POR hinestrozag
Interaccion cationica de Agua con arcilla generando el aumento de su volumen (hinchamiento)
Etapa 1: Al inicio la arcilla se encuentra en estado deshidratado, con algunos iones de sodio (Na+ ), potasio (K+ ) o tal vez calcio (Ca2+) absorbidos en el espacio ínter-laminar.
Etapa 2: Desde el punto de vista electrostático, las cargas negativas en la arcilla se acumulan en las superficies planas de las laminillas, mientras que los bordes acumulan cargas positivas. Luego los iones sodio tienden a concentrarse sobre las caras planas.
Etapa 3: Al ponerse en contacto con la arcilla, las moléculas de agua, son atraídas fuertemente hacia las superficies planas debido a la presencia de los iones sodio cargados positivamente.
Etapa 4: En este estado las moléculas de agua se hacen más dipolares atrayendo más moléculas de agua.
Etapa 5: La carga negativa en la superficie de las láminas se incrementa conforme las moléculas de agua se enlazan unas con otras al aumentar su polarización. Llega un momento en que la carga superficial es tal, que las láminas se repelen unas con otras, separándose, por lo que el espacio ínter-laminar se expande, originando el hinchamiento característico de las arcillas.
Etapa 6: Las moléculas de agua continúan llenando el espacio interpaginar, neutralizando parcialmente las superficies expuestas y manteniendo las láminas apartadas unas de otras, hasta que el agua es eliminada mediante algún proceso de secado, lo cual origina una contracción del volumen de la hojuela.
Etapa 7: El equilibrio de la hidratación es alcanzado cuando termina la mezcla de la arcilla con el agua, dando como resultado una estructura interna hidratada que hace coincidir los bordes cargados positivamente con las caras cargadas negativamente, de modo que se forma una estructura de castillo de naipes, dando lugar a que las moléculas de agua entren y salgan libremente. Esta estructura puede derrumbarse mediante la agitación vigorosa de la suspensión, lo cual tiende a formarse de nuevo si la agitación termina. Este último efecto se da ya que las hojas mantienen la fuerte carga electrostática que las atrae
Interaccion cationica de Agua con arcilla generando el aumento de su volumen (hinchamiento)
Etapa 1: Al inicio la arcilla se encuentra en estado deshidratado, con algunos iones de sodio (Na+ ), potasio (K+ ) o tal vez calcio (Ca2+) absorbidos en el espacio ínter-laminar.
Etapa 2: Desde el punto de vista electrostático, las cargas negativas en la arcilla se acumulan en las superficies planas de las laminillas, mientras que los bordes acumulan cargas positivas. Luego los iones sodio tienden a concentrarse sobre las caras planas.
Etapa 3: Al ponerse en contacto con la arcilla, las moléculas de agua, son atraídas fuertemente hacia las superficies planas debido a la presencia de los iones sodio cargados positivamente.
Etapa 4: En este estado las moléculas de agua se hacen más dipolares atrayendo más moléculas de agua.
Etapa 5: La carga negativa en la superficie de las láminas se incrementa conforme las moléculas de agua se enlazan unas con otras al aumentar su polarización. Llega un momento en que la carga superficial es tal, que las láminas se repelen unas con otras, separándose, por lo que el espacio ínter-laminar se expande, originando el hinchamiento característico de las arcillas.
Etapa 6: Las moléculas de agua continúan llenando el espacio interpaginar, neutralizando parcialmente las superficies expuestas y manteniendo las láminas apartadas unas de otras, hasta que el agua es eliminada mediante algún proceso de secado, lo cual origina una contracción del volumen de la hojuela.
Etapa 7: El equilibrio de la hidratación es alcanzado cuando termina la mezcla de la arcilla con el agua, dando como resultado una estructura interna hidratada que hace coincidir los bordes cargados positivamente con las caras cargadas negativamente, de modo que se forma una estructura de castillo de naipes, dando lugar a que las moléculas de agua entren y salgan libremente. Esta estructura puede derrumbarse mediante la agitación vigorosa de la suspensión, lo cual tiende a formarse de nuevo si la agitación termina. Este último efecto se da ya que las hojas mantienen la fuerte carga electrostática que las atrae
QUIMICA DE LAS ARCILLAS | PERFORACION
"Un entendimiento riguroso de las arcillas puede ser la herramienta más valiosa del ingeniero de lodos. 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. Un buen ejemplo son las arcillas (a veces llamadas arcillas tipo “gumbo” [arcillas plásticas]) encontradas en los jardines o a lo largo de las riberas. Estas arcillas son frecuentemente blandas y plásticas cuando están mojadas, pero se vuelven duras cuando están secas. Esta propiedad física de “blanda cuando 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.
Los minerales arcillosos son minerales de silicato alumínico de granos finos que tienen microestructuras bien definidas. En la clasificación mineralógica, los minerales arcillosos están clasificados como silicatos estratificados porque la estructura dominante se compone de camas formadas por capas de sílice y alúmina. Cada capa consta de una estructura laminar y delgada, llamada capa unitaria. Por ejemplo, un mineral de silicato estratificado típico sería la mica o la vermiculita, las cuales pueden separarse en capas finas a lo largo de los planos de clivaje. La mayoría de los minerales arcillosos tienen una morfología laminar. Según las unidades repetidas de la estructura, los minerales arcillosos también se pueden clasificar de acuerdo a la relación de capas de sílice a capas de alúmina, tal como 1:1, 2:1 y 2:2, además de si estos minerales arcillosos son estratificados o en forma de aguja.
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. Las arcillas de la formación se incorporan inevitablemente en el sistema de fluido de perforación durante las operaciones de perforación y pueden causar varios problemas. Por lo tanto, los minerales arcillosos pueden ser beneficiosos o dañinos para el sistema de fluido.
El término bentonita se usa para describir la montmorillonita sódica explotada comercialmente (la cual constituye una forma de esmectita) que se usa como aditivo para el lodo de perforación. Geológicamente, la bentonita es una capa de ceniza volcánica alterada.
Debido a sus pequeños tamaños de partículas, las arcillas y los minerales arcillosos son analizados con técnicas especiales tales como la difracción de rayos X, la absorción infrarroja y la microscopia electrónica. La Capacidad de Intercambio Catiónico, la adsorción de agua y el área superficial son algunas de las propiedades de los minerales arcillosos que suelen ser determinadas para lograr una mejor caracterización de los minerales arcillosos y minimizar los problemas de perforación."
