El metasilicato de sodio o silicato sódico es también conocido como vidrio soluble. Este es una sustancia inorgánica, de fórmula Na2SiO3, que se encuentra en soluciones acuosas y también en forma sólida en muchos compuestos, entre ellos el cemento, impermeabilizadores, refractores, y procesos textiles.
Esta sustancia es usada en diversos ambientes industriales y domésticos. La industria petrolera es uno de los ambientes que más lo utiliza.
¿Cómo se obtiene el petróleo?
Etano, propano, butano, pentano y principalmente metano. Estos gases que se formaron hace millones de años, debido a la acumulación bajo tierra de restos vegetales y orgánicos en condiciones de falta de oxígeno y altas temperaturas, forman lo que conocemos como gas natural.
El petróleo sin embargo, se formó a partir de restos de seres vivos (plancton y algas mayoritariamente) que quedaron depositados en los fondos marinos. Factores naturales como el paso del tiempo, el calor, las fuertes presiones y la ausencia de oxígeno, hicieron que esta materia orgánica se descompusiera poco a poco, formando esa sustancia oleosa que hoy conocemos como petróleo. El crudo quedó alojado a gran profundidad en el subsuelo, impregnando rocas porosas que forman los yacimientos.
Millones de años después de su formación, el ser humano le empezó a encontrar diferentes utilidades: como combustible, incluso como materia prima de un sinfín de productos derivados.
La exploración y la búsqueda
La exploración de los campos petroleros se realiza con el fin de identificar los yacimientos de petróleo y la viabilidad técnico-económica de extraerlo para su posterior utilización. En efecto, el petróleo se acumula formando yacimientos que quedan atrapados en la parte alta de los pliegues anticlinales de rocas sedimentarias. Los estudios sismográficos son capaces de determinar la presencia de domos y depósitos. Por esto, la creación de ondas sísmicas y la medición de las ondas reflejadas permiten determinar y cartografiar las diferentes densidades para localizar un campo petrolero.
Esta actividad representa la etapa más riesgosa y determinante de la industria petrolera y el éxito de sus resultados, de alguna manera, define la permanencia y magnitud del desarrollo de esta industria.
Las seis fases del proceso exploratorio
La extracción y producción
Después de haber ubicado un yacimiento, se debe comprobar su viabilidad. Así, comienza la segunda fase: la extracción o producción. Para extraer el gas o petróleo que se encuentra en el yacimiento, se emplean técnicas de perforación. Luego, una vez fuera del yacimiento, el crudo es transportado por medio de oleoductos o buques petroleros hasta las refinerías.
En la refinería, mediante un proceso de destilación, se separan las distintas fracciones del petróleo para transformarlo en productos de mayor calidad y valor añadido. En esta fase intervienen infinidad de procesos físicos y químicos que dan lugar a los productos que usamos en nuestro día a día.
¿Qué son los lodos de perforación?
Una de las fases de la exploración en la industria petrolera es la perforación. Este paso es vital para corroborar la calidad del yacimiento y decidir si es viable. En este contexto, el metasilicato de sodio se utiliza en esta industria para la preparación de lodos para la perforación de pozos.
¿Qué es la perforación?
La perforación consiste en penetrar las capas (formaciones) de la corteza terrestre utilizando barrenas de perforación con el propósito de conocer en cual área del interior de la tierra hay petróleo o gas natural. La geología de superficie, el análisis de líneas sísmicas o la obtención de nuevos datos sísmicos, permiten conocer las capas del subsuelo, y tomando esa información como referencia, se elige teóricamente el mejor lugar en donde hay que perforar.
Cuando el lugar ya ha sido elegido, se diseña cuidadosamente el pozo tomando en consideración la profundidad que ha de tener y las capas de rocas que se debe atravesar. Para la apertura del hoyo se utiliza un taladro de perforación rotatoria compuesto por una planta de fuerza motriz. El hoyo se va profundizando mediante la rotación continua de la barrena colocada en el extremo inferior de la sarta de perforación y a medida que se profundiza el pozo se van cambiando las barrenas de diferentes diámetros y el hoyo se va revistiendo con tubos de acero para proteger los mantos de agua del subsuelo y además evitar que las paredes del pozo se derrumben.
La roca triturada en el proceso de perforación es transportada hasta la superficie por medio del lodo de perforación, que es inyectado en el interior del tubo de perforación, y sale por la barrena subiendo a la superficie por el espacio que hay entre esa tubería y la pared del pozo. El lodo recuperado en la superficie se deposita en tanques para que pueda ser nuevamente utilizado en el pozo.
Además de confirmar la existencia de hidrocarburos, la perforación sirve para que continuamente los geólogos analicen, en la superficie, el tipo de rocas atravesadas y sus características. También del fondo del pozo perforado, o en las partes intermedias, se obtienen registros eléctricos mediante los cuales se obtiene información sobre los tipos de rocas, sus propiedades y su contenido de agua, petróleo o gas. Los pozos perforados, luego de ser evaluados, pueden ser cerrados o completados para producir petróleo o gas.
Fluido de perforación
Durante todo el proceso de perforación, al área de excavación o al pozo de perforación, en el caso de las perforaciones petrolíferas, se le bombea un fluido de perforación. Ese fluido es denominado, de forma genérica, lodo de perforación.
Los objetivos que se persiguen con el uso del lodo de perforación son tres: dar estabilidad a las paredes de la perforación o excavación; reducir las consecuencias de la fricción que se produce en el cabezal de perforación o en la cabeza de corte de la hidrofresa, tuneladora o hinca; y ayudar a evacuar al exterior el material excavado o los recortes de perforación.
Funciones del fluido de perforación
Las funciones del fluido de perforación son:
¿Lodos de perforación y Metasilicato de sodio?
Los lodos de perforación de gel de silicato fueron usados por primera vez en la década de los 30 para controlar las lutitas problemáticas. En 1990, los fluidos de perforación de polímeros no dispersos de silicato fueron introducidos nuevamente para tener un fluido a base de agua inhibidor de la lutita de alto rendimiento, como alternativa a los fluidos a base de aceite. El fluido de silicato, que es muy inhibidor, no sólo proporciona estabilidad al pozo, sino que, además, mejora el control de sólidos con un mínimo impacto ambiental.
Esta fórmula está formada por la disolución de minerales de sílice o silicato en soluciones de NaOH. El anión silicato se encuentra en soluciones de silicato de sodio y potasio. Los aniones silicato forman polisilicatos o gel de sílice coloidal. Estos iones se adsorben en la superficie de la lutita y forman una membrana osmótica semipermeable que impide el transporte del agua y los iones a la estructura interna de la lutita. De esta manera, esta barrera físico-química ayuda a mejorar la estabilidad del pozo y proporciona pozos en calibre a través de las secciones de lutita problemáticas que, de lo contrario, podrían requerir un fluido de perforación no acuoso.
