Methylene Blue Test Clay Content In Drilling Mud
Principio del ensayo
El azul de metileno adsorbe selectivamente en las superficies de arcillas (particularmente materiales con carga negativa como montmorillonita). La cantidad de azul necesaria para saturar la muestra correlaciona con la fracción de arcilla y su capacidad de intercambio catiónico.
Objetivo y aplicaciones
- Determinar contenido de argilas expansivas y la calidad del suelo/lodo;
- Predecir comportamiento de reología y estabilidad;
- Ayudar a formular aditivos que controlen la viscosidad y floculación.
Procedimiento general
- Pesar muestra seca o concentrada;
- Dispersarla en solución;
- Añadir azul de metileno en pequeñas porciones mientras se agita;
- Observar el punto de viraje (sudoración o cambio de color persistente) y
- Calcular mg de azul por 100 g de muestra.
Interpretación
- Valores bajos indican poca arcilla activa;
- valores intermedios sugieren presencia de arcillas no expansivas;
- valores altos indican arcillas altamente activas y potencial de problemas de hinchamiento y aumento de viscosidad.
Impacto en formulación del lodo
- Uso de inhibidores de arcilla (KCl, glicoles, aminas, polímeros) o ajuste del sistema de circulación;
- mayor contenido de arcilla puede requerir mayores dosis de floculantes o dispersantes.
Limitaciones del método
- Sensible a materia orgánica y color de la muestra;
- requiere experiencia para determinar punto final;
- resultados semicuantitativos que deben complementarse con otras pruebas reológicas.
Prueba de Azul de Metileno (Contenido de Arcilla) en Lodo de Perforación
La Prueba de Azul de Metileno MBT se utiliza para medir la Capacidad de Intercambio Catiónico (CEC) del lodo, la cual determina la cantidad de arcillas reactivas presentes en el sistema.
1. Preparación y Reactivos Esenciales
Para realizar la MBT se requiere el siguiente equipo y soluciones:
Matraz cónico de vidrio de 250ml.
Bureta o pipeta graduada de 10ml.
Papel de filtro Whatman No. 1}.
Solución de Azul de Metileno.
Peróxido de Hidrógeno ($\text{H}_2\text{O}_2$) al $3\%$.
Ácido Sulfúrico 5N.
2. Procedimiento para Muestras de Lodo
El MBT sigue un proceso de titulación que incluye un pretratamiento para asegurar que solo se mida la arcilla reactiva:
Pretratamiento: Transfiera 2ml de la muestra de lodo a un matraz cónico con 10ml de agua destilada.
Eliminación de Materia Orgánica: Añada 15ml de Peróxido de Hidrógeno 3% H2O2 y 0.5 ml de Ácido Sulfúrico 5N. El peróxido está diseñado para eliminar la materia orgánica, que de otro modo absorbería el Azul de Metileno, distorsionando el resultado de CEC.
Calentamiento: Coloque el matraz en una placa caliente y hierva suavemente durante 10 minutos, teniendo cuidado de que el fluido no se seque.
Ajuste de Volumen: Retire el matraz de la placa y complete el volumen de la suspensión a aproximadamente 50ml con agua destilada.
Titulación: Agregue 0.5 ml de la solución de Azul de Metileno y agite.
3. Determinación del Punto Final
Use una varilla de vidrio para transferir una gota del fluido a un trozo de Papel de Filtro Whatman {No. 1}.
El punto final se verifica por la aparición de un "halo azul" visible en el borde del círculo húmedo en el papel de filtro.
Si no aparece el halo, agregue otra porción de 0.5 ml de Azul de Metileno y repita la prueba de halo.
Una vez que aparezca el halo azul, repita la prueba de halo después de 2 minutos para confirmar que el punto final ha persistido.
4. Cálculos para el Lodo de Perforación
Los resultados de la prueba se reportan como Capacidad de Azul de Metileno (MBC) o como Equivalente de Bentonita (lb/bbl), utilizando el volumen total de Azul de Metileno (ml) utilizado:
Capacidad de Azul de Metileno (MBC):
Equivalente de Bentonita (lb/bbl):
Procedimiento para Muestras de Esquisto (Shale)
La MBT también se puede aplicar a muestras de esquisto para medir su CEC, siguiendo un método similar, pero sin el uso de Peróxido de Hidrógeno:
Pese con precisión alrededor de 1 gramo de muestra de esquisto secado y molido.
Coloque la muestra en un matraz con 50 ml de agua desionizada.
Añada 0.5ml de Ácido Sulfúrico 5N.
Hierva suavemente durante 10 minutos y deje enfriar.
Titule con la solución de Azul de Metileno y use la prueba de "halo azul" en el papel de filtro para determinar el punto final de la misma manera que para la muestra de lodo.
Cálculo para el CEC de Esquisto
La CEC del esquisto se expresa en miliequivalentes por 100 gramos (meq}/100g):
