Evaluación de diferentes nanofibrillas de celulosa (CNFs) como reemplazo de la goma xantana (XGD) en fluidos de perforación en base agua (WBMs) para formaciones shale de Argentina

VILLADA, YURANY; IGLESIAS, MARÍA CELESTE; CASIS, N.; M. S. PERESIN; DIANA ESTENOZ

Congreso; 7° Congreso de Producción y Desarrollo de Reservas; 2019

En este trabajo se estudió el reemplazo de la goma xantana (XGD), polímero comúnmente empleado en fluidos de perforación en base agua (WBMs), por nanofibrillas de celulosa (CNFs) obtenidas a partir de diferentes fuentes y tratamientos. La celulosa es un polímero de origen natural, abundante y renovable, proveniente de recursos naturales tales como madera, plantas, residuos agroindustriales y también es sintetizada por algas, tunicados y bacterias (Klemm et al., 2011).Se evaluaron tres tipos de nanocelulosas: la primera obtenida a partir de un tratamiento de una pulpa Kraft de Abedul blanqueada y no secada (B-CNF); la segunda, a partir de una pulpa Kraft de Eucalyptus Globulus no blanqueada (L-CNF); y la tercera, a partir del residuo obtenido de la producción de nanocristales de celulosa (R-CNF). Las CNFs se caracterizaron reológica, térmica, morfológica y superficialmente mediante ensayos de corte rotacional, análisis termogravimétricos (TGA), microscopía electrónica de barrido (SEM) y titulación polielectrolítica, respectivamente. Posteriormente se estudió el efecto de las CNFs sobre las propiedades más relevantes de los WBMs: i) reológicas, mediante ensayos de corte rotacional y corte oscilatorio; ii) de filtración, siguiendo las normas API, empleando ensayos estáticos de filtración; iii) estabilidad térmica, a través de ensayos dinámicos de envejecimiento; y iv) cambios estructurales, empleando técnicas espectroscópicas (SEM). Por otra parte, se estudiaron algunas interacciones interfaciales de las CNFs con aditivos presentes en los WBMs a través de la técnica QCM-D (Quartz Crystal Microbalance with Dissipation Monitoring). Además, se implementaron modelos reológicos para estudiar teóricamente el comportamiento de los fluidos. Para el reemplazo se consideraron diferentes fluidos. En primer lugar, se prepararon fluidos simples conteniendo bentonita (BT), CNFs (B-CNF, L-CNF, R-CNF) o XGD, y celulosa polianiónica (PAC). Luego se extendió el análisis a fluidos de composiciones más complejas específicos para una formación ?shale? de Argentina (Vaca Muerta).Los resultados de la caracterización de las CNFs indicaron una densidad de carga