Síntesis y funcionalización de nanopartículas de sio2 y su efecto en el control de filtrado de lodos de perforación

Abstract

La implementación de nuevas tecnologías para el mejoramiento de las operaciones de perforación en la industria petrolera son inminentes, es por esto que se ha ido adaptando la nanotecnología como una de ellas. Estudios e investigaciones anteriores mencionan que las nanopartículas tienen un efecto en las propiedades de los fluidos de perforación, algunas veces han mejorado propiedades como la conductividad térmica del fluido, reducción de pérdidas de filtrado y de la torta; y otras las han empeorado. Basados en el impacto de las nanopartículas en lodos de perforación analizados previamente, surgió la necesidad de investigar sobre el tema en cuyo caso el papel fundamental del investigador estuvo en implementar procedimientos experimentales que tuvieran como objetivo reducir el filtrado de los fluidos de perforación evaluando el aditamento de las nanopartículas por medio de pruebas como API, HPHT y PPT. En el presente estudio se realizó la síntesis de las nanopartículas de sílice con su correspondiente funcionalización y se complementaron las nanopartículas con nanopartículas comerciales las cuales fueron adquiridas por el Instituto Colombiano del Petróleo (ICP), dichas nanopartículas pasaron por un proceso de activación para su posterior funcionalización. En la funcionalización de las nanopartículas se empleó el 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) y se controlaron parámetros del proceso como el tiempo de reacción y las cantidades. Cuando se tenían las nanopartículas funcionalizadas, estas fueron agregadas a la formulación de dos fluidos de perforación base agua los cuales difieren en su composición: el fluido overburden (bentonita + barita) empleado para perforar antes de la zona de interés y yacimiento (goma xántica + carbonatos) empleado en la zona de interés. Los resultados que se obtuvieron evidenciaron reducciones del volumen de filtrado respecto a los fluidos sin nanopartículas a concentraciones de 0.3% p/v de nanopartículas comerciales y funcionalizadas para el lodo overburden y 0.5% p/v de nanopartículas comerciales para el lodo yacimiento. Las nanopartículas funcionalizadas con APTES tuvieron un efecto negativo en el control de filtrado para el lodo yacimiento.