Determinación de la eficiencia de membrana en rocas arcillosas a partir de la selectividad iónica para la obtención del gradiente de presión osmótico efectivo

Abstract

La estabilidad de las formaciones durante la perforación está en función de los efectos mecánicos y químicos que se generen sobre ellas. Esta investigación presenta el análisis del fenómeno químico osmótico entre los fluidos de perforación y formaciones arcillosas para la determinación de los parámetros químicos necesarios en el modelamiento del fenómeno como lo son la actividad del lodo (Adf), actividad de la formación (Ash) y la eficiencia de membrana (EM). Especial énfasis se le da a la Eficiencia de Membrana para cuya determinación se propone el uso de la Prueba de Potencial Electroquímico (Electrochemical Potential Test, EPT). En este trabajo se describe la prueba de potencial eletroquimico, el diseño de la celda electroquímica y sus componentes, la caracterización de muestras rocosas, la metodología de la prueba y los resultados obtenidos. Los resultados de la prueba electroquímica muestran la influencia de diferentes tipos y concentraciones salinas en el fluido de perforación, la capacidad de intercambio catíonico (CIC), composición mineralógica, porosidad y permeabilidad de la roca en los valores de selectividad ionica. Se expone el protocolo experimental y las ecuaciones que describen como las mediciones en la EPT pueden ser utilizadas e interpretadas para la determinación de la eficiencia de membrana. La eficiencia de membrana es fundamental para la realización de análisis de estabilidad de pozo que tengan en cuenta las interacciones fluido de perforación / shale. Finalmente se presenta la aplicación de los resultados del análisis químico a la formación carbonera en un pozo del piedemonte llanero a través de una fase de campo y laboratorio. Se propone finalmente el tipo y concentración de sal óptima para un fluido de perforación base aceite que estabilice químicamente la formación.