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 (CO3)

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.

Los tratamientos típicos de Carbonato de Sodio oscilan entre 0.25 y 2 lb/bbl (de 0.7 a 5.7 kg/m3),

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

entre 10.9 y 11.6 en concentraciones de 0.21 a 30 lb/bbl (0.6 a 86 kg/m3). Los iones de carbonato

comienzan a convertirse en iones de bicarbonato (HCO3) cuando el pH disminuye a menos de 11.3.

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 (C6H8O7) 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