Publicación:

Efecto de la adición de nanopartículas de ZnO y SiO2 en las propiedades reológicas de un fluido de perforación base agua

Resumen

Los fluidos de perforación desempeñan un papel fundamental en cualquier operación de perforación y el control de las propiedades reológicas es un factor clave para el éxito de la misma. Por tanto, es necesario examinar cuidadosamente estas propiedades, ya que juegan un papel muy importante en el diseño y desarrollo de fluidos de perforación sobresalientes. Actualmente, el uso de nanomateriales en los fluidos de perforación ha permitido formular nanofluidos con propiedades reológicas mejoradas. En el presente trabajo se analizan las propiedades reológicas de un fluido de perforación base agua antes y después de la adición de nanopartículas de ZnO y SiO2. Para ello, se estableció como fluido base un lodo de perforación que contenía bentonita y se midió la viscosidad aparente (AV), la viscosidad plástica (PV), el punto cedente (YP) y los esfuerzos de gel (GS10s y GS10m). Los nanofluidos se prepararon al agregar nanopartículas (NPs) de ZnO o SiO2 al lodo base. Inicialmente se sintetizaron nanohojas de ZnO y nanoesferas de SiO2 por el método sol-gel. Además, se caracterizaron mediante diversas técnicas de análisis químico. Después se añadieron cuatro concentraciones diferentes de NPs al fluido base y se realizó una comparación entre la reología del fluido base y la de los nanofluidos a 25 °C y 65,5 °C, mostrando una buena compatibilidad entre las NPs y los componentes del lodo. Esto resultó en aumentos desde 18% hasta 47% en las propiedades reológicas debido a las interacciones electroquímicas entre las nanopartículas y las partículas de bentonita. Además, se demostró que bajas concentraciones de nanopartículas a altas temperaturas pueden amortiguar la caída de ciertas propiedades reológicas hasta un 75% debido a sus propiedades térmicas