INFORME DE PRACTICA INVESTIGATIVAPresentado por: NICOLAS CASTAEDA HERMIDA Cdigo: 2009283162Presentado a: CARMEN PINZN TORRESEFECTO DEL pH EN LA INESTABILIDAD DE LAS ARCILLASLa inestabilidad de las arcillas es un fenmeno que no es para nada nuevo en la industria del petrleo, se trata de un problema con el que se viene lidiando desde hace ms de sesenta aos, y es principalmente crtico en la industria de la perforacin, pues debido a esto se han producido infinidad de problemas operacionales a lo largo de la historia, en donde inestabilidad de las paredes del pozo, washouts y la disminucin del dimetro del hueco han conducido a situaciones graves como pega de tubera, perdidas de fluido y descontrol de pozos. Tal situacin tan problemtica ha conllevado a un estudio permanente del comportamiento de las arcillas que se encuentran tan comnmente en las formaciones que son perforadas, lo que ha conducido a encontrar soluciones a este problema mediante el uso de los denominados inhibidores de arcillas. Estos han sido desarrollados para alterar las condiciones del lodo de perforacin el cual es el medio en donde los problemas con las arcillas ocurren. Ahora bien, el pH ha recibido poco estudio y anlisis y se pueden hacer ms que todo inferencias a cmo afecta la estabilidad de las arcillas basados en los papers usados como gua, se plantean las siguientes hiptesis.HidratacinEl problema que representan las arcillas es su hinchamiento, causado por su inestabilidad qumica inherente a sus caractersticas, las arcillas dependiendo del tipo, poseen cierta configuracin de sus formas elementales, por ejemplo: Una forma elemental es la hoja octaedral, esta se compone de tomos de aluminio o magnesio, coordinados octaedralmente con tomos de oxigeno o grupos hidroxilo. Otra forma elemental es la hoja tetraedral, la cual consiste en tomos de silicio tetraedralmente coordinados con tomos de oxgeno. Las formas bsicas de las arcillas son de nivel molecular, y estas se agrupan en pilas en las que muchas hojas se conectan unas con otras compartiendo tomos de hidrogeno. Un caso muy particular, y sin embargo muy comn en la industria de la perforacin es cuando se apilan dos hojas tetraedrales que forman un sndwich con una hoja octaedral en el medio, lo que ocurre en este caso es que las hojas externas se vinculan a la interna compartiendo molculas del tipo hidroxilo, por lo que este sandwich deja expuestos en sus dos superficies los tomos de oxgeno, y este arreglo de ciertas arcillas las hace mucho ms inestables ya que las fuerzas atractivas entre partculas son dbiles, hacindolas ms propensas a reaccionar con los iones que puedan estar disueltos en los lodos de perforacin, y con el agua misma.Existen dos tipos de hinchamiento de las arcillas, uno en donde las partculas de agua son adsorbidas por las superficies basales de cada molcula de arcilla, y otra en la que el agua es atrada osmticamente al interior del sandwich por la mayor concentracin de iones minerales dentro de la partcula de arcilla. El primer caso genera un hinchamiento que puede considerarse leve, sin embargo ocurre en prcticamente todo tipo de arcilla; el segundo caso genera un hinchamiento severo, pero ocurre solo en cierto tipo de arcillas. De una u otra manera ambos tipos de hinchamiento pueden llegar a generar problemas operacionales.El cambio del pH puede facilitar en gran forma la presencia de ciertos iones que induciran un intercambio mineralgico de la arcilla, comnmente se ha estudiado el intercambio calcio-sdico o viceversa, concluyndose que tras el intercambio la estabilidad de la arcilla disminuye hacindola ms propensa a recibir las partculas del agua. AcidificacinToda arcilla posee naturalmente cierto grado de acidez, que contribuye en si misma a crea un ambiente acidificado, que a su vez es estabilizado en un frente cercano a donde se encuentra el fluido de perforacin que suele ser bsico, pero ms all de ese frente esa acidificacin se acenta por la ausencia de los iones OH-.La figura a la izquierda muestra lo que sucede con la acidificacin de la arcilla debido a su propia composicin.

Es de suma importancia que ese filtrado que invade la zona de la arcilla tenga caractersticas que eviten la desestabilizacin de la misma para evitar problemas operacionales. Sin los aditivos adecuados, esto suceder inevitablemente en arcillas cuya composicin propicie este fenmeno, se ha demostrado que la kaolinita resulta bastante estable en ambientes cidos, mientras que la esmectita no.Un ambiente cido inducira la descomposicin de la arcilla haciendo que esta libere iones que en concentraciones adecuadas pueden flocularse, y generar problemas de obstruccin del hueco.

MAPA CONCEPTUAL

Referencias: Adsorption of polyamine on clay minerals. C. Blachier a,*, L. Michot a, I. Bihannic a, O. Barrs a, A. Jacquet b, M. Mosquet b FORMATION CLAY CHEMISTRY. A. C. Perricone, Junior Member AIME, and W. C. Browning, Member AIffi, Milwhite Mud Sales Company, Houston, Texas. Impact of Clay Acidity on the pH of Invading Fluids. Rick Gdanski, SPE, Halliburton Energy Services, Inc. High-pH Clay Instability Rating. Rick Gdanski, SPE, Halliburton Energy Services, Inc.