ADITIVOS DE LIGNITO EN FLUIDOS DE PERFORACION

La viscosidad resulta de los esfuerzos de fricción y de los esfuerzos eléctricos que existen dentro de un sistema de lodo. Los sólidos se incorporan dentro del lodo de perforación a medida que la perforación va avanzando. Estos sólidos serán triturados y se descompondrán en partículas muy finas, causando un aumento de la viscosidad del lodo, a menos que los sólidos sean retirados del sistema. La perforación a través de varios contaminantes también causará la floculación y un aumento de la viscosidad.

Existen varios aditivos no iónicos orgánicos e inorgánicos que pueden ser usados para reducir eficazmente la floculación. Se considera que el efecto principal de los productos químicos reductores de viscosidad es la neutralización de las cargas catiónicas de enlaces rotos residuales. El mecanismo de esta acción en suspensiones de arcilla en agua consiste en reducir la porción de la viscosidad causada por las fuerzas de atracción entre las partículas, sin afectar considerablemente la porción de la viscosidad que se debe a la hidratación de los minerales arcillosos.

Los productos químicos de carga aniónica que se usan comúnmente para el tratamiento del lodo de perforación incluyen fosfatos, taninos, ligninas de ácido húmico (lignito), lignosulfonatos y polímeros sintéticos de bajo peso molecular. Esta adsorción modifica el equilibrio de las fuerzas que actúan sobre la partícula de arcilla, pasando de una fuerza de atracción (floculación) a una fuerza repulsiva (desfloculación). En vez de unirse, las partículas se rechazan o tienden a evitar cualquier contacto entre ellas.

Los agentes de tratamiento químico como el lignito reducen la floculación en los fluidos de perforación base agua-arcilla, mediante uno o varios de los siguientes mecanismos.

1. Eliminando el contaminante mediante precipitación.
2. Reduciendo los efectos del contaminante mediante la complejación del contaminado (secuestro).
3. Neutralizando la floculación mediante la satisfacción de las cargas catiónicas en las partículas de arcilla.
4. Encapsulando o formando una película protectora alrededor de la partícula de arcilla.

El lignito de base usado para controlar la viscosidad es TANNATHIN® (pH 3,2). El lignito es menos soluble a un pH bajo; por lo tanto para que sea eficaz, el pH del lodo debe estar comprendido dentro del rango alcalino o el lignito debe ser presolubilizado en una lechada de alto pH antes de ser añadido al sistema de lodo. En general se añade soda cáustica con los aditivos de lignito de bajo pH.

En la aplicación de campo, la relación de soda cáustica a TANNATHIN variará de 1:6 a 1:2. La mejor manera de añadir las ligninas es a través de la tolva de lodo. TANNATHIN es más eficaz en los sistemas de lodo que tienen valores de pH comprendidos entre 9 y 10,5. CAUSTILIG® es un lignito caustizado que tiene un pH de aproximadamente 9,5. K-17TM es un lignito neutralizado con hidróxido de potasio que tiene un pH de aproximadamente 9,5. XP-20® (pH 10) es un lignito de cromo pre-reaccionado que se usa principalmente en conjunción con SPERSENE™ (lignosulfonato de cromo).

Este producto complementa el rendimiento del Sistema de Lignosulfonato de Cromo de M-I (CLS o sistema SPERSENE/XP-20). Como parte integrante del sistema de lodo SPERSENE/XP-20, XP-20 actúa como estabilizador y emulsificante del fluido de perforación. Reduce el filtrado y contribuye a las propiedades inhibidoras del lodo. Se trata del principal estabilizador térmico en el sistema DURATHERM™ de alta temperatura. La aplicación de XP-20 no se limita a los sistemas de SPERSENE/XP-20 y DURATHERM, y este producto se puede usar en una gran variedad de sistemas desfloculados a base de agua, para controlar el filtrado, diluir y aumentar la estabilidad térmica. Los aditivos de lignito facilitan la formación de emulsiones de aceite en agua y en general no son eficaces en altas concentraciones de calcio. Sólo son moderadamente eficaces en altas concentraciones de sal.