OHH

H

OH

OH

H H

O

H

O

H H

CH2OH

H

CH2OH

HO

OH

H

n

HH

O

H

CH2OCCH3

O

O

O

OO

HH

H

O H

O H

H H

O

H

O

H H

CH 2O H

H

CH 2O H

HO

O H

H

n

HH

O

H

C H 2OCCH 3

O

O

O

O

POLMEROS

Una molcula grande (macro) que est formada por la

repeticin de pequeas unidades qumicas simples.

POLY - Muchos MER - Parte

POLMEROS

MONO - MER DI - MER TRI - MER- Una - Parte Dos - Partes Tres - Partes

OLIGO - MER- Algunas - Partes

POLI - MER- Muchas - Partes

POLMEROS

LOS TRES TIPOS DE POLMEROS MS IMPORTANTES- NATURAL

Almidones, polmeros XC - NATURAL MODIFICADO

CMC, PAC, CMS, HEC- SINTTICO

SPA, PHPA

POLMEROS

El polmero ms simple es: POLIETILENO MW=28 (C2H4)n

El Peso Molecular promedio para la mayora de los polmeros es 50.000 a 200.000.

El MW ms alto ronda los 2.000.000 y algunas proyecciones llegan a 50.000.000 para algunos de los Biopolmeros. (Como el XCD)

POLMEROS

Aplicaciones:- Prdida de fluido - 3 maneras- Viscosidad - 2 maneras- Formacin y Estabilizacin del Pozo- Total de Floculantes- Floculantes Selectivos- Entrecruzamiento

POLMEROS

Aplicaciones: Prdida de fluido - 3 maneras:

- Defloculantes - CMC/LV, POLY PAC/UL, SPERSENE.- Fase Viscosificacin lquido - CMC/HV, POLYPAC/R, DUO-VIS- Comprime y deforma partculas coloidales - para taponar los poros en el

revoque - MY LO JEL, ASPHALTS, TANNATHIN

Viscosidad - 2 maneras:- Fase viscosificacin del lquido - (idem arriba)- Floculante - (alto peso molecular con grupos cargados para adsorcin en arcillas.

POLMEROS

- PESO MOLECULAR - La suma de todos los pesos atmicos en el compuesto.

ej: Etileno -MW = 28 Por qu?C2H4 = Frmula QumicaEl carbn tiene como nmero atmico el12.El hidrgeno tiene como nmero atmico el 1.(2 x 12) + (4 x 1) = 28

POLMEROS

ESTRUCTURA de los polmeros:

- LINEAL - CMC, HEC, POLIACRILATO, PHPA

- RAMIFICADOS ALMIDONES, CMS, Biopolmeros

- ENTRECRUZADOS Biopolmeros entrecruzados

Lineal

EjemplosEjemplos: CMC, HEC, Poliacrilato, PHPA: CMC, HEC, Poliacrilato, PHPA

Ramificados

EjemplosEjemplos: : AlmidnAlmidn. . PolmeroPolmero XC, CMSXC, CMS

Entrecruzados

EjemplosEjemplos: : PolmeroPolmero XC XC EntrecruzadoEntrecruzado

POLMEROS

GRADO DE POLIMERIZACIN: La extensin de un polmero est determinada por el nmero de

unidades repetitivas en la cadena. - La mayora de los polmeros comerciales tienen un D.P. que va de 500 a 5000.

Determina si el polmero va a funcionar como:- Un Dispersante Bajo peso molecular- Un Reductor de prdida

de fluido Peso molecular medio- Un Viscosificador Alto peso molecular - Encapsulador - Floculante Selectivo

POLMEROS

Extensin cadena Determina la funinde los polmeros.

Cadena corta polimeros dispersantes (mw = 10,000)

Cadena media control prdida fluido - (mw = 100k-200k)

Viscosificadores - (mw = 200k - 300k)

Cadena larga - Encapsuladores, Viscosificadores, Floculantes - (mw = 3M - 20M)(50M)

POLMEROS

GRADO DE SUSTITUCIN: Se refiere al nmero de grupos de reemplazo del polmero por unidad

de repeticin. Convierte al Polmero en:

Resistente al ataque bacteriano Ms tolerante a la dureza de los Cloruros Soluble en agua

Mximo D.S. es 3.0 en la Molcula de Glucosa, porque tiene 3 gruposOH- que pueden ser reactivos. La solubilidad acuosa se obtiene a un D.S. de 0.45 y superior. Cuanto mayor el D.S. ms tolerante ser el polmero a la sal y a la dureza.

Propiedades FsicasGrado de Sustitucin

O

O

O

HH

H

OH

H

OHOH

H

OH

HHH

O

H

O

H

n

CH2OH

CH2OH

CELULOSACELULOSA

Propiedades FsicasGrado de Sustitucin

CARBOXI METIL CELULOSACARBOXI METIL CELULOSA

O

O

O

HH

+

H

OH

H

OHOH

H

OH

H

-

H

CH2OCH

2COO

H

CH2OCH

2COO

O

H

O

H

n

-

Na

...

...+Na

Propiedades FsicasGrupos Funcionales

Hidroxil

Carboxil

Carboximetil

Hidroxietil

Sulfonado

Amina

Desempeo del Polmero Influenciado por:

Concentracin Qumica del agua

- Salinidad- Dureza- pH

Slidos Temperatura Bacteria

POLMEROS

Polmeros NATURALES- MY LO JEL Almidn de maz- Poly Sal Almidn de papa- Biopolmeros - Duo-vis, Flo-vis

XC - Xantamonas Campestri (Bacteria)

Secreta el polmero como un revestimiento alrededor de su cuerpocelular.

POLMEROS NATURALES

Almidn de Maz - My-Lo-Jel

No-inico

Peso molecular promedio ~100,000

My-Lo-Jel

Aplicaciones Prdida de control del fluido

- Agua dulce- Agua de sabor desagradable- Agua de mar - Agua salada saturada- Sistemas de polmeros

Tratamiento- 4-8 ppb

My-Lo-Jel

Limitaciones

Fermentacin

Alto calcio, alto pH

Temperatura estable a 225F

Problemas de control de calidad

Polmeros NATURALES

Almidn de Papa - POLYSAL

No-inico

Peso molecular promedio ~120,000

Mayor relacin amilosa a amilopectina

POLYSAL

Aplicaciones Control de Prdida de Filtrado

- Agua dulce- Salmueras NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2- tratamiento

- 2-6 ppb

POLYSAL

Limitaciones

Temperatura estable a 250F

Fermentacin

Polmero XC

Biopolmero - Xantamonas Campestri

No-inico a levemente aninico

Peso molecular promedio 2.000.000+

Polmeros ramificados complejos

Xantan Gum (Goma Xantana)

O

HH

H

OH

OH

H H

O

H

O

H H

CH2OH

H

CH2OH

HO

OH

H

n

HH

O

H

CH2OCCH

3

O

O

O

O

Polmero - XC / XCD

Aplicaciones

- Suspensin Tixotrpico

Baja velocidad de corte de viscosidad elevada

- Viscosificador Dilucin del corte

- Efectivo en agua dulce y salmueras duras

Polmero - XC / XCD

LIMITACIONES

- Temperatura estable a 300F

- Muy caro

POLMEROS

Polmeros NATURALES MODIFICADOS :

CMC Carboxil Metil Celulosa

PAC Celulosa Poliannica - POLY PAC

CMS Carboxil Metil Almidn - THERMPAC-UL

HEC Hidroxi Etil Celulosa - (No se utiliza en Lodos)

POLMEROSCMC y PAC

Aninico

MW promedio- 200.000 225.000 Hi Vis- 140.000 175.000 Lo Vis

CMC y PACAplicaciones

Viscosidad

Prdida control fluido

CMC y PAC

Producto Peso Mol. D.P. D.S.(1,000) (Grado Pol.)

PAC LV 140-170 850-1000 0.9-1.0

PAC HV 200-225 1130-1280 0.9-1.0

CMC LV 140-170 850-1000 0.7-0.8

CMC HV 200-225 1130-1280 0.7-0.8

CMC y PACLimitaciones

Producto Cl- Dureza Temp F

PAC LV Sat. 1,000 300

PAC HV Sat. 1,000 300

CMC LV 20,000 500 300

CMC HV 20,000 500 300

Carboximetil Almidn (CMS)

Modificado natural

Aninico

Peso molecular 140,000 - 170,000

Carboximetil Almidn

O

HH

H

OH

OH

H H

O

H

O

H

CH 2

H HO

OH

H

n

O

OH

O

O

On

Amilopectina

Amilosa

. . . . . .

CH2OCH

2COO

+

-

Na

...

Carboximetil Almidn

Aplicaciones:

Prdida control fluido

No aumenta la viscosidad

Carboximetil Almidn(Thermpac - UL)

Limitaciones:

100.000 mg/l Cl-

1200 mg/l Ca2+

275F

Polmero HEC

Natural modificado

Peso molecular 200.000 225.000

No-inico

Hidroxietil Celulosa

O

O

O

HH

H

OH

H

OH

OH

H

HHH

O

H

O

H

n

OCH2CH

2OHCH

2OCH

2CH

2OCH

2CH

2OH

CH2OCH

2CH

2OH

Polmero HEC Aplicaciones

Prdida fluido

Viscosidad

Agua dulce, agua de mar, salmueras pesadas

Polmero HEC Limitaciones

Temperatura estable a alrededor de 150F

Efectividad disminuye a un pH superior a 10

Efectividad disminuye en salmueras pesadas

Falta de tixotropa

POLMEROS

Polmeros SINTTICOS:SPA Poliacrilato de SodioSP-101Cypan

PHPA Poliacrilamida Parcialmente Hidrolizada

Varios Co-polmeros

Poliacrilato de Sodio (SPA)

Sinttico

Aninico

Peso molecular -

POLIACRILATO DE SODIO (SP - 101)

CH2

CHCH

COOCOO

CH

COO

CH2

n

+

-

Na

...+

-

Na

...+

-

Na

...

Poliacrilato de SodioAplicaciones Bajo Peso Molecular

Defloculante

Agua dulce

Bajo nivel de tratamiento- 0.1 - 0.5 ppb

Poliacrilato de SodioAplicaciones Peso molecular Mediano

Prdida control fluido

Defloculante

Agua dulce

Poliacrilato de SodioLimitaciones

10,000 Cl-

400 Ca2+

Alto contenido slidos

450F

PHPA

Poliacrilamida parcialmente hidrolizada

- Peso molecular >2,000,000

- Aninico

- Suspensin de aceite mineral o seco

POLY-PLUS (PHPA)

Aplicaciones- Estabilizacin lutita Encapsulacin Viscosificacin de la fase acuosa Adsorcin de agua libre- ENCAPSULACIN El proceso mediante el cual POLY-PLUS se envuelve alrededor de las

lminas de arcilla, previniendo que el agua penetre en la estructura de capas de las arcillas. Previniendo, por lo tanto, la hidratacin y dispersin de las arcillas.

- Lubricidad

PHPA

Limitaciones

Control slidos esencial Minimizar LGS

Mantener pH < 10.0 - 10.5

Cemento - (alto pH y alto Calcio)

300F

Falta de caractersticas tixotrpicas

PHPA

Poli Acrilamida Parcialmente Hidrolizada

O

Poliacrilamida / Copolmero Poliacrilato

Poliacrilamida/Copolmero Poliacrilato

+

-

Na

...

CH2

CHCH

CH2

CH

CH2

CH

CH2

n

CONH2

COO CONH2

CONH2

M-I POLY-PLUS30% ACRILATo - 70% ACRILAMIDAM.W. = 3 a 15 millones

+

-

Na

.

CH2

CHCH

CH2

CH

CH2

CH

CH2

n

CONH2

COO CONH2

CONH2

CH

..+

-

Na

.COO..

M-I SP-10170% ACRILATO - 30% ACRILAMIDAM.W. = 300,000

+

-

Na

.

CH2

CHCH

CH2

CH

CH2

CH

CH2

n

CONH2

COO CONH2

CH

..+

-

Na

.COO.. +

-

Na

.COO..

PHPA

Peso molecular >2,000,000

Aninico

Suspensin de aceite seco o mineral

PHPAAplicaciones

Agua dulce

Agua de mar

Base Potasio

Salmuera NaCl

PHPALimitaciones

Control de slidos, esencial

Mantener pH

Suspension & Hole Cleaning (LSRV)

XCD 0.3 - 8.6 kg/m3

Xanvis 0.3 - 8.6 kg/m3

FloVis for Drill- in 5.7 - 11.4 kg/m3 >40,000 CPScps @ 0.3 RPM

Fluid Loss Control

Corn Starch 8.6 - 17 kg/m3 107C High pH, Bacteria

Potato Starch 5.7 - 14.3 kg/m3 121C Bacteria

CMC HV 1.4 - 5.7 kg/m3135C 500 Ca++, 20,000 Cl-

CMC LV 1.4 - 5.7 kg/m3135C 500 Ca++, 20,000 Cl-

PAC HV 1.4 - 5.7 kg/m3135C 1000 Ca++

PAC LV 1.4 - 5.7 kg/m3135C 1000 Ca++

CMS (LV) 1.4 - 8.6 kg/m3135C 1200 Ca++ , 100,000 Cl-

SPA (HV) 1.4 - 5.7 kg/m3232C 300 Ca++

Deflocculants

SPA (LV w/10,000 M.W.) 0.3 - 1.4 kg/m3232C 300 Ca++

Shale Stability

PHPA 1.4 - 7.1 kg/m3149C 400 Ca++, 10+pH

Suspension & Hole Cleaning (LSRV)

XCD 0.1 - 3.0 lbs/bbl

Xanvis 0.1 - 3.0 lbs/bbl

FloVis for Drill-in 2 - 4.0 lbs/bbl >40,000 CPScps @ 0.3 RPM

Fluid Loss Control

Corn Starch 3 - 6 lbs/bbl 225F High pH, Bacteria

Potato Starch 2 - 5 lbs/bbl 250F Bacteria

CMC HV .5 - 2.0 lbs/bbl 275F 500 Ca++, 20,000 Cl-

CMC LV .5 - 2.0 lbs/bbl 275F 500 Ca++, 20,000 Cl-

PAC HV .5 - 2.0 lbs/bbl 275F 1000 Ca++

PAC LV .5 - 2.0 lbs/bbl 275F 1000 Ca++

CMS (LV) .5 - 3 lbs/bbl 275F 1200 Ca++ , 100,000 Cl-

SPA (HV) .5 - 2 lbs/bbl 450F 300 Ca++

Deflocculants

SPA (LV w/10,000 M.W.) 0.1 - 0.5 lbl/bbl 450F 300 Ca++

Shale Stability

PHPA .5 - 2.5 lbs/bbl 300F 400 Ca++, 10+pH

PHPA System

PHPA 2.9 - 16.3 kg/m3 Shale Stabilizer

Gel 28.5 - 34.2 kg/m3 Filter Cake & Fluid Loss

XCD 1.4 - 7.1 kg/m3LSRV

SPA or Pac 2.9 - 16.3 kg/m3 Fluid Loss Control

KOH or NaOH to 9.0 - 9.5 pH

Maintenance of PHPA

PHPA Concentration Tests

Cuttings at Shaker

Ammonium Extraction Test by Mud Engineer

MBT < 71.3 kg/m3

% LGS < 6%

LSRV 3 RPM Reading >75% of bit size (US) as min.

pH 9.0 - 9.5 w/ KOH of NaOH

Fluid Loss in range w/ SPA or PAC

PHPA System

PHPA 1.0 - 2.0 lbs/bbl Shale Stabilizer

Gel 10 - 12 lbs/bbl Filter Cake & Fluid Loss

XCD .5 - 2.5 lbs/bbl LSRV

SPA or Pac 1.0 - 2.0 lbs/bbl Fluid Loss Control

KOH or NaOH to 9.0 - 9.5 pH

Maintenance of PHPA

PHPA Concentration Tests

Cuttings at Shaker

Ammonium Extraction Test by Mud Engineer

MBT < 25 lbs/bbl

% LGS < 6%

LSRV 3 RPM Reading >75% of bit size (US) as min.

pH 9.0 - 9.5 w/ KOH of NaOH

Fluid Loss in range w/ SPA or PAC

Resumen:

Tres tipos de polmeros: Aplicaciones:

- Grado de sustitucin- Grado de polimerizacin

Limitaciones- Temperatura- Iones en solucin - pH- Slidos

Sistema Polmero PHPA