Estudio Experimental sobre la Respuesta Temporal de la Microestructura de una Suspensión de Bentonita
Autores: Butaybi-Mohamed, Hozman; Fatuarte-Gutiérrez, Pablo; Gómez-Landero-López, David; Reyes-Clemente, Nicolás; Ros-Ruiz, Juan I.; Rubio-Hernández, Francisco J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio Experimental sobre la Respuesta Temporal de la Microestructura de una Suspensión de Bentonita
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Evolución de microestructura
Suspensiones de partículas
Procesos de perforación
Tiempo tixotrópico
Tiempo de relajación
Parámetro tixoelástico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Para obtener información más profunda sobre el papel que juega la evolución de la microestructura con el tiempo de las suspensiones de partículas utilizadas específicamente en procesos de perforación, se propusieron dos escalas de tiempo representativas de una suspensión de bentonita. Por un lado, se obtuvo un tiempo tixotrópico, que representa la rapidez con la que la microestructura de las suspensiones alcanza el equilibrio entre la acumulación y la descomposición bajo cizallamiento, a partir de pruebas de bucle de histéresis. Por otro lado, se obtuvo un tiempo de relajación representativo, que se refiere al tiempo que tarda en disiparse las tensiones desarrolladas en la microestructura al regresar al estado original sin tensiones después de alguna perturbación de la microestructura, a partir de pruebas de barrido de frecuencia en la región viscoelástica lineal utilizando el Modelo de Maxwell Generalizado. La relación del tiempo de relajación con el tiempo tixotrópico, denominado parámetro tixo-elástico, fue menor que la unidad. Por lo tanto, las suspensiones de bentonita alcanzan un estado de equilibrio resultante de la igualdad de los procesos de ruptura y acumulación después de un largo tiempo de reposo, mientras regresan muy rápido a su estado original sin tensiones, lo que permite que la microestructura se reconstruya principalmente a través de un fenómeno tixotrópico, que casi no se ve afectado por tensiones internas, y que facilita la captura de recortes de roca generados durante los procesos de perforación.
Descripción
Para obtener información más profunda sobre el papel que juega la evolución de la microestructura con el tiempo de las suspensiones de partículas utilizadas específicamente en procesos de perforación, se propusieron dos escalas de tiempo representativas de una suspensión de bentonita. Por un lado, se obtuvo un tiempo tixotrópico, que representa la rapidez con la que la microestructura de las suspensiones alcanza el equilibrio entre la acumulación y la descomposición bajo cizallamiento, a partir de pruebas de bucle de histéresis. Por otro lado, se obtuvo un tiempo de relajación representativo, que se refiere al tiempo que tarda en disiparse las tensiones desarrolladas en la microestructura al regresar al estado original sin tensiones después de alguna perturbación de la microestructura, a partir de pruebas de barrido de frecuencia en la región viscoelástica lineal utilizando el Modelo de Maxwell Generalizado. La relación del tiempo de relajación con el tiempo tixotrópico, denominado parámetro tixo-elástico, fue menor que la unidad. Por lo tanto, las suspensiones de bentonita alcanzan un estado de equilibrio resultante de la igualdad de los procesos de ruptura y acumulación después de un largo tiempo de reposo, mientras regresan muy rápido a su estado original sin tensiones, lo que permite que la microestructura se reconstruya principalmente a través de un fenómeno tixotrópico, que casi no se ve afectado por tensiones internas, y que facilita la captura de recortes de roca generados durante los procesos de perforación.