Para la gran mayora de aplicaciones, la acidificacin se usa en
yacimientos de areniscas con el objetivo de remover el dao de la
formacin. En formaciones donde el contenido de cuarzo es de
aproximadamente el 95%, es posible estimular la formacin por
disolucin de cuarzo. Sin embargo se puede llegar a estimular en
yacimientos de tipo carbontico, llegando a obtener un valor de dao
de -2. De acuerdo al tratamiento que se quiera aplicar, existe tres
tipos de acidificacin: el lavado cido, que tiene como prosito
remover los depsitos de las paredes del pozo o para abrir los
intervalos perforados obturados, generalmente tapados con escalas.
Otro tipo de acidificacin, es la estimulacin matricial, que no es
ms que la inyeccin de un cido a la formacin a una presin menor a la
presin de fractura en forma radial. Finalmente, la fractura cida,
que consiste en inyectar cido a una presin lo suficientemente alta
para producir una fractura hidrulica dentro de la formacin. Con
este tipo de acidificacin, se obtienen canales de flujo de alta
conductividad que con un buen agente de sostn (propante) puede
permanecer por un largo perodo de tiempo despus de haber aplicado
el tratamiento.
Otros usosLa acidificacin sirve muchas veces como colchn de
fracturamiento hidrulicos, para disolver finos y partculas formadas
en el proceso de caoneo. Rompe las emulsiones en las formaciones
que son sensibles a pH bajoso o que estn estabilizadas por
partculas que el cido pueda disolver. Es usado tambin para romper
fluidos del tipo gel viscoso sensibles al cido en los tratamientos
de fracturas hidrulicas, que no se hayan roto despus de finalizar
un tratamiento. En las operaciones de cementacin se utiliza antes
del proceso como preflush.
Los pasos bsicos para el diseo de una acidificacin son
bsicamente los siguientes: a) Seleccionar los candidatos de pozos
ms adecuados, evaluando la severidad del dao, su localizacin, radio
de penetracin del dao y si un cido puede remover el mencionado dao.
b) Disear el el tratamiento ms adecuado de acuerdo a: el tipo de
cido que puede remover el dao de la formacin y su compatibilidad
con la formacin y los fluidos contenidos en ella, caudal mximo de
operacin. c) Control de calidad. d) Monitoreo del tratamiento. e)
Evaluacin de resultados. Entre los daos remvibles por el cido
tenemos: slidos y filtrado de lodo durante la perforacin, invasin
de filtrado durante el proceso de cementacin (a causa del efecto
del pH), compactacin de la zona caoneada y formacin de debris,
taponamiento de depsitos orgnicos, carbonato de calcio, migracin de
fluidos y xidos de hierro durante la produccin; invasin de slidos,
hinchamiento de arcillas durante trabajos de reacondicionamiento;
desprendimiento de arcillas y finos, precipitacin de slidos
formados por las reacciones qumicas entre los fluidos
tratamiento-formacin y cambio de mojabilidad durante un trabajo de
estimulacin.
ACIDIFICACION DE POZOS
acidificacion de formaciones petrolerasLos cidos tienen su
utilidad en la estimulacin de pozos por su eficacia en la disolucin
de minerales de la formacin y tambin de materiales extraos a la
misma, tales como lodos de inyeccin, arcillas y carbonatos que
pueden haber sido introducidos durante las operaciones de
perforacin y/o completacin.De la eficacia en la disolucin de esos
minerales y materiales depender el incremento logrado en la
productividad del pozo.Mtodos de acidificacin de pozos
petroleros
Se clasifican en 3 principalmente:
Lavados cidosAcidificaciones de matrizFracturas acidificadas1.
LAVADO ACIDOEs una operacin destinada a remover depsitos solubles
en cidos en las paredes del pozo o para abrir perforaciones
obturadas.
Se coloca una pequea cantidad de cido frente a la zona a tratar,
permitiendo que sta reaccione sin agitacin externa.
A veces, por presin el cido ingresa 1 pie o algo ms para
acelerar el proceso de disolucin.
2. ACIDIFICACION DE MATRIZEs la inyeccin de un cido a la
formacin a una presin menor a la de fractura de la misma.
El xito del tratamiento depende de que el cido se expanda en
forma radial dentro de la formacin .Es de uso generalizado cuando
no se puede arriesgar una fractura hidrulica debido a las
intercalaciones de arcillas u otras barreras que deban protegerse
con el objeto de minimizar la entrada de agua o gas.
3. FRACTURA ACIDAConsiste en inyectar cido a una presin lo
suficientemente alta para producir una fractura hidrulica a la
formacin en tratamiento o para abrir y comunicar fracturas
existentes.
Se llega a alcanzar este tipo de estimulacin cuando se obtienen
canales de flujo de alta conductividad que permanecen abiertos
despus del tratamiento.
REQUISITOS DE LOS ACIDOS
Un cido para ser apropiado en las estimulaciones
deber:Reaccionar dando productos solublesSer posible de inhibirlo
ante reacciones con materiales frricosSer posible de transportarlo
sin peligroSer de bajo costo y fcil obtencinTIPOS DE ACIDOS
EMPLEADOS EN LA ACIDIFICACION DE POZOS
Los cidos de uso corriente pueden ser clasificados en:
Minerales Orgnicos diluidos Orgnicos en polvo Hbridos o
mezclados Retardados
ACIDOS MINERALES: Clorhdrico, Fluorhdrico, Clorhdrico
fluorhdrico
ACIDO CLORHIDRICOIoniza completamente y es considerado un cido
fuerte.
La principal desventaja del HCl es su alto poder de corrosin en
el pozo y en las tuberas y su alta toxicidad en los humanos. En la
mayor parte de los tratamientos en formaciones con carbonatos se
usa HCl en una solucin de 15 % por peso en agua. Esta concentracin
se la denomina cido regular y fue usada principalmente por la falta
de inhibidores de corrosin y la dificultad en prevenirla.
Actualmente, con el desarrollo de los inhibidores de corrosin,
se estn usando concentraciones ms elevadas de cido
ACIDO FLUORHIDRICO
El HF disminuye las partculas de bentonita que contienen los
lodos de perforacin. Presenta, adems, la habilidad de disolver las
arcillas (silicatos) y la arena (slice). Las arcillas son disueltas
ms rpidamente que las arenas bajo las condiciones generales de uso.
El HF reacciona con todos los componentes de las areniscas, an
cuando su reaccin frente a los carbonatos es baja con respecto al
HCl
ACIDO CLORHIDRICO-FLUORHIDRICO
Esta mezcla de 2 cidos es usada casi exclusivamente en
estimulacin de areniscas.La concentracin ms adecuada de HF es la de
3 %, concentraciones mayores han demostrado que en el bombeo hacia
el pozo la presin se incrementa y disminuye la permeabilidad de la
formacin.Las caractersticas de corrosin en las mezclas HF-HCl son
comparables a aquellas que produce el HCl, siendo por esta razn que
se usan inhibidores de corrosin similares.El HCl mezclado con HF
tiene, de acuerdo a lo ya visto, los siguientes propsitos:-
Convertir HF a partir del bifluoruro de amonio
- Disolver los materiales de la formacin solubles en el HCl y
prevenir que el HF se gaste demasiado rpido- Prevenir la
precipitacin de fluoruro de calcio al mantener un pH bajo
ACIDIFICACION EN ARENISCAS
La acidificacin en las areniscas tienen como finalidad restaurar
la permeabilidad original de las mismas.El principal dao est dado
por el hinchamiento de las arcillasLas arcillas como la
montmorillonita se hinchan en contacto con el agua dulce o con
bajos contenidos de sales en solucin.El contacto de las arcillas
con el agua puede deberse a:- Filtrados de lodo- Prdida de agua
durante la terminacin- Contacto con agua de formacin por
conificacin- Tratamiento del pozo con fluidos acuosos
incompatibles
La mezcla de estos 2 cidos (HlL-HFl)se debe a su habilidad para
disolver arcillas contenidas en los lodos de perforacin. Adems
ambos reaccionan con la mayora de los componentes de las areniscas:
slice, feldespatos y materiales calcreos.La penetracin del cido en
la formacin se supone que es radial y contacta con una gran
superficie de la roca. El mayor consumo del mismo se realiza a poca
distancia del pozo, como resultado de su alta reaccin con las
arcillas.De acuerdo a Morris Muskat, la relacin entre el ndice de
productividad daado y sin dao, para un sistema radial es igual a:Js
/ J = ks Ln (re / rw) / [k Ln (rs / rw) + ks Ln (re / rs)]Si rw =
0,5 pies; rs = 6 pies; r = 660 pies; k = 100 mD y ks = 5 mDJs / J =
5 * 7,18 / (100 * 2,48 + 5 * 4,70)Js / J = 0,13FRACTURAS ACIDAS
El objetivo de este tipo de tratamientos es inyectar cido dentro
de la fractura creada en la formacin a una presin lo
suficientemente alta para abrir fracturas naturales o para
fracturar romper la formacin. El mtodo es ampliamente utilizado en
dolomitas.
Inicialmente, un colchn de fluido es inyectado a un caudal
superior al que la matriz puede aceptar de manera que se causa un
incremento en la presin lo suficientemente alta para sobrepasar los
esfuerzos compresivos de la tierra y los esfuerzos tensionales de
la roca. En este punto, la formacin falla por ruptura y se forma
una fractura.
El caudal de inyeccin tiene que ser lo suficientemente alto y la
permeabilidad de la formacin lo suficientemente baja para que la
prdida de fluido no sea excesiva de manera que la presin pueda
incrementar lo suficiente para fracturar la formacin o para abrir
fracturas naturales existentes.
Se utilizan cidos para grabar las caras de las fracturas
promoviendo que ellas no sean parejas mediante la creacin de
canales o worm-holes para prevenir que se cierren completamente en
las formaciones carbonticas. La fractura grabada actuar como un
canal de alta conductividad para mover los fluidos hacia las
cercanas del pozo con mayor facilidad.
En pozos de baja a mediana temperatura, el control de la prdida
de fluido del cido es la consideracin ms importante. En pozos de
alta temperatura, la distancia de penetracin efectiva del cido est
limitada por un rpido consumo, por tanto, se deber utilizar cidos
retardados (gelificados y/oreticulados).
ACIDIFICACION EN CARBONATOS
El cido utilizado es HCl. La alta reaccin de este cido con las
calizas y dolomitas da como resultado la formacin de grandes
canales de flujo, llamados huecos de gusanos (worm holes). La
penetracin va desde unas pocas pulgadas hasta algunos pies.
