Estudios del uso del producto Liquid Oil. Venezuela

1. LIQUID OIL: Aditivo reductor de fricción e inhibidor de
embolamiento de mecha para perforar yacimientos de crudos
pesados con problemas de torque excesivo
Jefe proyecto :
Ing. Enderson Cruz

2. Liquid Oil:
Nombre (Compañía)
POLY ALPHAS DE
VENEZUELA
Descripción
Mezcla surfactante
aniónico / no-iónico
CMC (ppm)
Materia Activa
(%p/p)
100
50
•El pH de una solución acuosa al 1% p/p del surfactante Liquid Oil es de 2,5 unidades, pudiendo neutralizarse con NaOH,
KOH o MEA
•Soluble tanto en agua como en aceite (Diésel, LP-90)
Usos en la Industria Petrolera
• Aditivo en fluidos de completación y rehabilitación de pozos para reducir el do ocasionado por los fluidos de trabajo.
(SEA-0033,2007; INT-12523,2008; INT-12803,2009)
• Múltiples aplicaciones. Las propiedades interfaciales del sistema surfactante permiten definir las siguientes
aplicaciones: aditivo en fluidos de perforación de alto desempeño, aditivo lubricante para liberación de tuberías
atascadas por pega diferencial, fluidos de completación de baja densidad basados en emulsiones O/W.

3. Aditivo reductor de fricción e inhibidor de embolamiento de mecha para
perforar yacimientos de crudos pesados con problemas de torque excesivo
Ventajas:
Problemática asociada/Necesidad tecnológica
•Torque y arrastres excesivos – altos valores de fricción entre
la sarta de perforación y la formación como consecuencia de
la formación de aglomerados de arena y crudo pesado.
• Atascamiento de tubería .
•Taponamiento de las mallas en las zarandas por efecto del
crudo pesado.
Propuesta tecnológica de Intevep
Surfactante Liquid Oil como aditivo reductor de fricción e
inhibidor de embolamiento de mecha. Este surfactante en
solución acuosa posee excelentes propiedades detergentes
y una alta capacidad para dispersar crudos pesados en agua,
adicionalmente confiere excelentes propiedades lubricantes
al fluido base agua.
•Reduce el coeficiente de lubricidad: menor torque y
arrastre.
•Alta capacidad de dispersión y propiedades antiadherentes: minimiza el embolamiento de la mecha.
•No afecta las propiedades reológicas.
•Bajo impacto ambiental y no daña la formación.
Mecanismos involucrados:
•Excelente aditivo lubricante para fluidos base agua. En
solución acuosa el surfactante Liquid Oil es capaz de
reducir significativamente el coeficiente de lubricidad del
agua.
•Excelentes propiedades detergentes y anti-adherentes. El
surfactante Liquid Oil posee una alta capacidad de
detergencia con crudos pesados, excelentes propiedades
anti-adherentes que evitan que el crudo se adhiera a
superficies metálicas y de vidrio.
•Alta capacidad de dispersión de crudo pesado Cerro
Negro en agua.
Dispersión Crudo Cerro Negro/ Agua+Surfactante (50/50); pH:7; T:60°C

4. PARTE EXPERIMENTAL
Materiales
Aditivos lubricantes evaluados
Nombre (Empresa)
EZ-GLIDE (Halliburton)
Liquid Oil (PAV)
Descripción
Aditivo lubricante
Mezcla PAO
(aniónico/no-iónico)
FL-EF01G (PPS)
Mezcla surfactante (aniónico/noiónico)-gasoil
Gasoil (PDVSA)
Nota: La arena utilizada en las
pruebas de compatibilidad fue
suministrada por el Distrito Morichal,
la misma se encontraba impregnada
con crudo (AIC), fue utilizada sin
llevar a cabo ningún procedimiento
de limpieza.
Gasoil
Aditivos empleados para la formulación del fluido de perforación polimérico
Nombre
Empresa (Lote)
Función
XCD (goma xántica)
CNPC Drilling Fluids (ND)
Viscosificante
Starch (almidón)
CNPC Drilling Fluids (ND)
Controlador de filtrado
Carbonato de calcio
CNPC Drilling Fluids (ND)
Agente puenteante
Potasa cáustica
CNPC Drilling Fluids (ND)
Agente alcalinizante
ND: información no disponible

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Efecto del aditivo lubricante Liquid Oil sobre las propiedades reológicas y de filtrado del fluido
polimérico
Formulaciones evaluadas con los aditivos suministrados por el Distrito Morichal
Aditivos
Formulaciones
A
B
B1
B2
C
D
Agua, [bbl]
0,88
0,95
0,95
0,94
0,94
0,94
Goma Xántica (XCD), [lpb]
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
Starch (almidón) , [lpb]
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
CaCO3, [lpb]
30,0
30,0
30,0
30,0
30,0
30,0
Gasoil, [lpb]
20,0
-
-
-
-
-
FL-EF01, [lpb]
-
2,5
3,5
4,5
-
-
FL-EF01-G, [lpb]
-
-
-
-
4,5
-
EZ-GLIDETM, [lpb]
-
-
-
-
-
4,5
Potasa cáustica, [lpb]
0,03
0,18
0,20
0,43
0,08
0,05
Para determinar el comportamiento reólogico (antes y después de envejecer) y el filtrado API se siguieron los procedimientos descritos
en la norma ISO 10414-1, referida a la evaluación de fluidos de perforación base agua.

6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Efecto del aditivo lubricante Liquid Oil sobre las propiedades reológicas y de filtrado del fluido polimérico
Formulaciones evaluadas con los aditivos suministrados por el Distrito Morichal a 120°F
Propiedades
A
B
B1
B2
C
D
AE
DE
AE
DE
AE
DE
AE
DE
AE
DE
AE
DE
Densidad,
[lpg]
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
8,7
pH
9,40
9,38*
9,50
9,41*
10,15
9,45*
9,20
9,35*
9,40
9,41*
10,22
9,53*
L600/L300,
[lbf/100 pie2]
39/30
35/29
43/36
40/30
41/32
39/30
44/36
37/29
41/32
33/27
34/28
34/28
L200/L100,
[lbf/100 pie2]
27/23
26/23
33/28
27/23
28/24
26/21
32/26
26/22
29/24
25/23
26/22
26/22
L6/L3,
[lbf/100 pie2]
12/10
11/10
16/14
11/10
12/11
10/9
17/14
13/11
15/14
14/12
13/12
11/10
VP, [cP]
9
6
7
10
9
9
8
8
9
6
6
6
PC, [lbf/100 pie2]
21
23
29
20
23
21
28
21
23
21
22
22
Geles 10s/10min,
[lbf/100 pie2]
10/10
10/10
14/14
10/11
13/14
10/10
14/14
11/11
14/14
12/12
14/15
11/12
Filtrado API,
[cc/30 min]
-
12,5
-
12,9
-
11,9
-
10,1
-
12,4
-
12,0
*pH ajustado después de envejecer
El aditivo lubricante PX4 - MO, a las distintas concentraciones evaluadas (B, B1, B2), no produce un cambio significativo en las
propiedades reológicas del fluido polimérico, respecto al fluido con el aditivo base gasoil.

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Pruebas de compatibilidad. Evaluación de la interacción del sistema crudo-arena/fluido de perforación
La prueba fue realizada
agitando una mezcla de crudo
Cerro Negro/AIC (40/60) con
fluido de perforación en
relación 50/50 (2000 rpm, 15
min).
Comportamiento de fases del sistema crudo-AIC/FP a 140 °F (60°C) luego de 3 horas
Las fotografías muestran el efecto de los aditivos lubricantes sobre la interacción del sistema crudo Cerro NegroAIC/FP. Se observa que el aditivo FL-EF01 utilizado en las formulaciones B, B1 y B2 es capaz de provocar una mayor
decantación de la arena con respecto a la formulación A. Cuando se compara el desempeño de los aditivos Liquid
Oil (B, B1, B2), FL-EF01-G (C) y EZ-GLIDE (D) se observa un comportamiento similar en cuanto a capacidad para
decantar la arena, así como en el comportamiento de fases del sistema crudo Cerro Negro/FP, bajo las condiciones
experimentales empleadas.

8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Pruebas de compatibilidad. Evaluación de la
interacción del sistema crudo-arena/fluido de
perforación
Volumen de separación de arena del sistema Crudo-AIC/FP, según
la formulación evaluada
Sistema
relación 50/50
Volumen de separación
arena (ml)
Crudo-AIC/fluido de perforación A
6
Crudo-AIC/fluido de perforación B
25
Crudo-AIC/fluido de perforación B1
15
Crudo-AIC/fluido de perforación B2
15
Crudo-AIC/fluido de perforación C
20
Crudo-AIC/fluido de perforación D
20
Se observa como en las formulaciones B2, C y D (mismo
comportamiento B y B1) son expulsados los cúmulos de arena de la
dispersión crudo-AIC/FP, este efecto puede deberse a una disminución
de la fuerza de adhesión entre las moléculas del crudo y el sólido (AIC),
es decir, una modificación del ángulo de contacto que permite que la
arena no sea mojable al crudo. En la formulación A, donde el aditivo
lubricante empleado es gasoil, no se observa cúmulos de arena
saliendo de la dispersión crudo-AIC/FP, esto debido a que el gasoil no
es capaz de cambiar la mojabilidad de la AIC para así generar una
mayor separación de la misma en el sistema.
. Fotos ampliadas del comportamiento de fases del sistema crudoAIC/FP a 140°F (60°C) luego de 3 horas

9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las pruebas de lubricidad fueron realizadas para evaluar el desempeño del surfactante Liquid Oil
como aditivo lubricante de fluidos de perforación base agua, se estudio el efecto de la concentración
(B, B1, B2) y el envejecimiento (150°F, 16 Horas) manteniendo la formulación del fluido polimérico
invariante (XCD, almidón, CaCO3, potasa cáustica). Con el fin de realizar una evaluación comparativa
se estudiaron otros aditivos lubricantes, tales como: gasoil, FL-EF01-G y EZ-GLIDE, los cuales han sido
empleados en las operaciones de perforación del Distrito Morichal.
0,40
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
Formulaciones
Coeficiente de fricción de las distintas formulaciones evaluadas a 25°C
D_DE
D_AE
C_DE
C_AE
B2_DE
B2_AE
B1_DE
B1_AE
B_DE
B_AE
A_DE
A_AE
0,00
W
Coeficiente de fricción (CF)
0,35

10. CONCLUSIONES
 El aditivo Liquid Oil es capaz de reducir el coeficiente de fricción del fluido
polimérico, su efectividad depende de la concentración del mismo, a mayor
concentración menor coeficiente de fricción. Adicionalmente, su efectividad
lubricante tiende a mejorar con el envejecimiento del fluido. El aditivo puede
ser empleado a partir de una concentración de 2,5 lbm/bbl, para la cual se
obtiene el mismo coeficiente de fricción (0,25) que el obtenido con gasoil (0,26)
como aditivo lubricante y tan sólo un 20% superior al coeficiente obtenido con
EZ-GLIDE (0,2).

11.  El aditivo lubricante Liquid Oil bajo las distintas formulaciones evaluadas (B, B1, B2)
no tiene efecto significativo ni en las propiedades reológicas del fluido polimérico ni en
el filtrado API, bajo las condiciones experimentales usadas y con los aditivos
suministrados por el Distrito Morichal.
 El producto Liquid Oil bajo las distintas formulaciones evaluadas (B, B1, B2) minimiza
la estabilidad de los cúmulos arena-crudo Cerro Negro suspendidos en la dispersión
crudo-AIC/FP, permitiendo la decantación y limpieza de la arena. El aditivo puede ser
utilizado a partir de una concentración de 2,5 lbm/bbl.
 A la concentración mínima evaluada del aditivo Liquid Oil de 2,5 lbm/bbl se alcanzan
valores de coeficiente de fricción (0,25) comparables con los obtenidos con gasoil
(0,26) y con EZ-GLIDE (0,20) a concentraciones de 20 lb/bbl y 4,5 lbm/bbl,
respectivamente.

12.  Basado en los resultados obtenidos en las pruebas comparativas de
comportamiento reológico, las pruebas de compatibilidad y lubricidad, se puede
inferir que el Liquid Oil puede ser utilizado como aditivo lubricante e inhibidor
de embolamiento de mecha para perforar yacimientos de crudos .

13. RECOMENDACIONES
 En la prueba de campo se propone iniciar con una concentración de 2,5 lb/bbl y
hacer seguimiento al comportamiento operacional para así establecer la necesidad
de optimizar el uso del aditivo Liquid Oil .