ACIDIFICACIÓNACIDIFICACIÓNTIPOS DE TRATAMIENTOTIPOS DE TRATAMIENTO

LAVADO ACIDO Limpieza de lospunzados o dedepósitos en elpozo.

Volumen reducido(10 a 50 gal/ft)

ACIDIFICACIÓNMATRICIAL

Inyección en laporosidad de laformación pararemover daño, pordebajo de la presiónde fractura

Volumen importante(50 a 200 o más gal/ft)Penetración radial(pulgadas)

FRACTURACIÓNACIDA

Inyección a elevadocaudal, creando unafractura o abriendofisuras naturales.

VolumenImportante.Penetración linealde decenas de pies.

SISTEMAS ACIDOSSISTEMAS ACIDOS

AcidosMinerales

Acido clorhídrico Acido clorhídrico-

fluorhídrico

Son los ácidos másempleados

AcidosOrgánicos

Acido acético Acido fórmico

Menor corrosión

Mezclas Acidas Acético clorhídrico Fórmico-clorhídrico Fórmico-fluorhídrico

Menor corrosiónEfecto de retardodiscutido

Sistemas AcidosEspeciales

Acidos gelificados Acidos espumados Acidos

emulsionados Acidos retardados

químicamente

Reacción retardadapara obtener mayorpenetración(fracturación)

FACTORES A CONSIDERAR EN LA FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIÓN DE TRATAMIENTOSSELECCIÓN DE TRATAMIENTOS

Naturaleza física y química del daño. Respuesta de la formación a la

inyección de ácidos. Mineralogía (especialmente en el caso

de las areniscas) Fluidos de la formación Temperatura Permeabilidad

REACCIÓN DE LOS ÁCIDOS CON LAS REACCIÓN DE LOS ÁCIDOS CON LAS ROCAS CARBONÁTICASROCAS CARBONÁTICAS

Los carbonatos con frecuencia exhiben porosidad y permeabilidad secundaria: fisuras, oquedades. Sólidos que invaden la formación pueden penetrar varios pies o más.

Muy rápida reacción con HCl o ácidos orgánicos. Por ejemplo, con calizas:

2 HCl + CaCO3 ---> CO2 + CaCl2 + H2O

Velocidad de reacción controlada por la difusión del ácido no gastado hacia las paredes de la roca. El ataque se concentra en algunos puntos y se originan “agujeros de gusano” (wormholes).

REACCIÓN DE LOS ÁCIDOS CON LAS REACCIÓN DE LOS ÁCIDOS CON LAS ROCAS CARBONÁTICAS (continuación)ROCAS CARBONÁTICAS (continuación)

Con frecuencia, los materiales que dañan no se disuelven en HCl. El daño se remueve según dos mecanismos:

+ El ácido agranda los espacios porales y libera sólidos que tapan la permeabilidad.

+ El ácido crea canales de flujo alternativos muy conductivos que se extienden más allá de la zona dañada, ofreciendo un “by-pass” a la producción.

Principal problema: poca penetración del ácido “vivo”. Es típico emplear fracturación ácida en vez de acidificación matricial.

REACCIÓN DE LOS ÁCIDOS CON LAS REACCIÓN DE LOS ÁCIDOS CON LAS ARENISCASARENISCAS

Las areniscas tienen porosidad y permeabilidad intergranular. Los sólidos invaden solamente unas pulgadas. La migración de finos se produce en la inmediación del pozo (velocidad radial elevada).

Los minerales más frecuentes en areniscas no reaccionan con HCl. el HF ataca lentamente esos minerales. Por ejemplo con la sílice:

4 HF + SiO2 ---> SiF4 + 2 H2O

2 HF + SiF4 ---> H2SiF6 La velocidad de reacción es variable según los

minerales. Estremadamente lenta con cuarzo (en la práctica es “insoluble), apreciable con finos y más veloz con las arcillas.

REACCIÓN DE LOS ACIDOS CON LAS REACCIÓN DE LOS ACIDOS CON LAS ARENISCAS (continuación)ARENISCAS (continuación)

Los sólidos que taponan las gargantas interporales suelen disolverse con HF. El daño se remueve según dos mecanismos:

+ El ácido disuelve algunos de los componentes de la matriz. Se agrandan los espacios porales y se liberan los sólidos que dañan la permeabilidad.

+ El ácido disuelve los sólidos que taponan la permeabilidad.

La penetración del ácido no gastado se limita a unas pulgadas.

SENSIBILIDAD DE LA FORMACIÓNSENSIBILIDAD DE LA FORMACIÓN

Para evaluar la sensibilidad de la formación se debe responder a varios interrogantes:

¿Cuánto se disuelve en HCl? ¿Cuánto se disuelve rápidamente en HF? ¿Precipitarán los productos de la reacción? ¿Se producirá liberación de finos que pueda

ocasionar un daño dicional? ¿Existe el potencial de desconsolidación y

evantual colapso de la formación.

MINERALES COMUNES EN ARENISCAS MINERALES COMUNES EN ARENISCAS PRODUCTOS CON HF INDESEABLESPRODUCTOS CON HF INDESEABLES

MINERAL

Cuarzo

Feldespatos

Arcillas

Clorita

Calcita

Agua de la

Formación

SUBPRODUCTO

Prácticamente no reacciona

Fluosilicato potásico. Reducir Concentración de HF

Sílice hidratada. Reducir concentraciones de ácidos.

Sílice y compuestos férricos Incluir secuestrante de Fe

Fluoruro de calcio

Fluosilicatos alcalinos

FUNCIONES DEL PREFLUJO EN LA FUNCIONES DEL PREFLUJO EN LA ACIDIFICACIÓN DE ARENISCASACIDIFICACIÓN DE ARENISCAS

Disuelve todos los materiales solubles en HCl. Evita la precipitación de CaFl2 y el gasto de HF con los minerales que no lo necesitan para disolverse

Separa la mezcla HCl-HF del agua de formación. Los iones K + y Na+ precipitarían

fluosilicatos. Extrae cationes alcalinos de las arcillas

(intercambio catiónico)

Genera un ambiente ácido muy bajo pH. Dificulta la deposición de subproductos.

El preflujo ácido es necesario aún cuando la formación sea muy poco soluble en HCl.En este caso bastan soluciones diluídas y débiles.

SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA ARENISCAS SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA ARENISCAS SOLUBILIDAD EN HCl < 20%, PERMEABILIDAD > 100 mdSOLUBILIDAD EN HCl < 20%, PERMEABILIDAD > 100 md

MINERALOGIA PREFLUJO TRATAMIENTO

Cuarzo > 80% yarcillas < 5%

HCl 15% HCl 12% - HF 3%

Feldespato > 20% yarcillas < 5%

HCl 15% HCl 13.5% - HF 1.5%

Arcillas > 5% HCl 7.5% secuestrado HCl 6.5% - HF 1%

Clorita > 5% HCL 5% secuestradoo acético 10% y SuperMud Sol I

HCl 3% - HF 0.5%Super Mud Sol II

SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA ARENISCAS SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA ARENISCAS SOLUBILIDAD EN HCl < 20%, PERMEABILIDAD > 10 mdSOLUBILIDAD EN HCl < 20%, PERMEABILIDAD > 10 md

Cuarzo > 80% yarcilla < 5%

HCl 7.5% o Acético10%

HCl 6% - HF 1.5%

Feldespato > 20% yarcillas < 5%

HCl 7.5% o Acético10%

HCl 6% - HF 1%

Arcillas > 5% HCl 7.5%secuestrado oAcético 5%

HCl 4% - HF 0.5%

Clorita > 5% Acético 5% oacético 5% y SuperMud Sol I

HCl 3% - HF 0.5%Super Mud Sol II

MINERALOGIA PREFLUJO TRATAMIENTO

SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA ARENISCAS SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA ARENISCAS SOLUBILIDAD EN HCl MAYOR DEL 20%SOLUBILIDAD EN HCl MAYOR DEL 20%

No usar HF

Concentración y tipo de ácido.

Granos cementados por carbonatos

Es probable la liberación de finos insolubles

Necesidad de secuestrante de hierro.

Usar solamente HCl o ácidos orgánicos.

Según lineamientos para preflujos del caso de solub.en HCl mayor del 20%

Limitar volúmenes, usar HCl diluído (5%), o ácidos orgánicos.

Usar MMR Acid o inluir agente de suspensión de finos (MMR-2)

Evitar el empleo de ác.cítirco en concentración > 14 ppt. En lo posible usar otros secustrantes.

SELECCIÓN DE POSTFLUJO EN LA SELECCIÓN DE POSTFLUJO EN LA ACIDIFICACIÓN DE ARENISCASACIDIFICACIÓN DE ARENISCAS

La función del postflujo es desplazar el tratamiento entre 3 y 5 pies lejos del pozo, donde la inevitable reprecipitación de algunos subproductos afecta menos la posterior productividad.

Se pueden usar diversos fluidos. HCl 5% a 15% Diesel Oil Salmuera de NH4Cl Nitrógeno

CONSIDERACIONES PARA LA SELECCIÓN CONSIDERACIONES PARA LA SELECCIÓN DE POSTFLUJODE POSTFLUJO

No usar Diesel Oil en pozos de gas o inyectores. Evitar una fase adicional en la formaicón

No usar salmueras de NaCl o KCl

Los tratamientos en etapas se simplifican si se emplea el mismo ácido como pre y post-flujo.

El ácido mantiene un ambiente de muy bajo pH. Minimiza potenciales precipitaciones indeseables.

Postflujos energizados con gases son útiles en pozos de baja presión.

Recomendable la inclusión de solvente mutual para dejar acuohumectada la formación y facilitar el retorno de los fluidos.

Costo, logística y disponibilidad son siempre muy importantes.

SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA CARBONATOSCARBONATOS

Penetración delDaño(permeabilidad)

Profunda invasión desólidos (Muy altapermeabilidad:fisuras naturales,oquedades)Daño pocoprofundo(permeabilidadmedia o baja)

Acidosgelificados,emulsionados oespumados.

Acido regular,ácidos orgánicos.

Temperatura(inhibición de lacorrosión)

Hasta 200º F

200 a 250 º F

250 a 300º F

HCl 28%

HCl 15%, ó mezclasHCl - ácido orgánico

Tratamientos noácidos ( VERSOL)

SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA SELECCIÓN DE ÁCIDOS PARA CARBONATOSCARBONATOS

MINERALOGÍA Minerales insolublesen ácido (cuarzo,feldespatos,arcillas)

Sistemas (MMRAcid) o agentes(MMR-2, MMR-4)suspensores definos con los ácidosregulares.

Los ácidos“viscosos” soncapaces desuspender yarrastrar finos

PRESIÓN DELYACIMIENTO

Pozos depletados(baja presión)

Energizar el ácidocon gases (CO2,N2) para acelerarrecuperación defluidos y limpieza.

Las etapas básicas para la realización de un tratamiento de acidificación matricial son :

RECOMENDACIONES PARA DISEÑOS RECOMENDACIONES PARA DISEÑOS DEL TRATAMIENTO DE ACIDIFICACIÓNDEL TRATAMIENTO DE ACIDIFICACIÓN

1. “Pickling acid” o limpieza previa de la tubería.

2. Preflujo.

3. Tratamiento propiamente dicho.

4. Postflujo.

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ACCIÓN DEL ACIDO SOBRE LA TUBERÍAACCIÓN DEL ACIDO SOBRE LA TUBERÍA

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* EL ACIDO REMUEVE LOSSOLIDOS DEPOSITADOSEN LA SUPERFICIE DE LATUBERIA.

* LOS SOLIDOS INSOLUBLES(GRASA, DEPOSICIONESORGANICAS, INCRUSTACIO-NES DE YESO, BARITINA)PUEDEN TAPAR LAS PERFO- RACIONES O LA CÁMARADEL POZO

* LOS SOLIDOS SOLUBLES(CABONATO DE CALCIO,OXIDO DE HIERRO) GASTANEL ACIDO. EL HIERROPUEDE REPRECIPITAR ENLA FORMACION.

ACIDO SIN GASTARTUBERIA LIMPIA

OXIDO DE HIERRO(RESIDUO

FABRICACION

NODULOS DE GRASA DE

TUBERIA

LODO YEMULSION

OXIDOPARCIALMENTE

DISUELTO

HIERROOXIDADO Fe3+TOTALMENTE

DISUELTO

HIERROREDUCIDO

Fe2+

Los tanques, equipos de superficie y bombas contribuyen con cierto hierro que se disuelve en el ácido, pero la mayor parte proviene del proceso de remoción de depósitos de hierro existentes en las tuberías del pozo. Durante este proceso ciertos volúmenes de la solución ácida se gastan durante el bombeo hacia el fondo de pozo. Una tubería “nueva” contiene incrustaciones que provienen del mismo proceso de fabricación de la tubería (hierro de horno) consistentes principalmente de hematita y magnetita y gastarán cerca del 0,5 % de la concentración del ácido por cada 1000 ft de tubería, mientras que las tuberías “viejas” poseen un alto contenido de óxido de Fe (“rust”) y/o sulfuro de Fe que pueden gastar casi todo el ácido.

FUNCIONES DEL “PICKLING ACID”FUNCIONES DEL “PICKLING ACID”

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EVITA EL GASTO PREMATURO DEL ÁCIDO.

EVITAR PRESENCIA DE HIERRO EN LA FORMACION.

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Durante el bombeo de un ácido al pozo el hierro presente en las tuberías, si no ha sido eliminado, ingresa a la formación y queda en solución, es inestable y normalmente precipita. Durante el gasto del ácido el hierro férrico (Fe3+) precipita como hierro hidratado a pH 2,2 - 2,5. A pH tan bajos como 1,9 puede precipitar Sulfuro de Fe.

Normalmente el ácido HCl gastado tiene un pH entre 2 y 5,5 y por lo tanto algunas formas de hierro disuelto casi siempre precipitarán.

FUNCIONES DEL “PICKLING ACID”FUNCIONES DEL “PICKLING ACID”