Resumen

Los fluidos de perforación son sistemas multicomponentes utilizados para ayudar a eliminar los recortes de una perforación, y están sujetos a una serie de requisitos para garantizar una operación de perforación segura. Uno de los más importantes es formar una torta de baja permeabilidad en las paredes del agujero penetrado por la broca, para evitar una pérdida excesiva de filtrado. Para ello, puede utilizarse carboximetilcelulosa (CMC) asociada a calcita (CaCO₃). En este trabajo, se evaluó sistemáticamente el efecto de la carboximetilcelulosa en las propiedades coloidales de las suspensiones de calcita en salmuera mediante propiedades reológicas, volumen de filtrado y potencial zeta. 

Se obtuvieron fluidos de mayor viscosidad, menor pérdida de filtrado y potencial zeta menos negativo utilizando pequeñas partículas de calcita con amplia distribución de tamaños y CMC con alto peso molecular medio (Mw) y bajo grado medio de sustitución (DS), lo que pone de relieve la importancia de las interacciones eficaces entre la CMC y la calcita para mejorar las propiedades de los fluidos de perforación.

INTRODUCCIÓN

La carboximetilcelulosa (CMC) es uno de los derivados más importantes de la celulosa, principalmente debido a su versatilidad como espesante, agente aglutinante, emulsionante y estabilizador. La presencia de grupos sustituyentes –CH2-COO-Na+ en el esqueleto de la celulosa es responsable de una mayor solubilidad en medios acuosos. La concentración del polímero, el contenido de sales, el pH, la presencia de surfactantes, la estructura molecular, el peso molecular y el grado de sustitución ejercen efectos importantes sobre las propiedades de la solución de CMC. Este polisacárido se ha utilizado en una amplia gama de aplicaciones en alimentos, productos farmacéuticos, biomateriales, cosméticos y dispositivos electrónicos, así como en muchas operaciones petrolíferas, incluidos los fluidos de perforación.

En la mayoría de los fluidos de perforación a base de agua, la CMC se utiliza comúnmente en asociación con partículas de calcita (carbonato de calcio, CaCO₃) para reducir la pérdida de fluido hacia la formación circundante. Sin embargo, otra función importante de los polímeros solubles en agua es proporcionar propiedades reológicas capaces de mantener los recortes en suspensión durante las operaciones de perforación. Por lo tanto, es esencial correlacionar la estructura química del polímero (grado de sustitución, peso molecular y distribución de sustituyentes) con las propiedades físico-químicas de las suspensiones de CaCO₃, para obtener el mejor resultado al menor costo.

La selección adecuada de CMC y CaCO₃  puede minimizar la filtración de fluidos a través del pozo cuando se forma una torta de filtro delgada y de baja permeabilidad. Según la literatura, la adsorción de CMC en sustratos sólidos depende en gran medida de la cinética de adsorción, el pH del medio y el grosor hidrodinámico aparente.

• Materias:Fluidos de perforación Propiedades reológicas Viscosidad
• Subjects:Drilling fluids Rheological properties Viscosity
• Palabras claves:Calcita; CaCO3; CMC; Fluidos de perforación; Pérdida de filtrado
• Keywords:Calcite; CaCO3; CMC; Drilling fluids; Filtrate loss