Los OBM son sistemas de tres fases: una fase continua de aceite, y dos fases discontinuas (sólidos y gotas de salmuera emulsionadas). Los aditivos clave son:
Emulsificante Primario: Son la base de la emulsión. Típicamente son jabones de calcio, creados "in situ" en el lodo mediante la reacción de Cal (hidróxido de calcio) con ácidos grasos de cadena larga. Estos rodean las gotas de agua y evitan que se unan (coalescencia).
Emulsificantes Secundarios: Son químicos muy potentes para "mojar" los sólidos con aceite (oil-wetting). Generalmente son poliamidas o imidazolinas. Su función es asegurar que todos los sólidos (barita, sólidos perforados) sean preferentemente mojados por la fase continua de aceite y no por el agua, lo cual es vital para la estabilidad de la emulsión y la reología.
Lignitos Organofílicos: Lignito tratado con aminas para hacerlo dispersable en aceite. Se utilizan como aditivos de control de pérdida de fluido (fluid loss) a altas temperaturas, taponando los poros.
Gelificantes Organofílicos (Arcillas): Son los principales viscosificantes en los OBM. Son arcillas (bentonita, hectorita o atapulgita) que han sido tratadas con aminas cuaternarias para hacerlas "organofílicas" (afines al aceite).
Activadores Polares: Estas arcillas organofílicas no ceden (no dan viscosidad) en aceite puro. Requieren un "activador polar", como el agua (o metanol), para ayudar a separar las plaquetas de arcilla y permitir que construyan la viscosidad.
Agentes Humectantes (Wetting Agents): Aditivos suplementarios (surfactantes) usados para revertir rápidamente cualquier sólido que se haya "mojado en agua" (water-wet) debido a contaminación, lo cual puede causar picos de viscosidad.
Viscosificantes Poliméricos: Polímeros especiales (p.ej., poliestireno sulfonado) que aumentan la viscosidad a altas temperaturas (p.em., > 250°F) cuando el rendimiento de las arcillas organofílicas disminuye.
Modificadores Reológicos: Usados para construir viscosidad a baja tasa de corte (LSRV) sin afectar mucho la viscosidad a alta tasa. Son típicamente dímeros y trímeros de ácidos grasos. Su función principal es mejorar la suspensión de sólidos y prevenir el "Asentamiento de la Barita" (Barite Sag), especialmente en pozos desviados.
Agentes Densificantes (Weighting Agents): Barita (SG 4.2) es la más común. La Hematita (SG 4.85) se puede usar para alcanzar densidades aún mayores (hasta 24 ppg).
Tipos de aditivos químicos para lodos a base de aceite
- Emulsionante primario
- Aditivos emulsionantes secundarios para lodos de perforación a base de aceite
- lignitos organófilos
- Gelificantes organófilos para lodos de perforación a base de aceite
- Aditivos humectantes para lodos de perforación a base de aceite
- Viscosificadores poliméricos
- Modificadores reológicos químicos para lodos de perforación a base de aceite
- Agentes de ponderación
Aditivos Químicos para Lodos Base Aceite (OBM) 🧪🛢️
Aditivos Clave del OBM:
- Forma la emulsión. Son típicamente jabones de calcio creados "in situ" por la reacción de Ácidos Grasos de cadena larga (C-16 a C-22) con Cal (Lime).
- Rodean las gotas de agua 💧, evitando que se unan (coalescencia) y se separen del aceite.
- Son químicos "mojantes de aceite" (oil-wetting) muy potentes, a menudo poliamidas o imidazolinas.
- Ayudan a mojar los sólidos (como la barita y los recortes) con aceite, impidiendo que sean mojados por el agua, lo cual es vital para la estabilidad de la emulsión y la reología.
- Se usan para el control de fluido a alta temperatura (HPHT).
- Son lignitos que han sido tratados con aminas para hacerlos dispersables en aceite.
- También ayudan a la emulsificación a altas temperaturas. El Gilsonite (asfalto natural) es otro aditivo de este tipo.
- La viscosidad principal del OBM proviene de arcillas organofílicas (bentonita, hectorita o atapulgita).
- Estas son arcillas de bentonita que han sido tratadas con aminas cuaternarias grasas para que puedan "hidratarse" (dispersarse y generar viscosidad) en el aceite en lugar del agua.
- Se necesita un "activador polar" (como una pequeña cantidad de agua) para ayudar a que estas arcillas generen viscosidad.
- Aditivos suplementarios usados si los sólidos (como la barita o los recortes) se mojan con agua ("water-wet"), lo que puede causar picos de viscosidad. Estos agentes revierten rápidamente los sólidos a una condición "oil-wet".
