TIXOTROPÍA Y ESFUERZOS DE GELLa tixotropía es la propiedad demostrada por algunos fluidos que forman una estructura de gel cuando están estáticos, regresando luego al estado de fluido cuando se aplica un esfuerzo de corte. La mayoría de los fluidos de perforación base agua demuestran esta propiedad, debido a la presencia de partículas cargadas eléctricamente o polímeros especiales que se enlazan entre sí para formar una matriz rígida.

EFECTO DE LA TEMPERATURA Y LA PRESIÓN SOBRE LA VISCOSIDADLos aumentos de temperatura y presión afectan la viscosidad de las fases líquidas de todos los fluidos de perforación. El efecto es más pronunciado sobre los fluidos de emulsión inversa que sobre los fluidos base agua. Los aceites y sintéticos de base se diluyen considerablemente más en condiciones de altas temperaturas. El efecto de la temperatura es algo diferente sobre cada uno de los diferentes fluidos base aceite y base sintético. Los fluidos base agua son fluidos hidráulicos casi perfectos. Estos fluidos no se comprimen perceptiblemente bajo presión. En cambio, los fluidos base aceite y base sintético son comprimibles hasta cierto punto. Su compresibilidad varía según el fluido de base, la relación A/A o S/A, y los aditivos.

TIPOS DE FLUIDOBasado en su comportamiento de flujo, los fluidos se pueden clasificar en dos tipos diferentes: newtonianos y no newtonianos.

FLUIDO NEWTONIANOLa clase más simple de fluidos es la clase de fluidos newtonianos. Los fluidosde base (agua dulce, agua salada, aceite diesel, aceites minerales y sintéticos) de la mayoría de los fluidos de perforaciónson newtonianos. En estos fluidos, el esfuerzo de corte es directamente proporcional a la velocidad de corte, como lo indica la Figura 5. Los puntos forman una línea recta que pasa por el punto de origen (0, 0) del gráfico según coordenadas cartesianas. La viscosidad de un fluido newtoniano es la pendiente de esta línea de esfuerzo de corte/velocidad de corte. El esfuerzo de cedencia (esfuerzo requerido para iniciarel flujo) de un fluido newtoniano siempre será cero (0).

FLUIDOS NO NEWTONIANOSCuando un fluido contiene arcillas o partículas coloidales, estas partículas tienden a “chocar” entre sí, aumentando el esfuerzo de corte o la fuerza requerida para mantener una velocidad de corte determinada. Si estas partículas son largas en comparación con su espesor, la interferencia causada por las partículas será importante cuando estén orientadas al azar en el flujo. Sin embargo, a medida que se aumenta la velocidad de corte, las partículas se “alinearán” en el flujo y el efecto de la interacción de las partículas disminuye. Esto hace que el perfil de velocidad dentro de una tubería sea diferente al perfil del agua. En el centro de la tubería, donde la velocidad de corte es baja, la interferencia causada por las partículas es grande y el fluido tiende a fluir más como una masa sólida. El perfil de velocidad se aplana de la manera indicada en la Figura 8. Este aplanamiento del perfil de velocidad aumenta la eficacia de barrido de un fluido para desplazar a otro fluido, y también aumenta la capacidad que un fluido tiene para transportar partículas más grandes. Si las partículas se atraen eléctricamente, el efecto es similar. A bajas velocidades de corte, las partículas se enlazan entre sí, aumentando la resistencia al flujo, pero a altas velocidades de corte, los enlaces se rompen. Bajo estas circunstancias, el esfuerzo de corte no aumenta enproporción directa a la velocidad de corte. Los fluidos que se comportan de esta manera son llamados fluidos no newtonianos.