ARCILLAS

Introducción a los fluidos
de perforación
Química de arcillas

QUIMICA DE ARCILLAS

Son fundamentalmente silicatos de aluminio
hidratados con estructura en capas con
espaciamientos y contenidos en los espacios ínter
laminares característicos para cada mineral. Sus
propiedades son consecuencia de sus
características estructurales. La estructura interna y
composición química de cada mineral de laarcilla le
confiere unas características muy específicas de
reactividad química. Sus tamaños de partícula y las
morfologías específicas de sus cristales.

Presentan carga eléctrica, lo cual le otorga
propiedades físico-químicas muy particulares:
retención de moléculas orgánicas e inorgánicas,
capacidad para mantenerse dispersas o reunirse en
agregados voluminosos, hinchamiento, etc. Las
cargaseléctricas presentes en la arcilla son de dos
orígenes diferentes: permanentes y dependientes
del pH.

ESTRUCTURA DE LAS ARCILLAS

La estructura de los filó silicatos está formada por la
unión de capas tetraédricas y octaédricas. La capa
octaédrica está formada por una serie de tetraedros
de oxígeno que comparten tres vértices que se
extienden formando una capa en dos direcciones
del espacio. Estostetraedros tienen su base en un
mismo plano y el cuarto vértice apuntando en el
mismo sentido, iones silicio se sitúan en los centros
de los tetraedros coordinados con los oxígenos.

ESTRUCTURA DE LAS ARCILLAS

El tetraedro elemental

Lámina de octaedros

ESTRUCTURA DE LAS ARCILLAS
Con arreglo a estas características y siguiendo las
siguientes reglas (Reglas de Pauling) se pueden unir
dos o mástetraedros.
•La suma de las cargas negativas debe ser igual a
la suma de las cargas positivas, de manera que la
estructura sea eléctricamente neutra.
•Todos los elementos con carga positiva (cationes)
pueden enlazarse o rodearse de elementos
cargados negativamente, coordinándose con ellos
de modo que los arreglos coordinados dependen
únicamente de los tamaños entre el catión (+) y el
anión (-)respectivo.

ESTRUCTURA DE LAS ARCILLAS
Existe una tercera regla conocida como Regla de
Lowenstein: No es válido enlazar dos tetraedros que
tengan un átomo central de aluminio cada uno.
Esto nos indica que dos tetraedros de aluminio sólo
pueden
enlazarse
mediante
otro
tetraedro
intermedio a base de silicio.
El número y disposición de estas capas tetra y
octaédricas constituye el primer elementodistintivo
en las redes de los filosilicatos. Con arreglo a esta
característica se puede establecer tres tipos de
unidades estructurales:

ESTRUCTURA DE LAS ARCILLAS
En el primer tipo, la unidad respectiva está formada
por una capa tetraédrica que comparte sus
oxígenos apicales con una capa octaédrica, el plano
opuesto
de
ésta
última
está
formado
exclusivamente por grupos OH-.

ESTRUCTURA DE LASARCILLAS
La segunda posibilidad consiste en la existencia de
dos capas tetraédricas con sus oxígenos apicales
situados unos frente a otros. Estos oxígenos, junto
con grupos OH- forman una nueva capa octaédrica
situada entre las anteriores. Así se tiene una unidad
repetitiva de tipo 2:1

ESTRUCTURA DE LAS ARCILLAS

El tercer tipo estructural se forma por unidades de
tipo 2:1, descritas alternada conuna capa
octaédrica. Esta capa no comparte con ninguna de
las otras sino que está formada por dos planos de
iones OH- que define una red de octaedros cuyos
centros se sitúan cationes. La unidad que se forma
es una nueva lámina del tipo 2:1:1 o 2:2.
Un segundo criterio de diferenciación dentro de los
filosilicatos es el tipo de catión que ocupa las
posiciones interiores de la capa octaédrica.CLASIFICACION GENERAL DE LAS ARCILLAS

Tipos de arcillas que interactúan con
los Fluidos de Perforación.

Existen un gran numero de minerales arcillosos las
que se adicionan a los fluidos de perforación son la
sepiolita o atapulgita y la bentonita. Las arcillas que
nos interesan con los fluidos de perforación base
agua se dividen en tres tipos:

Tipos de arcillas que interactúan con
los Fluidos...