Estimulacion matricial reactiva
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  • 1. ESTIMULACION MATRICIAL REACTIVA Camilo Gómez Ana María Hernández Marcos Serna Shadya Taleb
  • 2. ESTIMULACIÓN MATRICIALLa estimulación matricial, se caracteriza principalmente porgastos y presiones de inyección menores a la presión defractura.El objetivo mas importante de la estimulación matricial esremover la condición de daño de la formación.Para lograr el éxito en una estimulación matricial, es necesarioseleccionar apropiadamente el fluido de tratamiento.
  • 3. ESTIMULACIÓN MATRICIAL REACTIVALa estimulación matricial reactiva o acida consiste en lainyección a la formación de soluciones químicas a gastos ypresiones inferiores a la presión de ruptura de la roca.Estas soluciones reaccionan químicamente disolviendomateriales extraños a la formación y parte de la propia roca.
  • 4. El objetivo principal en esta técnica es remover el dañoocasionado en las perforaciones y en la vecindad del pozo yeliminar obstrucciones en el mismo.También, en formaciones de alta productividad, laacidificación matricial se usa para estimular la productividadnatural del pozo.
  • 5. Así como en el caso de la estimulación matricial no reactiva, lossurfactantes son los productos activos, en la estimulaciónmatricial reactiva los ácidos constituyen el elemento básico.
  • 6. ÁCIDOSSon sustancias que se ionizan en iones dehidrogeno y un anión, cuando están ensolución en el agua.Los iones hidrogeno son elementos activosque reaccionan con minerales,disolviéndolos.
  • 7. TIPOS DE ÁCIDOS Acido clorhídrico, HCl Acido fluorhídrico, HF Acido acético, CH3-COOH Acido fórmico, HCOOH
  • 8. ACIDO CLORHÍDRICO, HCLEs un acido inorgánico usado ampliamente en formaciones ceas. Se emplea en solución de 15% (por peso) de gas.La reacción química representada por la siguienteecuación:Las concentraciones máximas de grado comercial de HCl son deaproximadamente 36% por peso.
  • 9. Comercialmente este cido se encuentra disponible con elnombre de Super X Acid, Regular Acid o NE Acid, que sincluye un inhibidor de n mezclado en una ncon una n de 20 % por peso o s.
  • 10. ACIDO FLUORHÍDRICO, HFEs un cido nico usado en formaciones de areniscas. Sepresenta en forma quida, bien sea en forma drida o en n acuosa. Ataca al lice y los silicatos, y materiales comoel hierro fundido y varios materiales nicos.En la n de pozos, es nmente usado en n con el HCl. Las mezclas de los dos cidos puedenser preparadas diluyendo mezclas de los cidos concentrados conagua, o agregando sales de fluor al cido HCl.
  • 11. El HF es muy efectivo en tratamientos de n de ospor taponamiento de la n causado por lodos de n (excepto barita), arcillas y otros silicatos.La a de las formaciones de areniscas n compuestasde culas de cuarzo (SiO2) ligadas conjuntamente porvarias clases de materiales cementantes, principalmentecarbonatos, lice y arcillas.
  • 12. CIDO ACÉTICO, CH3-COOHEs un acido débil debido a que su ionización con el agua esparcial y ocurre lentamente.Se considera un agente secuestrante de hierro y controladorde arcillas.Es útil para remover bloqueos de agua.Es soluble en agua y en aceite.
  • 13. ACIDO FÓRMICO, HCOOHDe los ácidos orgánicos empleados enacidificación , el ácido fórmico tiene el pesomolecular más bajo y correspondientemente elcosto por volumen más bajo por roca disuelta.Es sustancialmente más fuerte que el ácidoacético, sin embargo es más débil que el HCl.
  • 14. COMBINACIONES Y FORMULACIONES
  • 15. 1. MUD ACID: MEZCLA HCL Y HF Mezcla 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 amonio 2) Disolver el material soluble HCl, y prevenir el desgaste prematuro de HF 3) Prevenir precipitacion de Fluoruro de Calcio o deMagnesio
  • 16. 2. MUD ACID SECUENCIAL Consiste en etapas alternas de HCl y NH4F (Fluoruro de amonio) para generar hidrogeno en contacto con minerales arcillosos
  • 17. 3. ACIDO FLUOBORICO (CLAY ACID) El 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.
  • 18. 4. ACIDO FORMICO - FLUORHIDRICO Mezcla util en areniscas Empleada en altas temperaturas debido a que es menos corrosivo que las mezclas de acidos inorganicos HF - HCl
  • 19. 5. ACIDO SULFAMICO Y CLOROACETICO Su uso es limitado en la estimulacion de pozos debido a su traslado en forma de polvo. Ademas es mas costoso que el HCl El acido cloroacetico es mas fuerte y estable que el acido sulfamico. El acido sulfamico se descompone a temperaturas aproximadas a 180°F y no es recomendable a Temperaturas superiores a 160°F
  • 20. 6. ACIDO CLORHIDRICO – ACIDO FORMICO CLORHIDRICO Mezclas utiles en carbonatos, generalmente diseañadas para combinar el potencial economico disolvente de HCl con la baja corrosividad de los acidos organicos Su aplicación es casi exclusiva en formaciones de alta temperatura
  • 21. 7. ACIDOS ALCOHOLICOS ( PARA YACIMIENTOS DE GAS SECO) Son una mezcla de un acido (HCL o mud acid) y un alcohol (isopropil o metil). Principal aplicación 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 roca
  • 22.  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 mezcla Son generalmente usados para remover los bloqueos por agua
  • 23. TIPOS DE ADITIVOS
  • 24. INHIBIDORES DE CORROSION Un inhibidor es un producto quimico que retarda la reaccion del acido con los iones hierro del metal, evitando o retardando la corrosion.
  • 25. FACTORES QUE AFECTAN LA CORROSION Temperatura Tiempo de contacto Concentracion de acidos Tipo de acido Tipo de metal Inhibidor utilizado para la corrosion Gases de acidos disueltos: oxigeno, dioxido de carbono, sulfuro de hidrogeno
  • 26. DIVERGENTES•Son aquellos que permiten obtener igual distribución delos fluidos en el intervalo a ser tratado.Se clasifican en:1. Solidos: Son aquellos que crean restricciones através de las zonas mas permeables:2. Quimicos: Son aquellos químicos que formanprecipitaciones o emulsiones cuando entran encontacto con un catalizador externo
  • 27. APLICACIONESDependiendo del tipo de completación que tenga el pozo, en elcual se va a realizar la estimulación matricial, cada uno de lostipos de agentes divergentes tiene su aplicación específica: Espuma:Sólidos: •Para cualquier tipo de•En perforaciones. completación.•Camisas de rejillas.•Empaques con grava.•Hoyo Abierto. Métodos Mecánicos: •En perforaciones.Geles y Fluidos Viscosos: •Camisas de rejillas.•Para cualquier tipo decompletación Bolas Selladoras: •Sólo en perforaciones.
  • 28. SURFACTANTES Son compuestos químicos orgánicos que afectan la tensión super ficial o inter-facial de sustancias polares y no polares. Constan de una parte hidrófila y otra lipófila. Se clasifica : Por su Solubilidad : •Solubles al agua (hidrofílicos) •Solubles al petróleo (lipofílicos) Por su Naturaleza Iónica : •Catiónicos •Aniónicos •No Ionicos •Anfotéricos
  • 29. Principales funciones de surfactantesLos surfactantes son comunes en todos los tratamientosácidos y ellos son el elemento básico en lasestimulaciones no reactivas; las funciones de unsurfactante usado en una acidificación incluyen: La des-emulsión, dispersión, prevención del sludge (finos),penetración y reducción de la tensión superficial, evitar elhinchamiento o dispersión de arcillas, mojar de agua a laroca, ser compatible con los fluidos de tratamiento y de laformación, ser soluble a los fluidos de tratamiento atemperatura de yacimiento.
  • 30. Surfactantes y estimulación acidaEn la acidificación, se inyecta una solución ácida (HCl, HF)extremadamente corrosiva para los metales, pero capaz de disolverla roca almacén (carbonato, sílica). Se usan alquil piridinios comoinhibidores de corrosión, alquil fenoles etoxilados comohumectantes y alquil amonios etoxilados como dispersantes depar tículas finas.A menudo, par ticularmente en presencia de carbonatos, se desearetardar la acidificación, para que el fluido ácido pueda penetrar acier ta distancia del pozo antes de reaccionar con la roca.
  • 31. Acidificación retardadaUno de los métodos de retardación consiste en emulsionar lafase acuosa ácida en kerosén en forma W/O. Para talesemulsiones se usan sulfonatos de petróleo o sales de ácidoscarboxílicos. Siendo el kerosén la fase continua, el contactoácido-roca no se produce inmediatamente y la emulsión puedepenetrar a varios metros del pozo antes de que se consumatodo el ácido
  • 32. Otro método de retardación consiste en inyecta nitrógenocon la solución ácida, la cual contiene agentesespumantes como alquil éster sulfatos, surfactantesetoxilados y a veces surfactantes fluorocarbonados. Laespuma formada juega dos papeles. De una parte reduceel contacto entre el ácido y la roca y por lo tanto reducela velocidad de ataque.Por otra parte tienen tendencia en llenar las fracturas ytaponarlas , lo que obliga al ácido a penetrar en la zonasde baja permeabilidad
  • 33. Estos dos últimos métodos deben emplearse con cierto cuidadopara evitar el taponamiento del pozo con emulsiones oespumas, lo que puede luego tener un efecto desfavorablesobre la producción. Después de la acidificación se pone elpozo en producción para eliminar el residuo de ácido y laspartículas finas producidas por la desagregación de la roca. Esen esta etapa que se requieren agentes dispersantes.
  • 34. Solventes mutuosLos solventes mutuos o mutuales como el Etilen GlicolMono Butil Ether o materiales similares, son otros aditivosfrecuentemente utilizados en los sistemas ácidos, amenudo son utilizados por su solubilidad tanto en fluidosbase agua o aceite. Los solventes mutuos se desarrollaronhace algunos años para facilitar la reacción del ácido ensuperficies cubiertas de aceite debido a su habilidad paraayudar a disolver mas allá de la cubierta de aceite;también ayudan a disminuir la tensión superficial delácido reactivo lo que facilita la recuperación del ácidogastado y la limpieza del pozo. Los solventes mutuos paraser efectivos, deben ser agregados en concentraciones deaproximadamente 10% del volumen de ácido, su uso debeser evaluado antes del tratamiento.
  • 35. Agentes acomplejantes y estabilizadores de hierro Durante el proceso de estimulación matricial, cierta cantidad de hierro será disuelta debido a la acción del ácido sobre las super ficies de las tuberías de bombeo, revestidores, tuberías de producción, equipos de fondo de pozo, y minerales de hierro que contengan las distintas formaciones con las cuales él tratamiento ácido entra en contacto. La precipitación del hierro disuelto en un tratamiento ácido sólo representará un problema cuando ésta ocurra en el medio poroso, puesto que dañará la permeabilidad de la roca. El (Fe(OH)3) precipita cuando el ph del tratamiento está en el rango de 2.2 a 3.5, ocurriendo su precipitación total cuando se haya alcanzado un ph de 3.5, en el tratamiento. Para mantener en solución el hierro disuelto durante el proceso de acidificación, se usan productos estabilizadores que actúan como formadores de compuestos solubles, o como agentes reductores, que transforman el ión férrico a ferroso.
  • 36. Metodos de control de hierro:A gentes Secuestrantes : Son productos químicos que forman una solución compleja en agua , estable con los iones férrico y ferroso. Ácido Cìtrico EDTA (Ácido Tetra - Acètico Di -amino Etileno) Tetra Sodio EDTA (Tetra Sodio Ácido Tetra - Acético Di -amino Etileno) Di-Sodio EDTA (Di - Sodio Ácido Tetra - Acético Di -amino Etileno) Tri-Sodio NTA (Tri -Sodio Acido Acético - Nitrilo) NTA (Acido Nitrilo Acético)A gentes de Reducción : Su función es conver tir el ión férrico en una solución de ión ferroso y mantener este estado de oxidación. Estos productos son: Eritorbate de Sodio (NaC6H7O6H2O) Ácido Eritorbático (C6H8O6) Mezclas de productos químicos
  • 37. Agentes de Control de ph.- Estos materiales actúan como agentes amortiguadores o controladores para mantener un ph bajo y retardar la precipitación de los componentes insolubles de hierro. Estos productos son: Ácido Acético y Acético Anhídrido Pirofosfato Ácido de SodioRemovedores de Sulfitos.- Son productos químicos los cuales forman componentes estables con los iones sulfitos.
  • 38. PROCESO DE ESTIMULACIONMATRICIAL REACTIVA
  • 39. PROCESO DE ESTIMULACION MATRICIAL REACTIVA Identificar daño Conocer las propiedades de la formación Fluidos propuestos Ejecución Sistemas de recuperación Disposición de fluidos
  • 40. IDENTIFICACIÓN DE DAÑOS Daño por bloqueo de agua Daño por bloqueo de aceite Daño por bloqueo de emulsiones Daño por cambios de mojabilidad Daño por invasión de sólidos
  • 41. INDICIOS Pruebas de laboratorio Información de pozos cercanos Descartar un entrampamiento o bloqueo por agua Análisis PV T
  • 42. PRUEBAS DE LABORATORIO Muestra del fluido de producción
  • 43. CORTES DE AGUA (ALTO % BS&W) Con esta prueba se descartan problemas por emulsiones indeseadas. Es muy útil para descartar problemas por entrampamiento o bloqueo por agua.
  • 44. ANÁLISIS DE NÚCLEOS Análisis petrográficos Análisis petrofísicos Análisis químicos Pruebas de flujo
  • 45. PROPIEDADES DE LA FORMACIÓN Se necesita conocer: Porosidad Permeabilidad Resultados de análisis PV T Estado mecánico del pozo
  • 46. FLUIDOS PROPUESTOS Varían dependiendo del tipo de formación, del tipo de daño de la formación, etc. Posible encontrar: Pickle
  • 47. TRATAMIENTO PICKLE Fluido de limpieza de tubería Proporcional a la contaminación de la tubería
  • 48. EJECUCIÓN DE TUBERÍA DE COMPLETAMIENTO Cerrar válvulas de cabezal de pozo Instalar la línea de retorno y la unidad de bombeo en el espacio anular Realizar pruebas Preparar e inyectar fluidos a través del tubing Aplicar tratamiento pickle Inducir el pozo a producción Recuperar fluidos peligrosos para la formación
  • 49. EJECUCIÓN DEL COILED TUBING Cerrar válvulas del cabezal del pozo Instalar líneas de retorno y unidad de bombeo en el espacio anular Realizar pruebas Aplicar tratamiento pickle Inducir el pozo a producción Recuperar fluidos peligrosos para la formación