Fluidos De Perforacion

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA

NÚCLEO GUÁRICO - EXTENSIÓN EL SOCORRO

CARRERA: INGENIERÍA DE GAS SECCIÓN: ING-G-8S-D-01

UNIDAD IV: ESTRUCTURA Y QUÍMICA DE LAS ARCILLAS

PROFESOR:

Ing. José Correa

AUTOR(ES):

Elvis Cadenas

Pedro Camaripano

Carlos Padrino

Oscar Vásquez

Ana Zambrano C.I 24.976.190

C.I 21.278.220

C.I 24.791.003

C.I 23.786.902

C.I 21.314.582

Abril 2014

ÍNDICE

Pág.

Introducción 03

Arcillas 04

Propiedades de las arcillas 05

Tipos de arcillas 10

Arcillas encontradas en la perforación 14

Hidratación y estabilidad de las arcillas 17

Conclusiones 23

Bibliografía 24

INTRODUCCIÓN

Las arcillas son un material natural que está constituido por minerales en forma de granos, se formó a partir del desgaste de las rocas, especialmente las compuestas por silicato y feldespato, sumando factores como presión tectónica, sismos, erosión, entre otros. Es considerada físicamente como un coloide, por su composición de partículas tan pequeñas y de superficie lisa. Se puede encontrar en diversas coloraciones debido a impurezas minerales, pero es blanca en su estado puro.

Las arcillas poseen propiedades muy particulares como el tamaño de su partícula inferior a 0, 002 mm, con morfología laminar (filosilicatos) y sustituciones isomórficas, cabe destacar que los tipos de arcillas se clasifican según existan en la naturaleza (arcillas primarias y secundarias), según la plasticidad (plásticas y antiplásticas), según su color y porosidad, por ultimo según su fusibilidad (refractarias y fusibles o de alfarería).

Los minerales de arcillas son numerosos; pero los que están involucrados en las formaciones perforadas son; la atapulgita, illita, clorita, caolinita y Montmorillonita (bentonita). Un importante punto es que en la industria de fluidos de perforación, ciertos minerales arcillosos tales como la esmectita, uno de los principales componentes de la bentonita, son usados para proporcionar viscosidad, estructura de gel y control de filtrado. La hidratación de las arcillas involucra la absorción de moléculas de agua sobre su superficie, siendo estas clasificadas según su estabilidad en; caolinitas (blanca muy pura), iIlitas (arcilla no expansiva) y montmorillonitas (formadas por una lámina de aluminio entre dos de silicio, su unión es, por lo que son inestables en presencia de agua).

ARCILLAS

Es un suelo o roca sedimentaria constituido por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura.

Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3 • 2SiO2 •H2O.

Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por los seres humanos, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos

Fig 1. Aspecto de algunas arcillas

PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS

Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades físico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente, de:

 Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 mm).

 Su morfología laminar (filosilicatos).

 Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.

Como consecuencia de estos factores, presentan, por una parte, un valor elevado del área superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con enlaces no saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas arcilla-agua con elevada proporción sólido/líquido y son capaces en algunos casos de hinchar, con el desarrollo de propiedades reológicas en suspensiones acuosas.

Por otra parte, la existencia de carga en las láminas se compensa, como ya se ha citado, con la entrada en el espacio interlaminar de cationes débilmente ligados y con estado variable de hidratación, que pueden ser intercambiados fácilmente mediante la puesta en contacto de la arcilla con una solución saturada en otros cationes, a esta propiedad se la conoce como capacidad de intercambio catiónico y es también la base de multitud de aplicaciones industriales.

 Superficie específica

La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g. Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad.

 Capacidad de Intercambio catiónico

Es una propiedad fundamental de las esmectitas. Son capaces de cambiar, fácilmente, los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros

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