa es la fase acuosa y la continua es la fase aceite. Se denominan del tipo W/O. Para obtener este tipo de emulsión se requiere que el emulsionante tenga un valor del HLB entre 4 y 6. Según su carga se clasifican en iónicos o no iónicos 2.1 Iónicos: Grupo funcional Estructura química Carboxilatos CnH2n+1 COO – X+ Sulfatos CnH2n+1 SO4 – X+ Sulfonatos CnH2n+1 SO3 – X+ Fosfatos CNH2N+1 PHO4 –X+ 2.2 No iónicos: Grupo funcional Estructura química Etoxilados C12H25 (OCH2CH2)6OH (C12E6) Poliamidas
Surfactantes: son materiales que tienden a concentrarse en la interfase dedos medios: sólido / agua, aceite / agua, agua / aire, modificando la tensión interfacial. Se utilizan para controlar el grado de emulsificación, agregación, dispersión, espuma, humectación, etc. en los fluidos de perforación. Clasificación:
Clasificación por Carga Según su carga se clasifican en iónicos o no iónicos. Surfactantes iónicos Son aquellos que deben disociarse en un ión surfactante cargado positivo o negativo y su contraión. A su vez se clasifican en: a. Aniónicos: son aquellos que se disocian en un ión surfactante cargado negativamente (anión) y un catión metálico. b. Catiónicos: son aquellos que se disocian en un ión surfactante cargado positivamente (catión) y un anión. Surfactantes no iónicos: No deben producir iones (no se disocian) cuando se encuentran en solución acuosa. Los grupos polares que lo conforman deben ser del tipo polialcohol ópoliéter y poliglucosido (poli –óxido de etileno o de propileno), a esta categoría pertenecen los alcoholes, alquilfenoles polietoxilados, y los éteres de sorbitan etoxilados o no y los alquil poliglucosidos y poliamidas. Clasificación por Función Cuando se tome el concepto HLB como criterio para la selección y uso de surfactantes o mezclas de ellos, se debe tener en cuenta lo siguiente: Para mezcla de aceites diferentes (HLB 1 – 3). Para formar emulsiones W/O (HLB 4 – 6). Para dispersar sólidos en aceites (HLB 7 – 9). Para formar emulsiones O/W (HLB 8 – 16). Para hacer soluciones detergentes (HLB 13 – 15). Para solubilizar aceites (microemulsiones) en agua (HLB 13 – 18). Controladores de filtrado: Aditivos utilizados para controlar la pérdida relativa del fluido a través de membranas o formaciones permeables cuando el fluido de perforación está sometido a una presión diferencial, una pérdida de viscosidad o deficiencia en la torta.
Ejemplo: Resinas, Resinas modificadas, Celulosa, polianiónica, Poliacrilatos, Carboxi Metil Celulosa CMC, Almidones. Controladores de alcalinidad y ph : Aditivos utilizados para aumentar o disminuir la alcalinidad del fluido de perforación alterada por el uso de viscosificantes, densificantes o materiales que aumentan la gelatinosidad del lodo. Generalmente, los fluidos de control que se manejan en los pozos, deberán mantenerse en ciertos grados de alcalinidad (pH 8 á 9.5). Lubricantes ó reductores de fricción: Aditivos que al ser añadidos al fluido de perforación, lubrican las superficies de contacto entre la sarta y las paredes del pozo cuando están sometidas a condiciones altas de presión. Ejemplo: aceites, diesel Floculantes: son sustancias que producen el espesamiento de la consistencia de un fluido de perforación. En los fluidos plásticos de bingham, el punto cedente y el esfuerzo de gel aumentan.
Ejemplo: la mayoría de los electrolitos, algunos polisacáridos y ciertos polímeros naturales o sintéticos Estabilizadores de Lutitas: Las arcillas de las lutitas se hidratan y dispersan cuando toman agua, incrementando considerablemente su volumen y en consecuencia causando el derrumbe de la formación. Para evitar esto se utilizan aditivos especiales que inhiben la hidratación y dispersión de las arcillas. Hay un variado número de productos químicos que se pueden utilizar, dependiendo de la naturaleza de cada formación para estabilizar formaciones lutiticas.
Ejemplo: Polímeros sintéticos de alto peso molecular (PHPA), Asfaltos, Sales inorgánicas, Cal /yeso Desfloculantes: Son aditivos que causan una dispersión mas estabilizada y evita que se aglomeren las partículas finas materializándolas en suspensión y modificando el comportamiento reológico de engobes y esmaltes. Lo que consigue es que las pastas adquieren un estado de viscosidad adecuada con una menor cantidad de agua. Ejemplo: lignito, lignosulfonato
REACTIVOS:
Es toda sustancia que interactúa con otra en una reacción química que da lugar a otras sustancias de propiedades, características y conformación distinta, denominadas productos de reacción o simplemente productos. Por tratarse de compuestos químicos, los reactivos se pueden clasificar según muchas variables: propiedades físico-químicas, reactividad en reacciones químicas, características del uso del reactivo.
Tipos: • Reactivos para análisis (PA): Son aquellos cuyo contenido en impurezas no rebasa el número mínimo de sustancias determinables por el método que se utilice. • Reactivos purísimos: Son reactivos con un mayor grado de pureza que los reactivos “para análisis” • Reactivos especiales: Son reactivos con calidades específicas para algunas técnicas analíticas, como cromatografía líquida (HPLC), espectrofotometría
