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• Wael Sawab

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Carbonato de Sodio El Carbonato de Sodio se utiliza en el lodo base agua como fuente de iones de carbonato para precipitar el calcio, aumentar el pH o flocular el lodo de perforación inicial. Al Carbonato de Sodio también se le conoce como ceniza de soda (Na2CO3). Es una base débil que es soluble en agua y se descompone en sodio (Na) e iones de carbonato (CO 3) en solución. Aplicaciones El Carbonato de Sodio se utiliza principalmente para reducir el calcio soluble en los lodos de perforación base agua y aguas de preparación. Otros usos comprenden el aumento del pH y la floculación de lodos de perforación inicial. El calcio está presente en muchas aguas de preparación y formaciones. Puede causar la floculación del lodo, lo que trae como resultado un aumento en la reología, esfuerzos de gel y filtrado. El calcio de alto filtrado causa la precipitación de aditivos sensibles al calcio, tales como los polímeros acrílicos POLY‐PLUS* (Poliacrilamida Parcialmente Hidrolizada) y RINGFREE*, los cuáles son los más sensibles. Los polímeros celulósicos POLYPAC* (Celulosa Polianiónica) y Carboximetil Celulosa (CMC) son sólo ligeramente sensibles al calcio y toleran niveles moderados de calcio de filtrado. 3

Los tratamientos típicos de Carbonato de Sodio oscilan entre 0.25 y 2 lb/bbl (de 0.7 a 5.7 kg/m ), dependiendo del nivel de calcio y la composición química del agua del fluido de perforación. Una libra (0.45 kg) de Carbonato de Sodio remueve el calcio de 1.283 lb (0.58 kg) de sulfato de calcio (anhidrita). Los tratamientos deben hacerse en incrementos para evitar un tratamiento excesivo que traiga como resultado la contaminación por carbonato. En agua pura, el Carbonato de Sodio forma soluciones altamente amortiguadas, con un pH que oscila 3

entre 10.9 y 11.6 en concentraciones de 0.21 a 30 lb/bbl (0.6 a 86 kg/m ). Los iones de carbonato comienzan a convertirse en iones de bicarbonato (HCO ) cuando el pH disminuye a menos de 11.3. 3

Ventajas • Ampliamente disponible, constituye una fuente económica de iones de carbonato para precipitar el calcio mientras se aumenta el pH

• Producto químico concentrado; remueve eficazmente el calcio en la mayoría de los fluidos de perforación a pequeños niveles de tratamiento • Floculante efectivo para lodos de perforación inicial

Limitaciones • Aumenta el pH y no debe utilizarse para tratar la contaminación por cemento o fluidos con pH más elevado; menos soluble a un pH alto. • El tratamiento excesivo trae como resultado la contaminación por carbonato; incluso las pequeñas cantidades de exceso de iones de carbonato pueden causar grandes aumentos en el punto cedente, los esfuerzos de gel y el filtrado

Toxicidad y Manejo El Carbonato de Sodio es un material alcalino que puede causar irritación en los ojos, piel y vías respiratorias. El Carbonato de Sodio debe agregarse lentamente al sistema de lodo ya sea mezclándolo a través de la tolva o un barril químico. No mezcle el Carbonato de Sodio con otros productos químicos, especialmente con soda cáustica o cal. Al estar utilizando un barril químico, mezcle el Carbonato de Sodio en un barril completo de agua dulce y agite adecuadamente.

BICARBONATO DE SODIO El BICARBONATO DE SODIO se utiliza en los lodos base agua como fuente de iones de bicarbonato para precipitar el calcio y reducir el pH. Se utiliza principalmente para tratar la contaminación de cemento. Los nombres comunes para el BICARBONATO DE SODIO (NaHCO3) son bicarbonato de soda, bicarbonato y bicarbonato de sosa. Es una base muy débil que es soluble en agua y se desasocia en sodio (Na) y iones de bicarbonato (HCO3) en solución.

Aplicaciones

El BICARBONATO DE SODIO es un tratamiento económico y efectivo para la contaminación del cemento. Precipita al calcio, reduce el pH y desflocula los fluidos contaminados con cemento. El cemento contiene hidróxido de calcio (cal) y compuestos relacionados que aumentan el pH y la concentración de calcio. Estos cambios floculan los lodos base bentonita, lo que trae como resultado un aumento en la reología y el filtrado. El pH elevado y el calcio pueden causar la precipitación de muchos aditivos de polímeros comunes, en especial los polímeros acrílicos POLY‐PLUS* (Poliacrilamida Parcialmente Hidrolizada), SP‐101* y TACKLE*. Los tratamientos típicos de BICARBONATO DE SODIO abarcan de 0.5 a 2 lb/bbl (1.43 a 5.7 kg/m3). Se deben utilizar como base para todos los tratamientos, la cantidad de cemento que se va a perforar y el grado de curado del mismo. La contaminación con cemento “verde” no curado requiere de tratamientos mayores. Los tratamientos deben hacerse en incrementos para evitar un tratamiento excesivo que traiga como resultado la floculación de carbonatos y bicarbonatos. El tratamiento previo es recomendable para aquellos sistemas que son sensibles a la contaminación del cemento. La siguiente es una simplificación de las reacciones químicas para precipitar la cal con el BICARBONATO DE SODIO: Ca(OH)2 + NaHCO3 → CaCO3 ↓ + NaOH + H2O Cuando se utiliza BICARBONATO DE SODIO para tratar la contaminación de cemento: BICARBONATO DE SODIO (lb/bbl) = Exceso de cal (lb/bbl) x 1.135 x Fw

Una libra (0.45 kg) de BICARBONATO DE SODIO remueve 0.88 lb (0.4 kg) de cal, lo que equivale aproximadamente a 1.3 lb (0.6 kg) de cemento. Por cada 1 lb (0.45 kg) de BICARBONATO DE SODIO utilizado para precipitar la cal, queda como subproducto un equivalente de 0.48 lb (0.21 kg) de soda cáustica (NaOH). Para diversos lodos contaminados, puede requerirse un aditivo reductos de pH para mantener el pH a un nivel razonable. Como ejemplo, se requeriría 0.76 lb (0.35 kg) de ácido cítrico (C 6H8O7) por cada 1 lb (0.45 kg) de BICARBONATO DE SODIO para mantener un pH constante. El BICARBONATO DE SODIO se utiliza con mayor frecuencia junto con un aditivo reductor de pH y dilución, con el propósito de conservar propiedades aceptables. Otros aditivos reductores de pH comprenden a los productos TANNATHIN*, SPERSENE*, SAPP, yeso y ácido acético. Los iones de bicarbonato comienzan a convertirse a carbonato (CO3) cuando el pH aumenta por encima de 8.3. El exceso de iones de bicarbonato y carbonato flocula los lodos y causa propiedades reológicas y de filtración indeseadas. ¡Evite el tratamiento excesivo!

Ventajas • Ampliamente disponible, constituye un tratamiento económico para la contaminación de cemento. • Químico concentrado. Es efectivo a bajos niveles de tratamiento. • Reduce el pH, lo que ayuda a mantener un pH razonable en los lodos contaminados con cemento. • Producto químico no peligroso y generalmente reconocido como un producto seguro