Combinaciones y Formulacion

Camilo GmezAna Mara HernndezMarcos SernaShadya Taleb

ESTIMULACION MATRICIAL REACTIVALa estimulacin matricial, se caracteriza principalmente por gastos y presiones de inyeccin menores a la presin de fractura.

El objetivo mas importante de la estimulacin matricial es remover la condicin de dao de la formacin.

Para lograr el xito en una estimulacin matricial, es necesario seleccionar apropiadamente el fluido de tratamiento.Estimulacin MatricialLa estimulacin matricial reactiva o acida consiste en la inyeccin a la formacin de soluciones qumicas a gastos y presiones inferiores a la presin de ruptura de la roca.

Estas soluciones reaccionan qumicamente disolviendo materiales extraos a la formacin y parte de la propia roca.

Estimulacin Matricial ReactivaEl objetivo principal en esta tcnica es remover el dao ocasionado en las perforaciones y en la vecindad del pozo y eliminar obstrucciones en el mismo.

Tambin, en formaciones de alta productividad, la acidificacin matricial se usa para estimular la productividad natural del pozo.As como en el caso de la estimulacin matricial no reactiva, los surfactantes son los productos activos, en la estimulacin matricial reactiva los cidos constituyen el elemento bsico.cidos Son sustancias que se ionizan en iones de hidrogeno y un anin, cuando estn en solucin en el agua.

Los iones hidrogeno son elementos activos que reaccionan con minerales, disolvindolos.Acido clorhdrico, HClAcido fluorhdrico, HFAcido actico, CH3-COOHAcido frmico, HCOOHTipos de cidosEs un acido inorgnico usado ampliamente en formaciones carbonaceas. Se emplea en solucin de 15% (por peso) de gas. La reaccin qumica esta representada por la siguiente ecuacin:

Las concentraciones mximas de grado comercial de HCl son de aproximadamente 36% por peso. Acido clorhdrico, HCl

Comercialmente este acido se encuentra disponible con el nombre de Super X Acid, Regular Acid o NE Acid, que ademas incluye un inhibidor de corrosion mezclado en una solucion con una concentracion de 20 % por peso o mas.

Es un acido inorganico usado en formaciones de areniscas. Se presenta en forma liquida, bien sea en forma anhidrida o en solucion acuosa. Ataca al silice y los silicatos, y materiales como el hierro fundido y varios materiales organicos.

En la estimulacion de pozos, es comunmente usado en combinacion con el HCl. Las mezclas de los dos acidos pueden ser preparadas diluyendo mezclas de los acidos concentrados con agua, o agregando sales de fluor al acido HCl.

Acido fluorhdrico, HFEl HF es muy efectivo en tratamientos de remocion de danos por taponamiento de la formacion causado por lodos de perforacion (excepto barita), arcillas y otros silicatos.

La mayoria de las formaciones de areniscas estan compuestas de particulas de cuarzo (SiO2) ligadas conjuntamente por varias clases de materiales cementantes, principalmente carbonatos, silice y arcillas.

Es un acido dbil debido a que su ionizacin con el agua es parcial y ocurre lentamente. Se considera un agente secuestrante de hierro y controlador de arcillas.Es til para remover bloqueos de agua.Es soluble en agua y en aceite.

Acido actico, CH3-COOHDe los cidos orgnicos empleados en acidificacin , el cido frmico tiene el peso molecular ms bajo y correspondientemente el costo por volumen ms bajo por roca disuelta.

Es sustancialmente ms fuerte que el cido actico, sin embargo es ms dbil que el HCl.

Acido frmico, HCOOHCombinaciones y FormulacionesMezcla exlusiva para restaurar la permeabilidad de las areniscas

Disuelve todos los minerales que son solubles en HCl, asi como minerales silicios.

Propositos HCl: 1) Actuar como convertidor y producir HF a partir de una sal de amonio2) Disolver el material soluble HCl, y prevenir el desgaste prematuro de HF3) Prevenir precipitacion de Fluoruro de Calcio o de Magnesio

1. Mud acid: Mezcla HCl y HFConsiste en etapas alternas de HCl y NH4F (Fluoruro de amonio) para generar hidrogeno en contacto con minerales arcillosos2. Mud acid secuencialEl Clay acid es un sistema de acidificacion que no se gasta rapidamente sobre el material de la formacion, y por eso no alcanza una penetracion profunda, sin convertir la region adyacente del pozo en una zona no consolidada.3. Acido Fluoborico (Clay acid)Mezcla util en areniscasEmpleada en altas temperaturas debido a que es menos corrosivo que las mezclas de acidos inorganicos HF - HCl4. Acido Formico - FluorhidricoSu uso es limitado en la estimulacion de pozos debido a su traslado en forma de polvo. Ademas es mas costoso que el HClEl acido cloroacetico es mas fuerte y estable que el acido sulfamico. El acido sulfamico se descompone a temperaturas aproximadas a 180F y no es recomendable a Temperaturas superiores a 160F5. Acido sulfamico y CloroaceticoMezclas utiles en carbonatos, generalmente diseaadas para combinar el potencial economico disolvente de HCl con la baja corrosividad de los acidos organicosSu aplicacin es casi exclusiva en formaciones de alta temperatura 6. Acido Clorhidrico Acido formico clorhidricoSon una mezcla de un acido (HCL o mud acid) y un alcohol (isopropil o metil).Principal aplicacin en zonas de gas seco y baja permeabilidad, donde el metal disminuye la tension superficial y permite una penetracion mas profunda de acido a la matriz de la roca7. Acidos alcoholicos ( Para yacimientos de gas seco)La mezcla de acido con alcohol diminuye la tasa de reaccion acido-mineral y provee un efecto retardador.La disminucion de la tension superficial facilita la limpieza de la formacion y aumenta la presion de vapor de la mezclaSon generalmente usados para remover los bloqueos por aguaTIPOS DE ADITIVOS

Un inhibidor es un producto quimico que retarda la reaccion del acido con los iones hierro del metal, evitando o retardando la corrosion.

Inhibidores de corrosion

TemperaturaTiempo de contactoConcentracion de acidosTipo de acidoTipo de metalInhibidor utilizado para la corrosionGases de acidos disueltos: oxigeno, dioxido de carbono, sulfuro de hidrogenoFactores que afectan la corrosionDIVERGENTES

Son aquellos que permiten obtener igual distribucin de los fluidos en el intervalo a ser tratado. Se clasifican en:1. Solidos: Son aquellos que crean restricciones a travs de las zonas mas permeables:

2. Quimicos: Son aquellos qumicos que forman precipitaciones o emulsiones cuando entran en contacto con un catalizador externoAPLICACIONESDependiendo del tipo de completacin que tenga el pozo, en el cual se va a realizar la estimulacin matricial, cada uno de los tipos de agentes divergentes tiene su aplicacin especfica: Slidos: En perforaciones. Camisas de rejillas. Empaques con grava.Hoyo Abierto.

Geles y Fluidos Viscosos: Para cualquier tipo de completacin

Espuma: Para cualquier tipo de completacin. Mtodos Mecnicos: En perforaciones. Camisas de rejillas. Bolas Selladoras: Slo en perforaciones.Son compuestos qumicos orgnicos que afectan la tensin superficial o inter-facial de sustancias polares y no polares. Constan de una parte hidrfila y otra lipfila.

Se clasifica :

Por su Solubilidad :

Solubles al agua (hidroflicos) Solubles al petrleo (lipoflicos)

Por su Naturaleza Inica :Catinicos Aninicos No Ionicos Anfotricos

SURFACTANTESLos surfactantes son comunes en todos los tratamientos cidos y ellos son el elemento bsico en las estimulaciones no reactivas; las funciones de un surfactante usado en una acidificacin incluyen: La des-emulsin, dispersin, prevencin del sludge (finos), penetracin y reduccin de la tensin superficial, evitar el hinchamiento o dispersin de arcillas, mojar de agua a la roca, ser compatible con los fluidos de tratamiento y de la formacin, ser soluble a los fluidos de tratamiento a temperatura de yacimiento.

Principales funciones de surfactantes

En la acidificacin, se inyecta una solucin cida (HCl, HF) extremadamente corrosiva para los metales, pero capaz de disolver la roca almacn (carbonato, slica). Se usan alquil piridinios como inhibidores de corrosin, alquil fenoles etoxilados como humectantes y alquil amonios etoxilados como dispersantes de partculas finas.A menudo, particularmente en presencia de carbonatos, se desea retardar la acidificacin, para que el fluido cido pueda penetrar a cierta distancia del pozo antes de reaccionar con la roca.

Surfactantes y estimulacin acida

Uno de los mtodos de retardacin consiste en emulsionar la fase acuosa cida en kerosn en forma W/O. Para tales emulsiones se usan sulfonatos de petrleo o sales de cidos carboxlicos. Siendo el kerosn la fase continua, el contacto cido-roca no se produce inmediatamente y la emulsin puede penetrar a varios metros del pozo antes de que se consuma todo el cido

Acidificacin retardadaOtro mtodo de retardacin consiste en inyecta nitrgeno con la solucin cida, la cual contiene agentes espumantes como alquil ster sulfatos, surfactantes etoxilados y a veces surfactantes fluorocarbonados. La espuma formada juega dos papeles. De una parte reduce el contacto entre el cido y la roca y por lo tanto reduce la velocidad de ataque. Por otra parte tienen tendencia en llenar las fracturas y taponarlas , lo que obliga al cido a penetrar en la zonas de baja permeabilidad

Estos dos ltimos mtodos deben emplearse con cierto cuidado para evitar el taponamiento del pozo con emulsiones o espumas, lo que puede luego tener un efecto desfavorable sobre la produccin. Despus de la acidificacin se pone el pozo en produccin para eliminar el residuo de cido y las partculas finas producidas por la desagregacin de la roca. Es en esta etapa que se requieren agentes dispersantes.

Los solventes mutuos o mutuales como el Etilen Glicol Mono Butil Ether o materiales similares, son otros aditivos frecuentemente utilizados en los sistemas cidos, a menudo son utilizados por su solubilidad tanto en fluidos base agua o aceite. Los solventes mutuos se desarrollaron hace algunos aos para facilitar la reaccin del cido en superficies cubiertas de aceite debido a su habilidad para ayudar a disolver mas all de la cubierta de aceite; tambin ayudan a disminuir la tensin superficial del cido reactivo lo que facilita la recuperacin del cido gastado y la limpieza del pozo. Los solventes mutuos para ser efectivos, deben ser agregados en concentraciones de aproximadamente 10% del volumen de cido, su uso debe ser evaluado antes del tratamiento.

Solventes mutuosDurante el proceso de estimulacin matricial, cierta cantidad de hierro ser disuelta debido a la accin del cido sobre las superficies de las tuberas de bombeo, revestidores, tuberas de produccin, equipos de fondo de pozo, y minerales de hierro que contengan las distintas formaciones con las cuales l tratamiento cido entra en contacto. La precipitacin del hierro disuelto en un tratamiento cido slo representar un problema cuando sta ocurra en el medio poroso, puesto que daar la permeabilidad de la roca. El (Fe(OH)3) precipita cuando el ph del tratamiento est en el rango de 2.2 a 3.5, ocurriendo su precipitacin total cuando se haya alcanzado un ph de 3.5, en el tratamiento.

Para mantener en solucin el hierro disuelto durante el proceso de acidificacin, se usan productos estabilizadores que actan como formadores de compuestos solubles, o como agentes reductores, que transforman el in frrico a ferroso. Agentes acomplejantes y estabilizadores de hierroMetodos de control de hierro:

Agentes Secuestrantes: Son productos qumicos que forman una solucin compleja en agua , estable con los iones frrico y ferroso.cido Ctrico EDTA (cido Tetra-Actico Di-amino Etileno) Tetra Sodio EDTA (Tetra Sodio cido Tetra-Actico Di-amino Etileno) Di-Sodio EDTA (Di- Sodio cido Tetra-Actico Di-amino Etileno) Tri-Sodio NTA (Tri-Sodio Acido Actico- Nitrilo) NTA (Acido Nitrilo Actico)

Agentes de Reduccin: Su funcin es convertir el in frrico en una solucin de in ferroso y mantener este estado de oxidacin. Estos productos son: Eritorbate de Sodio (NaC6H7O6H2O) cido Eritorbtico (C6H8O6) Mezclas de productos qumicos

Agentes de Control de ph.- Estos materiales actan como agentes amortiguadores o controladores para mantener un ph bajo y retardar la precipitacin de los componentes insolubles de hierro. Estos productos son: cido Actico y Actico Anhdrido Pirofosfato cido de Sodio

Removedores de Sulfitos.- Son productos qumicos los cuales forman componentes estables con los iones sulfitos.

PROCESO DE ESTIMULACION MATRICIAL REACTIVAIdentificar daoConocer las propiedades de la formacinFluidos propuestosEjecucinSistemas de recuperacinDisposicin de fluidosPROCESO DE ESTIMULACION MATRICIAL REACTIVADao por bloqueo de aguaDao por bloqueo de aceiteDao por bloqueo de emulsionesDao por cambios de mojabilidadDao por invasin de slidosIdentificacin de daosPruebas de laboratorioInformacin de pozos cercanosDescartar un entrampamiento o bloqueo por aguaAnlisis PVTIndiciosMuestra del fluido de produccin

Pruebas de laboratorio

Con esta prueba se descartan problemas por emulsiones indeseadas.Es muy til para descartar problemas por entrampamiento o bloqueo por agua.Cortes de agua (alto % BS&W)

Anlisis petrogrficosAnlisis petrofsicosAnlisis qumicosPruebas de flujoAnlisis de ncleosSe necesita conocer:

PorosidadPermeabilidadResultados de anlisis PVTEstado mecnico del pozoPropiedades de la formacinVaran dependiendo del tipo de formacin, del tipo de dao de la formacin, etc.

Posible encontrar:Pickle

Fluidos propuestosFluido de limpieza de tuberaProporcional a la contaminacin de la tubera

Tratamiento Pickle

Cerrar vlvulas de cabezal de pozoInstalar la lnea de retorno y la unidad de bombeo en el espacio anularRealizar pruebasPreparar e inyectar fluidos a travs del tubing Aplicar tratamiento pickleInducir el pozo a produccinRecuperar fluidos peligrosos para la formacin

Ejecucin de tubera de completamiento

Cerrar vlvulas del cabezal del pozoInstalar lneas de retorno y unidad de bombeo en el espacio anularRealizar pruebasAplicar tratamiento pickleInducir el pozo a produccinRecuperar fluidos peligrosos para la formacinEjecucin del coiled tubing