1. Elabore una grafica comparativa de curvas de rendimiento para diferentes arcillas.

El rendimiento de las arcillas se define como el nmero de barriles de lodo de 15 cP (centipoise) que se puede obtener a partir de una tonelada de material seco. La Figura 9 ilustra la razn por la cual se seleccion 15 cP como valor determinante para el rendimiento. La parte crtica de la curva para todos los tipos de arcilla aparece a 15 cP. Grandes adiciones de arcilla hasta 15 cP aumentan muy poco la viscosidad, mientras que las pequeas cantidades de arcilla tienen un efecto marcado sobre la viscosidad de ms de 15 cP. Esto es cierto no solamente para las arcillas comerciales, sino tambin para los slidos de perforacin hidratables. Tambin resulta vlido que una suspensin de arcilla de 15 cP soportar la barita en los sistemas de lodo densificado.Este grfico puede ser muy til para el ingeniero de lodos. Para una viscosidad determinada de las diferentes arcillas, se puede obtener datos relacionados con la densidad de la lechada, el porcentaje de slidos en peso, el rendimiento en barriles por tonelada, el porcentaje de slidos en volumen y las libras de slidos por barril de lodo.Por ejemplo, se requiere aproximadamente 20 lb/bbl de bentonita (M-I GEL) para producir un lodo con una viscosidad de 15 cP. Por lo tanto, en base al grfico, este lodo contendra 5,5% slidos en peso, tendra un rendimiento de 100 bbl/tonelada, tendra 2,5% slidos en volumen, y pesara unas 8,6 lb/gal.

2. Describa en qu consiste la hidratacin de las arcillas.El cristal de bentonita se compone de tres capas: una capa de almina con una capa de slice encima y otra debajo. La laminilla de arcilla est cargada negativamente y una nube de cationes est relacionada con sta. Si un gran nmero de estos cationes son sodio, la arcilla ser frecuentemente llamada montmorillonita sdica. Si los cationes son principalmente calcio, la arcilla ser llamada montmorillonita clcica.

Segn el nmero de cationes presentes, el espacio entre capas de la montmorillonita seca estar comprendido entre 9,8 (sodio) y 12,1 (calcio) y lleno de agua fuertemente ligada. Cuando la arcilla seca entra en contacto con agua dulce, el espacio entre capas se expande y la arcilla adsorbe una gran envoltura de agua. Estos dos fenmenos permiten que las arcillas generen viscosidad. Las bentonitas a base de calcio slo se expanden hasta 17 , mientras que la bentonita sdica se expande hasta 40.

El espesor de la pelcula de agua adsorbida es controlado por el tipo y la cantidad de cationes asociados con la arcilla. El agua que se adsorbe en las grandes superficies planares contiene la mayor parte del agua total retenida por las arcillas hidratables.Los cationes divalentes como Ca2+ y Mg2+ aumentan la fuerza de atraccin entre las laminillas, reduciendo as la cantidad de agua que se puede adsorber. Los cationes monovalentes como Na+ producen una fuerza de atraccin ms dbil, permitiendo que ms agua penetre entre las laminillas.

3. Mencione y explique los factores que afectan el rendimiento de las arcillas.La hidratacin y la dispersin de la arcilla seca son muy afectadas si el agua de preparacin contiene sal o varios iones metlicos. Por ejemplo, muchos lodos de perforacin son preparados con agua salada por razones de economa y conveniencia.

4. Por qu la montmorillonita sdica tiene mayor hinchamiento en agua dulce que en agua saladaLos cationes divalentes como Ca2+ y Mg2+ aumentan la fuerza de atraccin entre las laminillas, reduciendo as la cantidad de agua que se puede adsorber. Los cationes monovalentes como Na+ producen una fuerza de atraccin ms dbil, permitiendo que ms agua penetre entre las laminillas.La hidratacin (hinchamiento) de la arcilla seca se ve muy afectada si el agua de preparacin contiene sal.

5. Por qu la viscosidad es un factor tan importante en los lodos de perforacin.La viscosidad y las propiedades reolgicas de los fluidos de perforacin tienen un efecto importante sobre la limpieza del pozo.Los recortes se sedimentan rpidamente en fluidos de baja viscosidad (agua, por ejemplo) y son difciles de circular fuera del pozo. En general, los fluidos de mayor viscosidad mejoran el transporte de los recortes.La mayora de los lodos de perforacin son tixotrpicos, es decir que se gelifican bajo condiciones estticas. Esta caracterstica puede suspender los recortes mientras que se efectan las conexiones de tuberas y otras situaciones durante las cuales no se hace circular el lodo. Los fluidos que disminuyen su viscosidad con el esfuerzo de corte y que tienen altas viscosidades a bajas velocidades anulares han demostrado ser mejores para una limpieza eficaz del pozo.