Estimulacion matricial

ESTIMULACION MATRICIAL REACTIVA

PRODUCCION DE HIDROCARBUROS I

CATALINA LARA
JUSTY NARIÑO
JAVIER CABRALES
CAMILO BARRENECHE
ALVARO JOSE GOMEZ
NICOLAS LLANOS

ESTIMULACIÓN MATRICIAL
• La estimulación matricial es caracterizada por
los gastos y presiones de inyección inferiores
a la presión de fractura.
• Esto permitirá una penetración del fluido a la
matriz, en forma radial circular, con un
consecuente mejor contacto de la zona
dañada cercana a la pared del pozo con el
fluido de estimulación.

• El objetivo principal de la estimulación
matricial es remover la condición de daño en
la formación antes de que el pozo produzca
a su potencial natural.
• El éxito de la estimulación matricial depende
primordialmente de la selección apropiada
del fluido de tratamiento.


• Dependiendo de la interacción entre las
soluciones de estimulación y el tipo de daño
presente en la roca, la estimulación matricial se
divide en dos grandes grupos: estimulación
matricial no reactiva y estimulación matricial
reactiva.

HISTORIA DE LA ESTIMULACIÓN
MATRICIAL
• La estimulación matricial es de las técnicas más
antiguas utilizadas en procesos de estimulación
de pozos.

REACTIVA

• La estimulación matricial reactiva o acidificación
matricial consiste en la inyección a la formación
de soluciones químicas a gastos y presiones
inferiores a la presión de ruptura de la roca.

REACTIVA

• OBJETIVO: Remover el daño ocasionado en las
perforaciones y en la vecindad del pozo y
eliminar obstrucciones en el mismo. En
formaciones de alta productividad la
acidificación matricial se utiliza para estimular la
productividad natural del pozo.

REACTIVA
• En la estimulación matricial reactiva las
soluciones de tratamiento reaccionan
químicamente disolviendo materiales extraños
que dañan la formación y disuelven los propios
sólidos de la roca. Ésta estimulación se emplea
para remover algunos tipos de daño como los
daños ocasionados por partículas sólidas
(arcillas), precipitaciones inorgánicas, etc.

REACTIVA
• En formaciones de alta productividad, la
estimulación matricial reactiva se utiliza no solo
para remover el daño, sino también para
estimular la productividad natural del pozo, a
través del mejoramiento de la permeabilidad de
la formación en la vecindad del pozo disolviendo
parte de los sólidos de la roca.

REACTIVA

• Este tipo de estimulación tiene resultados
satisfactorios y aún sorprendentes, cuando la
formación se encuentra dañada. En el caso que
no hubiese daño, solo pequeños incrementos en
la productividad del pozo podrán esperarse.

REACTIVA
• La estimulación matricial reactiva se debe llevar a
cabo a caudales de inyección bajos, generalmente
su efecto se limita a remover los daños someros de
la formación (3 a 5 ft).
• Se deben tener en cuenta:
Temperatura
Fluidos de formación
Mineralogía
Completación
Reactividad

REACTIVA
• FUENTES DE DAÑO
 Corrosión de tubulares
 Precipitación de hierros
 Cambios de permeabilidad relativa
 Emulsiones
 Sludges
 Incompatibilidad del agua de formación
 Finos
 Parafinas y asfáltenos
 Problemas de la formación

ACIDOS
• Son sustancias que se ionizan en iones
hidrogeno y un anión, cuando están en
presencia de agua.

• Son conocidos por su pH menor 7.

• En estimulación reactiva de pozos se
utilizan ácidos que reaccionen con los
minerales de las formaciones.

ACIDO CLORHIDRICO
•Es una solución del cloruro de
hidrogeno gaseoso en agua. Tiene una
alta capacidad de disociación, razón por
la cual es el acido mas utilizado en esta
técnica, proporcionando así el mayor
volumen de roca calcárea disuelta.

•Se emplea en solución de 15% (por
peso) de gas.

VENTAJAS DESVENTAJAS
-Su poder disolvente de roca -El efecto corrosivo que hace
por unidad de costo en que el ácido sea útil como fluido
concentraciones menores. de estimulación lo convierten en
una amenaza para el metal de
- Concentraciones mayores de las bombas, válvulas y tubería
HCl tendrán una mayor del pozo.
densidad y viscosidad, por lo
tanto tendrá mayor capacidad - La protección contra el efecto
de suspensión de finos corrosivo del ácido es provista
insolubles que redundará en por la adición de un inhibidor de
una mayor limpieza. corrosión, seleccionado en
función de las condiciones del
pozo.

• El HCL reacciona con rocas calcáreas , con minerales
como calcita y dolomita:
• A. CALCITA

• B. DOLOMITA

ACIDO FLUORHIDRICO (HF)
• Es el único acido que permite la disolución de minerales
silícicos como las arcillas, los feldespatos, el cuarzo ,
etc.

• Reacciona con minerales calcáreos, y con los iones
positivos de la salmuera de formación.

• Su aplicación es básicamente para la remoción
de daños de formación ocasionados por las
arcillas.

•En la estimulación de pozos, el HF es
comúnmente usado en combinación con el HCl (
MUD ACID):

INCONVENIENTES CON EL USO DEL HF

• La precipitación de los productos (baja
solubilidad) de las reacciones del HF .

• Rápido gastado del acido y poca penetración a
altas temperaturas.

• Rápida declinación de la productividad del pozo
luego de la estimulación.

• Se puede propiciar el colapso de la formación
en la vecindad del pozo.

ACIDO FLUOBÓRICO
(CLAY ACID)
• Es un acido que no propicia la formación de precipitados.

• Se utiliza en prelavados antes de utilizar el sistema
convencional.

• Es inyectado también al final de estimulaciones.

• Estimular areniscas que contienen minerales de potasio
(ver el proceso químico).

• El sistema de uso del acido consiste en una
mezcla de acido bórico (H3BO3), mediante las
siguientes reacciones:

ACIDO ACETICO (ORGÁNICO)
FUNCIONES

• Es un acido débil, debido a su lenta y parcial ionización
en agua .

• Indicado para la remoción de incrustaciones calcáreas,
y en la estimulación de calizas y dolomitas.

• Se considera un agente secuestrante de hierro y
controlador de arcillas.

• Es útil para remover bloqueos de agua.

• Es soluble en agua y en aceite.

• El CH3COOH reacciona de la siguiente manera:
• A. Calcita:

• B Dolomita:

ACIDO
FÓRMICO(ORGANICO)
• Acido intermedio entre el HCL y el
acético.

• Menos facil de inhibir y empleado en
concentraciones 10% peso.

• Acidificación de rocas calcáreas en
pozos de altas temperaturas.

• Se encuentra en estado liquido.

• Reacción del ácido fórmico con
calcita:

ACIDOS ALCOHÓLICOS
• Son una mezcla de un ácido y un
alcohol. Los ácidos normalmente
empleados son HCl o Mud Acid
(HCl + HF).

• La principal aplicación de los
ácidos alcohólicos es en zonas de
gas seco y baja permeabilidad .

Reacción
heterogénea

Cinética
Equilibrio de
termodinámico reacció Estequiometria
n

Velocidad
Reacción

Área/Volumen
Factores
que Temperatura
afectan
la Concentración de
velocidad ácidos y productos

de Velocidad de Flujo
reacción
Composición de la
roca

ESTABILIZADORES DE
HIERRO
• Son materiales que atan los iones de los
metales en una molécula compleja no
perjudicial.

• Daño a la permeabilidad de la roca

• Fe(OH)3:
• 2,2-3,5: precipitación
• 3,5: precipitación total
• 7,2: precipitación del ion ferroso.

METODOS DE CONTROL
1. Agentes Quelantes o secuestrantes:

Son productos químicos que forman una
solución compleja en agua, estables con lo
iones férrico y ferroso. Estos productos son
:

• Acido cítrico
• EDTA
• Tetra Sodio EDTA
• Di sodio EDTA

• 2. Agentes de reducción :

Su función es convertir el ion férrico en una
solución de ion ferroso y mantener este
estado de oxidación. Estos productos son:

• Eritorbate de Sodio
• Acido eritorbático
• Mezclas de productos químicos

• 3. Agentes de control de pH :

Estos materiales actúan como
amortiguadores o controladores para
mantener un pH bajo y retardar la
precipitación de los componentes
insolubles de hierro. Estos productos
son:

• Acido acético
• Pirofosfato acido de sodio

INHIBIDORES DE CORROSION

Utilizados para
retardar
temporalmente el
deterioro del metal
causado por la
acción de los ácidos

Temperatura

Tipo y
Tipo de
concentración metal
de ácido
Comportamient
o

Tipo y
Tipo de concentración
contacto del inhibidor
Efectos de
otros aditivos

AGENTES DIVERGENTES
Son agentes mecánicos o químicos que
taponan temporalmente las zonas de
mayor permeabilidad.

Bolas
Espumas
sellantes

Sólidos Químicos

SOLVENTES MUTUALES
Son Materiales específicos que son
solubles tanto en petróleo como en agua.

USOS
• Soluciones acidas o post-flujos de Gasoil.

• Reducción de la saturación de agua en los
alrededores de la cara del pozo.

• Estabilización de las emulsiones.

• Mantener las concentraciones apropiadas de los
surfactantes e inhibidores en solución.

• Solubiliza una porción del agua dentro de la fase
de hidrocarburo, reduciendo en Swirr.

CONTROL DE BACTERIAS
Son productos químicos utilizados para controlar el
desarrollo, eliminar e inhibir el crecimiento de
microorganismos o bacterias.

SURFACTANTES
• Tienen como objetivo alterar la tensión interracial del
sistema.
• Tiene afinidad con el petróleo y el agua.

USOS
• Establecer mojabilidad adecuada

• Bajar la tensión superficial e interfacial

• Prevenir o romper problemas de emulsión

• Romper o prevenir bloqueos de agua

• Suspensión de finos

ALCOHOLES
Remover
bloqueos por
agua

Disminuir Retardar la
contenido de reactividad del
agua ácido

Recuperación
rápida del fluido

Costo

Desventajas Concentración

Incompatibilidad

Reacciones
adversas
Punto de
inflamación

Corrosividad

SELECCIÓN DE FLUIDOS EN LA
ACIDIFICACIÓN MATRICIAL
• El procesos de selección depende de muchos
factores tales como:
Tipo de daño
Características de la formación y sus fluidos
Condiciones del pozo
Rentabilidad de la estimulación


• Al lograr la selección de uno o varios fluidos
apropiados, la selección debe también basarse
en la experiencia del área y en los análisis
evaluativos de los resultados que se hayan
obtenido, que involucran tanto los fluidos de la
estimulación como las técnicas de aplicación.

• FACTORES A CONSIDERAR:
Evaluación del daño
Sensibilidad de la formación
Mineralogía de la formación
Petrofísica
Temperatura y presión de la formación
Fluidos de la formación
Consideraciones del pozo y del intervalo en
explotación

• METODOLOGÍA:
Seleccionar fluidos básicos


Formular sistema con aditivos específicos

 Evitar la corrosión del equipo
 Remover el daño a la formación
 Prevenir cualquier tipo de daño
 Adecuar el sistema a las condiciones del
pozo y el intervalo a estimular

ESTUDIOS DE LABORATORIO PARA EL
DISEÑO DE UNA ESTIMULACIÓN MATRICIAL

• Un estudio completo de laboratorio requiere de
núcleos de la formación por estimular, muestras
de fluidos contenidos en la misma y/o muestras
de material dañino (depósitos orgánicos e
inorgánicos) y la información del pozo y del
yacimiento.

ESTUDIOS DE LABORATORIO PARA EL
DISEÑO DE UNA ESTIMULACIÓN MATRICIAL

• Los análisis para obtener la información
necesaria son los siguientes:
 Análisis de núcleos
 Análisis petrográficos
 Análisis petrofísicos
 Análisis químicos
 Pruebas de flujo
 Análisis de fluidos

TÉCNICAS Y DISEÑOS DE
ESTIMULACIÓN MATRICIAL REACTIVA

• La estimulación matricial reactiva se utiliza bajo
las tres técnicas siguientes:

 Tratamientos de limpieza.
 Acidificación matricial en areniscas.
 Acidificación matricial en rocas calcáreas.

DISEÑO DE TECNICAS
1)Sistema de estimulación

2) Presión y gastos máximos de
inyección

3) Volúmenes

4) Incremento de productividad

5) Programa de la estimulación

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