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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA EN GEOLOGIA Y PETROLEOS LABORATORIO DE FLUIDOS DE PERFORACION Nombre: Ronny Gavilanes Fecha: 14/06/2017 Metil Blue Test Un ensayo que determina la cantidad de materiales similares a la arcilla contenidos en un fluido de perforación a base de agua según la cantidad de colorante azul de metileno que es absorbido por la muestra. Los resultados se informan como "MBT" y también como "lbm/bbl, bentonita equivalente" cuando se realiza conforme a las especificaciones API. El ensayo de colorante azul de metileno (MBT), se utiliza para determinar la capacidad de intercambio catiónico de los sólidos presentes en un lodo de perforación. Sólo las partes reactivas de las arcillas presentes están implicadas en el ensayo y materiales tales como barita, carbonatos y evaporados no afectan los resultados del ensayo, ya que estos materiales no absorben el azul de metileno. La capacidad de intercambio catiónico de algunas arcillas típicas es:

La cantidad de iones de carga positiva (cationes) que puede admitir un mineral de arcilla o un material similar en su superficie de carga negativa, expresada como mili-ion equivalente por 100 g, o más comúnmente como miliequivalente (meq) por 100 g. Las arcillas son aluminosilicatos en los cuales parte de los iones de silicio y aluminio han sido reemplazados por elementos con una valencia, o carga, diferente. Por ejemplo, el aluminio (Al+++) puede ser reemplazado por hierro (Fe++) o magnesio (Mg++), lo que produce una carga negativa neta. Esta carga atrae los cationes cuando la arcilla se sumerge en un electrolito, tal como agua salada, y genera una doble capa eléctrica. La capacidad de intercambio catiónico (CEC) se expresa a menudo en términos de su contribución por unidad de volumen de poros, Qv. En la evaluación de formaciones, lo importante es la contribución de los sitios de intercambio catiónico a las propiedades eléctricas de la formación. Para medir la CEC en el laboratorio, se utilizan varias técnicas, tales como la química por vía húmeda, la

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA EN GEOLOGIA Y PETROLEOS LABORATORIO DE FLUIDOS DE PERFORACION salinidad múltiple y el potencial de membrana. Los métodos químicos por vía húmeda, tales como la titulación conductimétrica, usualmente conllevan la destrucción o la alteración de la roca. Aunque más rápidos y más simples de ejecutar, son menos representativos de las propiedades eléctricas en sitio. Los métodos de salinidad múltiple y potencial de membrana son mediciones más directas del efecto del CEC sobre la resistividad de las formaciones y el potencial espontáneo. Química de las arcillas La arcilla puede ser añadida intencionalmente, o puede entrar en el lodo como contaminante importante mediante la dispersión de los sólidos de perforación. En cualquier caso, la arcilla se convierte en una parte activa del sistema. Es necesario entender la química básica de las arcillas para controlar correctamente los lodos base agua. La química de las arcillas también es importante en lo que se refiere a las interacciones entre los lodos base agua y las lutitas que afectan la estabilidad del pozo. Arcilla es un término amplio que se usa comúnmente para describir los sedimentos, suelos o rocas compuestos de partículas minerales y materia orgánica de granos extremadamente finos. Estas arcillas son frecuentemente blandas y plásticas cuando están mojadas, pero se vuelven duras cuando están secas. Esta propiedad física de ³blandacuando mojada, dura cuando seca´ se puede relacionar con la presencia de ciertos minerales arcillosos. Arcilla también se usa como término general para describir las partículas que tienen un diámetro inferior a 2 micrones, las cuales incluyen la mayoría de los minerales arcillosos. Tipo de arcillas A: Se trata de arcillas con forma de agujas que no se hinchan, como la atapulgita o sepiolita. Se cree que la forma de las partículas es la responsable en la habilidad de las arcilla para fabricar viscosidad. El tamaño del fino cristal natural y la forma de aguja causan que este fabrique una estructura de escobilla en suspensión, por lo tanto exhibe alta estabilidad coloidal aun en presencia de electrolitos. B: Es el tipo de arcillas no hinchables(o ligeramente hinchables), con forma de placa; y que son illita, clorita y kaolinita. C: Encontramos las montomorillonitas altamente hinchables con forma de placa. MONTOMORRILLONITA Un mineral de arcilla hidratable y dispersable del grupo de la esmectita. La montomorillonitas es una arcilla expansora de tres capas que tiene una gran superficie y una elevada capacidad de intercambio catiónico. El Na+ y el Ca+2 son los cationes intercambiables típicos. La montomorillonitas de sodio,

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA EN GEOLOGIA Y PETROLEOS LABORATORIO DE FLUIDOS DE PERFORACION también llamada bentonita sódica, es un aditivo para lodo de arcilla de alta calidad. ELLITA Es un mineral de la clase 9 silicatos, según la clasificación de Strunz, del grupo de las micas. Es una arcilla no expansiva, micácea. La illita es un filosilicato o silicato laminar. Estructuralmente la illita es bastante similar a la moscovita o a la sericita con algo más de silicio, magnesio, hierro, y agua; y ligeramente menos aluminio tetraédrico y potasio inter laminar. CLORITA Están estructuralmente relacionados con las arcillas de 3 capas. Las cloritas no son hinchables en su forma pura pero puede hacer que se hinchen ligeramente al ser modificadas. En estas arcillas los cationes compensadores de carga entre las capas unitarias de tipo montorrillonita son reemplazados por una capa de hidróxido de magnesio octaédrico. KAOLINITAS Una arcilla común de dos capas que no se hincha cuando se expone al agua. La caolinita se utiliza para fabricar papel, cerámica y ladrillos. Existe en forma natural en la lutita y la arcillita y, por lo tanto, es un componente común de los sólidos de perforación en los lodos. Un tipo de mineral de arcilla del grupo del caolín, que se forma a través de la meteorización del feldespato y de los minerales del grupo de las micas. A diferencia de ciertos minerales de arcilla, como la montomorillonitas, la caolinita no tiende a contraerse o a dilatarse con los cambios producidos en el contenido de agua. HIDRATACION DE ARCILLAS La hidratación de las arcillas involucra la adsorción de moléculas de agua sobre su superficie, lo cual puede ocurrir a través de:   

Hidratación de los cationes de inter capa. Interacción de la superficie del mineral con las moléculas de agua y con los cationes Actividad (contenido) de agua presente.

El tipo de complejo de hidratación formado depende de la afinidad existente entre el ion y el agua. En el caso de los cationes, cuya densidad de carga (relación entre carga y volumen que ocupa) resulta siempre más elevada que la de los aniones, la hidratación es más efectiva. Sin embargo, un catión como el potasio se liga en forma directa a la superficie de las arcillas sin interponer moléculas de agua.

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA EN GEOLOGIA Y PETROLEOS LABORATORIO DE FLUIDOS DE PERFORACION Puede existir una primera esfera de hidratación, la cantidad de moléculas de agua asociadas en ella se denomina número de coordinación (NC), sin embargo, la globalidad de moléculas de agua que interactúan fuertemente con el ion es casi siempre un número diferente al NC, y se designa como número de hidratación NH. Se formarán complejos de hidratación muy débiles en el caso de tener cationes alcalinos o aniones halogenuros. Cuando en minerales como las esmectitas se encuentran cationes divalentes en su intercapa, el complejo de hidratación formado es capaz de mantener unidas varias láminas adyacentes: estos sistemas reciben el nombre de cuasicristales. Cuando se forma un ordenamiento de láminas de esmectita separadas entre sí sólo por el solapamiento de sus dobles capas eléctricas, el sistema se denomina tactoide. Esto ocurre preferencialmente en caso de tener cationes monovalentes pequeños en el sistema. Finalmente, la posibilidad que el mineral se encuentre disperso o suspendido cuando está en contacto con un medio acuoso, dependerá de la relación existente entre fuerzas atractivas y repulsivas, manteniéndose coagulado si predominan las primeras y disperso si predominan las últimas.