EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000
Pagina Nº 1
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 INTRODUCCION La tecnología de la estimulación ácida en areniscas ha mejorado significativamente sobre todos los últimos 5 años como resultado de los análisis de campo, investigaciones fundamentales, y aplicaciones de las investigacion investigaciones. es. Teorías antiguas antiguas decían que después de una acidificaci acidificación ón de areniscas, en el ácido de retorno se encontraría aproximadamente HCl al 10%, aproximadamente 3500 mg/lts de silicio, una pequeña pequeña cantidad cantidad de alumi aluminio nio y trazos trazos de sodio. Esas teorías teorías probaron probaron ser inexac inexactas tas en 198 19844 cuando muestras de pozos de la costa del Golfo fueron analizadas después de una acidificación. Nuestro análisis reveló que la mayoría del fluido de retorno r etorno era no ácido, no había silicio, y si una gran cantidad de aluminio y sodio. Posteriores estudios e investigaciones revelaron un proceso complejo de reacciones basada en la concentración del ácido, temperatura y en las mineralogía de la formación. Basado en esas investigaciones, el sistema ácido Sandstone 2000 fue desarrollado. Aproximadamente el 90% de los pozos pozos tratados tratados con el Sistem Sistemaa Acido Acido Sandstone Sandstone 2000 han tenido tenido un increm increment entoo de producción de 2 a 4 veces. Estas “best Practices” mejores prácticas provee mas información sobre la tecnología tecnología de la acidificación acidificación de areniscas y como esta puede ayudar a mejorar sus acidificaciones acidificaciones en areniscas.
ANALISIS DE LA FORMACION Para Para la ejec ejecuci ución ón de un exit exitoso oso trat tratam amie ient ntoo de estim estimul ulac ació ión, n, los los op opera erado dores res debe debenn conoc conocer er la composi composició ciónn de la formaci formación ón a ser tratada. tratada. La mineral mineralogía ogía y la temperat temperatura ura de la formació formaciónn a estimular determinará el mas efectivo sistema de acondicionamiento de la formación (preflush), la mezcla del tratamiento HF/HCl, y los volúmenes. La presencia de Feldespato de potasio, Feldespato de sodio, illitas, carbonatos, y zeolitas es una información fundamental dado que estos compuestos pueden formar significati significativa va cantidad de precipitados precipitados que bloquearán la matriz, matriz, tales como Fluosilicatos Fluosilicatos de Sodio o Potasio y fluoruro de aluminio, durante el tratamiento HF/HCl. Las arcillas sensibles al agua también requieren especial consideraciones porque ellas pueden hincharse, obstruyendo la matriz de la formación. formación. Los precipitados precipitados e hinchamiento hinchamiento pueden ser controlados controlados o eliminado eliminado con una efectiva efectiva planificación del tratamiento. Las formaciones sensibles al HCl deben ser identificadas antes del tratamiento tratamiento para que no ocurran severas precipitacion precipitaciones es de los productos de la reacción. reacción. Si es posible, debería disponerse de un análisis de difracción de rayos X de la formación a estimular. Para aquellos pozos que no se dispone dispon e de corona coro na (testigos), Halliburton Ha lliburton dispone de una herramienta de perfilaje (log) Spectral Gamma Ray, con la cual se obtiene un análisis mineralógico que puede ser usado en la planificación del tratamiento.
Acondicionamiento de la formación El tratamiento de un pozo antes de la acidificación de areniscas puede incrementar la posibilidad de éxito del tratamiento de estimulación. El diseño del acondicionamiento de la formación depende de la presencia de ciertos minerales. El apropiado acondicionamiento de la formación antes del tratamiento con ácido HF es crítico para el éxito de la estimulación. Los diagramas de flujo de las páginas 9 y 10 pueden ayudar para el diseño de un efectivo acondicionamiento de la formación. La Tabla 1 describe
Pagina Nº 2
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 los problemas que ciertos minerales minerales normalmente pueden causar. La Tabla 2 describe varios sistemas acondicionadores de la formación y cuando ellos ellos deberán ser usados.
Tabla 1 – Mineralogía de la Formación Mineral Problema Feld Feldes espa pato to Los Los feld feldes espa pato toss cont contie iene ne Sodi Sodioo y potas potasio io.. Su mayo mayorr efec efecto to es es la prec precip ipit itac ació iónn de fluosilicatos. K-spars causa la mayoría de los problemas de precipitación Carb Carbona onato toss Este Este con consum sumee el HCl HCl y pue puede de causa causarr prec precip ipit itaci ación ón de de flu fluosi osili licat catos os y alum alumin inio io del del ácido gastado. Illitas Las Il Illitas ca causan san ppro robblemas de de mi migra gración ddee fi finos y ppre rese senntan int inteercam cambio ió iónico. Estas contienen potasio, lo cual causa precipitación de fluosilicato del ácido gastado Kaol Ka olin inat ataa Caus Causaa pro probl blem emas as de migr migrac ació iónn de fino finos. s. Esta Estass se disp disper ersa sann en en agu aguaa dul dulce ce u cau causa sann ta ponamiento Smec Smecttita Pres Presen entta int inter erca cam mbio bio ion ionic icoo y se hinc hincha ha en pres presen enci ciaa de de agu aguaa dul dulce ce Mezclas del Presentan intercambio ionico y se hinchan en presencia de agua dulce. A menudo Laminas de contienen contienen potasio, potasio, lo cual puede producir producir la precipit precipitación ación de de fluosilicato fluosilicato del arcillas ácido gastado. Chlorita Presenta in intercambio io ionico y es in inestable en en HCL Mica Inte nterca rcambio bio io ionico e ines nestable en en HCl. Cont ontiene po potasi asio, lo cual pue puede prod roduci ucir la la precipitación de fluosilicato del ácido gastado. Zeoli olita Inte nterca rcambio bio io ionico e ines nestable en en H Cl. A menudo ccoontiene sod sodiio, lo lo ccua uall puede producir la precipitación de fluosilicato del ácido gastado. Arcillas La propiedad de intercambio ionico de las arcillas originalmente se le dio poca importancia. Sin embargo, trabajos reciente han mostrado que el impacto del intercambio ionico puede ser dramático en areniscas areniscas con arcillas arcillas que tienen tienen significativa significativa capacidad capacidad de intercambio intercambio ionico ionico cuando es invadida invadida profundamente por una salmuera. Cuando Cuand o el intercambio ionico ocurre, el cation naturalmente presente en la superficie de las arcillas es reemplazado o intercambiados con el ion de la salmuera que invade. Esta salmuera transformada debería también mantenerse compatible con la formación.
NH4CL ( Cloruro de Amonio) Recientes investigaciones efectuada en una columna de 3 ft empaquetada con arena y arcillas han demostrado la importancia de la compatibilidad de la salmuera con la formación antes y después de haber efectuado el intercambio ionico. Por ejemplo, cuando un CLAYFIX 3% (NH 4Cl)fluye Cl)fluye a través de arcillas sensibles al intercambio ionico, ionico, la solución efluente efluente es una salmuera de cloruro de sodio al 3.3%. Esta inicial concentración puede ser suficiente antes del intercambio ionico. Sin embargo, la concentración de sal después del intercambio no es lo suficientemente alta como para prevenir el hinchamiento de las arcillas sensibles al agua ( smectita o mezclas de arcillas). El resultado es pérdida de perm permeab eabil ilid idad ad de matr matriz iz.. La salm salmue uera ra mas mas efect efectiv ivaa para para la acid acidif ific icac ació iónn de areni arenisca scass es el CLAYFIX 5 (cloruro de amonio al 5%) que provee suficiente intercambio ionico y mantiene suficiente Pagina Nº 3
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 concentración de sal como para prevenir el hinchamiento de las arcillas antes y después del intercambio ionico.
Tabla 2 – Sistemas de acondicionamiento de la formación Sistemas de fluidos Cuando se usa Mud Ceanout ( Limpieza de lodo) Mud Flush Remueve lodo base agua que ha sido perdido a la formación N-Ver-Sperse Remueve lodo base hidrocarburo Acondicionamiento del pozo Paragon y otros Remueve depósitos de asfaltos, parafina, crudos pesado y grasa de los los caños solventes orgánicos y herramientas. HCl HCl para para pic pickl klin ingg Remu Remuev evee incr incrust ustac acio iones nes de hie hierro rro y prev previe iene ne que que ent entren ren a la la form formac ació iónn Acondicionamiento de pozos de petróleo Acondicionador Ayuda a prevenir el problema de emulsión, mejora la penetración del ácido Gigley CO2 dentro de zonas petrolíferas Acondicionamiento de Matriz Acondicionador Ayuda a condicionar las arcillas que presentan un alto intercambio ionico CLAYFIX 5 HCl 5 al 15% Remueve Car Carbona onatos, pr produ oduce in interca rcambio ion ionico, rem remuueve el el da daño por polímero CLAY-SAFE 5 Remu Remuev evee Carb Carbon onat atos os,, prod produc ucee int interca ercam mbio bio ion onic icoo para para aque aquelllas acondicionador mineralogías sensibles al H Cl. CLAY-SAFE H Ay Ayud udaa a acond acondic icio iona narr miner mineral alog ogía íass sensi sensibl bles es al HCl, HCl, remue remueve ve daño daño acondicionador producido por polímeros ( K-Max, HEC, etc) o altos niveles de Carbonatos CLAY SAFE acondicionador
F Usado en mineralogías sensibles al HCl, pero requiere incrementar el poder de disolución de carbonatos sin incrementar el volumen.*
CLAY-FIX 5 : ( 5% Cloruro de amonio*con 2 gal/Mgal Pen 88) CLAY-SAFE 5 acondicionador: ( 10% FE-1A, 5% Cloruro de Amonio* y 2 gal/Mgal Pen 88) CLAY-SAFE H acondicionador: ( 10% Ácido Acético, 5 % HCl con 2 gal/Mgal Pen) CLAY SAFE F acondicionador : ( 10 % Fe-1A, 10% ácido Fórmico, 5% Cloruro de Amonio, con . 2% Pen 88) *Nota: El inhibidor MSA II y NH 4Cl al 5% no son compatibles cuando la concentración del inhibidor MSA Inhibitor es mayor de 1%. Debajo del 1% del MSA, puede requerir agentes de dispersión
Sensibilidad del HCl y Clasificación de Inestabilidad de las Arcillas ( Clay Instability Ratings) Algunas formaciones son “Sensibles al H Cl”, esto quiere decir que el mineral de la formación se descompone cuando es contactado por el H CL. Durante este proceso, iones metálicos tales como Fe, Al, Ca, y Mg son liberados del mineral, dejando una masa insoluble de Silica Gel que puede ser extremadament extremadamentee dañina. Entre los minerales minerales sensibles sensibles al HCl se incluyen incluyen las Zeolitas Zeolitas y Chloritas. Chloritas. Sin embargo, las investigaciones han mostrado que todas las arcillas tienen una temperatura arriba de la cual ellas son inestables. inestables. Una clasificaci clasificación ón de inestabilidad inestabilidad para las arcillas a varias temperaturas temperaturas han sido determinada para controlar este problema. Por ejemplo, si una formación contiene 5 al 10% de Pagina Nº 4
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 Illita con una BHST de 225ºF, esta es considerada sensible al HCL. La figura 1 muestra las curvas de clasificación de inestabilidad de las arcillas mas comunes.
Cuando los minerales de la formación tiene un Rating de Inestabilidad de 0 a 25, use preflush de HCl y fluido HCl/HF. HCl/HF. A rating de inestabilida inestabilidadd de 75 a 100, usar solamente solamente un sistema sistema basado en un ácido orgánico. orgánico. Este consiste en ácido base orgánico, acondicionado acondicionadorr CLAY-SAFE CLAY-SAFE seguido por un sistema Orgánico/HF, el denominado “Volcanic Acid System” Si el rating de inestabilidad es de 25 a 75, Use el acondicionador CLAY-SAFE. La etapa HF puede ser un fluido base HCL o el “ Volcanic Acid System”. Una recomendación muy exitosa ha sido el uso del CLAY SAFE seguido por un apropiado sistema HCl/HF. El HCl solo puede ser muy dañino en estos tipos de formación, pero el HCl en presencia de HF no lo es. El HF previene la masiva deposición de Silica S ilica , minimizando el efecto de las arcillas sensibles al HCl. Si el Rating de Inestabilidad excede a 50, use el “ Volcanic Acid Systems”. Existen muchos casos en que los fluidos base HCl trabajaron bien, y otros donde los sistemas de ácido orgánicos proveyeron excelente resultados. El histórico comportamiento de los tratamientos en un área determinada y la experiencia del personal puede ayudar a la elección del fluido apropiado.
Acido Acético No obstante la sensibilidad de las arcillas al HCL, ellas son estables en ácido acético y bastante estables en ácido fórmico. Infortunadamente, ambos de esos ácidos son similares al agua dulce en presencia de arcillas sensibles al agua. Sustituyendo el CLAYFIX por ácido acético (MSA) (MSA ) no es una buena alternativa, dado que el MSA no produce intercambio ionico con las arcillas o previene el hinc hincha hami mien ento to.. El MSA MSA no es un sust sustit itut utoo equi equiva vale lente nte del HCL HCL po porqu rquee este este no disue disuelv lvee las las incrustaciones de hierro y es lento para disolver los Carbonatos. Sin embargo, el uso del CLAY-SAFE debería proveer suficiente intercambio ionico para ayudar a 1) Prevenir las precipitaciones en los Pagina Nº 5
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 procesos HCl/HF, 2) Controlar la hidratación ( hinchamiento) de las arcillas, ar cillas, y 3) estabilizar las arcillas para la acidificación de las areniscas.
Minerales con Cation intercabiables (CEM) Si los minerales minerales con intercambio intercambio catiónico catiónico (stilbite, (stilbite, bentonita, bentonita, zeolitas, zeolitas, smectita, mezclas mezclas de láminas de arci arcill llas as,, y chlo chlori rita ta)) exced excedee el 15%, 15%, use CLAY CLAYFI FIX X 5 a la cabez cabezaa del prefl prefluj ujoo cont conteni enien endo do acondicionad acondicionador or CLAY SAFE. Esta combinación combinación de preflujos preflujos proveerá suficiente intercambio intercambio ionico como para prevenir el hinchamiento de las arcillas.
Carbonatos Formaciones de areniscas que contienen mas del 5% de carbonatos son propensas a la precipitación en su matriz de complejos fluorinados de Aluminio cuando el HF fluye a través de carbonatos. La solución de este problema requiere, 1) Remoción profunda del Carbonato con un preflush de HCl o 2) el uso de un aditivo que prevenga la precipitación. Por ejemplo, 50 gal/ft de HCl al 15% como preflush en una arenisca que contenga solamente el 5% de calcita removerá la calcita en un radio de alrededor de 2 ft del wellbore. wellbore. Debido a que 150 gal/ft de HF gastado gastado debería debería penetrar alrededor alrededor de 5 ft del wellbore para una porosidad de la roca del 20%, varios ft de matriz de formación estaría entonces sujeta a la precipitación y taponamiento. Para remover este carbonato a una distancia de 5 ft, 300 gal/ft de HCl al 15% como preflush debería ser requerido. Test de laboratorio y estudios del campo han revelado que la adición del ALCHEK en los tratamientos de acidificación puede ayudar a prevenir la precipitación de los fluoruros de Aluminio a medida que el ácido ácido HF gastad gastadoo fluye fluye a través través del carbonato carbonato.. La prevenció prevenciónn de la precipi precipitac tación ión asegura asegura que la formación retiene completamente la permeabilidad mejorando el potencial de la estimulación de una arenisca.
Volumen del acondicionar de matriz ( Preflush) Para proveer un adecuado adecuado intercambio intercambio ionico, remover los carbonatos, carbonatos, y optimizar optimizar la acidificaci acidificación ón de areniscas, el volumen del acondicionador de matriz debería ser igual o mayor que el volumen del ácido usado para el tratamiento de una arenisca. Muchas formaciones contienen mas del 20 a 40% de arcillas con ion intercambiable. Para esos campos, el volumen necesario de preflush debería ser lo suficiente como para producir un completo intercambio ionico ionico antes que el ácido HF gastado fluya fluya a través de las arcillas. arcillas. Formaciones Formaciones que contienen contienen menos del 30% de arcillas con intercambio ionico debería ser acondicionado con alrededor de 100 gal/ft de HCl, 100 gal/ft de CLAYFIX 5, o una combinación de 50/50 de ambos. Campos que contienen mas del 30% de arcil arcilla lass con con inte interc rcam ambi bioo ioni ionico co deb deberí eríaa ser ser trat tratad adoo con alred alreded edor or de 15 1500 gal/ gal/ft ft del acondicionador de matriz.
Acondicionador Gidley´s CO2 Pagina Nº 6
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 El preflush de Dióxido Dióxido de Carbono es exitoso en prevenir terminal terminal desorden después del tratamient tratamientoo ácido y ha mejorado la respuesta del tratamiento HF. Un estudio efectuado por una compañía operadora ha revelado que las partículas mojadas con petróleo ( oil wet) ( Sílica coloidal y finos) estabilizan una emulsión. Esas partículas fueron precipitados de la reacción del HF con la formación en presencia de hidrocarburo, hidrocarburo, tales como petróleo crudo y xileno. La solución solución está en el Acondicionad Acondicionador or Gidley Gidley CO2 , un exclusivo proceso de Halliburton que remueve los hidrocarburos del área en las inmediaciones del pozo. Los volúmenes del dióxido de carbono car bono usado en los tratamiento son de 100 a 200 20 0 gal/ft de CO2 bajo condiciones de miscibilidad para desplazar el hidrocarburo hidroca rburo de la matriz de la formación for mación lejos del área cercana al pozo.. El desplazamiento del Hidrocarburo permite mejorar la invasión del HF en la matriz y previene la formación de emulsión. El CO2 puede también ser usado a través de etapas de ácido para proveer un mejoramiento mejoramiento en la energía de limpieza. limpieza. Algu Alguno noss petr petról óleo eoss forma forma fácil fácilme ment ntee preci precipi pita tado doss de asfál asfálte teno noss y otros otros crudo crudoss tiene tienenn míni mínima ma miscibilidad con el CO2 bajo condicione de reservorio. Ambas de esas condiciones pueden ser a lo menos parcialmente eliminadas con un preflush de xileno a la cabeza del acondicionador Gidley.
Información adicional Las salmueras que permanecen compatibles compatibles antes y después del intercambio intercambio ionico son NH4Cl al 5%, KCl al 7%, CaCl2 al 5%, y NaCl al 6%. Estas salmueras son suficientes para completar el intercambio ionico en una profunda invasión de matriz matriz y prevenir el hinchamiento de las arcillas. Ellas deberían ser consi conside dera radas das en una una varie variedad dad de ope opera raci cion ones es incl incluy uyen endo do el grave gravell-pa pack ckin ing, g, trat tratam amie ient ntos os de acidificaci acidificación ón de areniscas, ahogado (killing) de pozo, punzados (cañoneos) y cualquier cualquier otra operación operación donde se espera una profunda invasión de matriz. Prácticas como matar el pozo con agua de mar podría ser la fuente de un profundo daño de matriz.
Tratamiento La correcta relación de HCl/ HF en la mezcla ácida es seleccionada en base a la mineralogía de la formación objeto del tratamiento. El diagrama de flujo en las últimas páginas fue diseñado para ayudarlo a determinar la mejor mezcla de ácido para sus necesidades. La tabla 3 describe los Sistemas ácidos disponibles.
Tabla 3 – Sistemas Acidos para Areniscas Nombre del fluido Ventajas Sandstone Sandstone Competion Competion Esta Esta formu formula laci ción ón ácid ácidaa es el flui fluido do a elegi elegirr cuand cuandoo la mine mineral ralog ogía ía es TM Acid desconocida. Este ofrece un máximo poder de disolución con la mínima precipitación secundaria y previene la precipitación pre cipitación de aluminio. TM Fines Control Ac Acid id Esta Esta form formul ulac ació iónn es un sist sistem emaa retard retardad adoo que remue remueve ve daños daños profu profundo ndoss causados por la migración e hinchamiento de arcillas. Este también ayuda a prevenir la migración de finos. TM K-Spar Ac Acid id Est Este áci ácido do es comp compat atib ible le con con for form maci acion ones es de alt alto con conte teni nido do de fel feldesp despat atos os e illitas, Este también ayuda a prevenir la migración de finos. TM Volcanic Ac Aciid Est Este sist sistem emaa de áci ácido do oorg rgán ánic icoo es com compa pattible ble con con los los mine minera rale less sen sensibl sibles es al al HCl. Este también puede ser usados en aplicaciones a altas temperaturas. TM Silica Scale Acid Este ácido es usado con alta concentración de HF para remover incrustaciones de silica silica en pozos geotermales. Pagina Nº 7
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 Reacciones del HF Las 3 etapas de la reacción del HF en la matriz matriz de la formación es la que afecta la elección elección del sistema ácido y son descripta a continuación
Etapa primaria ( o primera reacción) La primera reacción del HF remueve el daño de la matriz y mejora la permeabilidad. El ácido vivo HF reacciona con la arena, feldespatos, y arcillas. Los productos de esta reacción son primariamente fluoruro silicio con algo de fluoruro de aluminio. EL ácido HF durante esta etapa provee el mayor poder de disolución mientras solamente una pequeña p equeña cantidad de HCl es consumida. Esta primera etapa es la que remueve el daño.
Etapa Secundaria ( segunda reacción) Durante la reacción secundaria, los fluoruro de silicio reaccionan con las arcillas y feldespatos. La reacción libera una gran cantidad de aluminio dentro de la solución, consume una gran cantidad de HCl, y forma precipitados de silicio. Solamente el fluoruro de aluminio esta presente al final de esta secundaria reacción; los fluoruros de silicio han desaparecido. La parte crítica de esta reacción es controlar la precipitación del silicio. Investigaciones han descubierto que la precipitación del silicio como silica gel no es un significativo problema en ensayos de flujo conducido con ducido a temperaturas menores de los 250ºF. 25 0ºF. La precipitación p recipitación de la silica gel no es un problema si el fluido está en fluencia. Si al HF vivo se le da reposo, pueden producir daños severos y permanentes a la permeabilidad de la matriz por la precipitación de silica gel. Si la temperatura es superior a los 100 ºF, esta precipitación no puede ser evitada. La precipitación del silicio como fluoruro de silice puede ser muy dañina. Esta precipitación puede ser prevenida con el mejoramiento del diseño de fluido. En un caso en Indonesia, fue usado el Silica Scale Acid en una formación con predominio de feldespato de potasio a 200ºF. Basado en investigaciones previas, este precipitado debería deber ía ocurrir. Un Cloruro de amonio fue usado como overflush, overf lush, y se produjo un incremento en la presión de tratamiento. Cuando se usó el HCl como overflush , la presión del tratamiento disminuyó. Con el cloruro de amonio como overflush incrementó la presión del tratamiento en respuesta de que el HF no fue largamente activo, y los precipitados de fluosilicatos taparon la matriz de la formación. No hubo incremento de presión con el HCl como over flush porque el HCl redisuelve el precipitado. La reacción de disolución del precipitado continúa hasta que los fluoruros de silicio silicio son eliminado, por consiguiente previene el incremento de presión. Basados en esas observaciones, un incremento de presión cuando se usa el cloruro de amonio como overflush indica una potencial incompatibilidad entre el ácido y la mineralogía de la formación. El éxito de la acidificación de una arenisca depende de cuan efectivamente la mezcla del ácido usado previene la precipitación del fluoruro de sílicio.
Etapa terciaria ( tercera reacción)
Pagina Nº 8
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 Durante la reacción terciaria, el fluoruro de aluminio reaccionan con las arcillas o carbonatos hasta que todo todo el ácido ácido reman remanent entee es consu consumi mido do.. Resul Resulta tando ndo un unaa soluci solución ón que cont contie iene ne ácid ácidoo gast gastad adoo y complejos de fluoruro de aluminio. Si una fuente de salmuera es disponible para levantar el pH y mezclada con el Aluminio, el aluminio precipitará con pequeñas cantidades de silica gel para formar incrustacione incrustacioness de silicato de aluminio. aluminio. La adición adición del ácido acético acético del 3 al 5 % y ALCHEK en el tratamiento pueden reducir considerablemente o eliminar la precipitación de silicato de aluminio en el pozo, solamente el ALCHEK puede prevenir efectivamente las incrustaciones de silicato de aluminio profundamente en la matriz.
Pagina Nº 9
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000
Pagina Nº 10
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000
Relación HCl/HF La relación del HCl/HF depende del mineral predominante en la formación y la temperatura. Fueron conducidos ensayos con feldespato de sodio, feldespato de potasio, y formaciones con predominio de illitas para determinar la mejor mezcla de ácido para prevenir la precipitación de fluosilicatos de sodio y potasio a varias temperaturas. Los resultados se observan en las tablas 4 a 6. La relación optima de HCl/HF es de 9:1; mínima relación es de 6:1. Investigaciones y resultados de campo han demostrado que el tratamiento con Fines Control Acid (HF retardado) provee excelente compatibilidad con los minerales de la formación.
Pagina Nº 11
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 Tabla 4 – Aplicación para el Feldespato de sodio Temp. ºF Mezcla HF > 17 5 Sandstone completion acid < 17 5 K – Sapr Acid Tabla 5- Aplicación para el feldespato de Potasio Temp.ºF Mezcla HF > 250ºF Sandstone completion acid > 200 K- Spar Acid Tabla 6- Aplicación para la Illita Temp. ºF Mezcla de HF > 20 0 Sandstone completion acid > 12 5 K- Sapr Acid Volumen de ácido ¿Cuales ¿Cuales son la reglas para la elección del menor volumen de HF? A pesar de que un HF al 1.5% tiene la mitad del poder de disolución que el 3% de HF, la duplicación del volumen del 1.5%HF no producirá los mismos resultados, porque a concentraciones menores reacciona mucho mas lentamente con la arena. Esta mas lenta reacción permite que el HF use mas de su poder de disolución en las fuentes de daño como arcillas y feldespatos que en la arena. La tabla 7 muestra las diferentes concentraciones de HF y los volúmenes que darán iguales resultados.
Tabla 7 – Guias de Volumen de Ácido HF HF conc. % Volumne gal/ft 3 1 00 1 .5 1 50 1 2 00 Retardado HF 2 00
Acido Orgánico / HF Los ácidos Acético/HF y fórmico/HF a menudo son usados para remover el daño e incrementar la producción en pozos donde la formación no pueden tolerar los fluidos de tratamiento base HCl. Sin embargo, estos fluidos pueden producir precipitaciones secundarias severas de los productos de la Pagina Nº 12
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 reacción reacción del HF y no son recomendados. recomendados. Un nuevo sistema sistema ácido orgánico/HF orgánico/HF puede reemplazar reemplazar el uso de Acético/HF y fórmico/HF en formaciones sensibles al HCl. Un ácido orgánico tal como el ALCHEK, ALCHEK, es mezclado mezclado con el HF para prevenir la precipitaci precipitación ón secundaria con minerales sensibles al HCl, tales como chlorita, zeolitas y arcillas. El Volcanic Acid, es el nuevo sistema ácido orgánico/HF de Halliburton, y es también adecuado para usarlo en formaciones de alta temperatura y ayuda a prevenir el barro inducido por el HCl. Este incorpora el Cloruro de amonio para prevenir el hinchamiento de las arcillas sensibles al agua y agente penetrante para mejorar el contacto del ácido con el daño. El Volcanic Acid II es basado en el ALCHEK como ácido orgánico.
Evitando problemas ALCHEK Si en la formación hay presencia de carbonatos, la incorporación de ALCHEK en la mezcla del tratamiento HCL/HF previene exitosamente o reduce la formación de precipitados de aluminio. El silicatosilicato- aluminio es una incrustación incrustación amorfa conteniendo conteniendo ambos aluminio aluminio y silicio. silicio. Esta incrustación incrustación se forma cuando el HF gastado ha perdido todo el ácido, el fluoruro de silicio ha reaccionado completamente para dar lugar a una gran cantidad de aluminio dentro de la solución, y una salmuera es disponible disponible para levantar levantar el pH. El ALCHEK es mas efectivo efectivo que el ácido acético para prevenir prevenir las incrustaciones de aluminio y la precipitación de aluminio en la formación. ALCHEK es usado en el tratamiento Sandstone Completion Acid, Volcanic Acid II, y en otros sistemas ácidos donde la formación contiene 5 % o mas de carbonato.
Agua limpia El uso de agua limpia, en lugar de agua de mar o agua con cloruro de potasio, asegurará que el cloruro de amonio esté en su máximo potencial para efectuar el intercambio ionico con la formación en lugar del sodio o potasio del agua contaminada. Si se usa agua contaminada, la concentración del cloruro de amonio puede ser insuficiente para prevenir el taponamiento de matriz por la precipitación de los fluosilicatos o hinchamiento de arcilla.
Compatibilidad de las salmueras Recientes estudios efectuados por Halliburton han revelado que salmuera de completación pesadas son incompatibles con la mayoría de las aguas de formación. En la mayoría de los casos, la combinación de salmueras pesadas y agua de formación resulta en precipitación de sal. En caso de formaciones en la cual ha habido pérdida de salmuera pesada hacia su matriz debería usarce un alto volumen de acond acondic icio iona nador dor CLAY CLAYFIX FIX 5 como como prefl preflush ush.. El CLAY CLAYFIX FIX 5 disol disolve verá rá la sal e incr increm emen enta ta la efectividad del tratamiento ácido. La falla en el uso del CLAYFIX 5 permitirá que la sal precipite en la matriz cuando el preflujo H Cl se contacta con la salmuera pesada.
Perdida de lodo base agua
Pagina Nº 13
EFECTIVA ESTIMULACION ÁCIDA EN ARENISCAS (SANDSTONE) SANDSTONE 2000 Aquellos Aquellos pozos que han tenido significat significativa iva pérdida de lodo a través del intervalo productor productor requiere especial atención. Si el lodo perdido es uno bentonítico base agua normal, usar Mud Flush para dispersar dispersar el lodo y recuperarlo. recuperarlo. Cada etapa debería ser alrededor alrededor de la mitad del volumen volumen de lodo perdido y debería deber ía ser bombeado y retornado retorn ado a la superficie. super ficie. Por ejemplo, si la zona tomó 100 bbls de de lodo, un tratamiento de 2 etapas de Mud Flush debería efectuarse. Continuar bombeando subsecuentes etapas hasta que el retorno es prácticamente limpio.
Perdida de lodo base hidrocarburo Cada intervalo de producción que ha sido perforado con lodo base hidrocarburo debería ser tratado con N-Ver-Sperse para remover los sólidos mojados por hidrocarburo (oil wet) y remover el filtrado del lodo. Los sólidos sólidos del lodo lodo mojado por petróle petróleoo no será fácilmente fácilmente atacado atacado por el ácido ácido HF porque el hidrocarburo los rodea. El filtrado puede causar severos problemas de emulsión. Si algo de lodo lodo que ha sido perdido, se contacta con el ácido causará una sustancia semipermanente similar a la manteca de maní. Un caso reciente envolvió envolvió a un pozo con 2 insatisfact insatisfactorios orios tratamientos tratamientos de HF. Un tratamiento tratamiento con N-Ver-Sperse para remover el lodo provocó un incremento de la velocidad de producción.
Pozos con incrustaciones Para un tratamiento de HF exitoso, una limpieza química o mecánica del pozo debería hacerse antes del tratamiento. Limpiando el pozo (wellbore) asegura que el ácido del tratamiento reaccionará con la formación en lugar que con el contenido del wellbore. La limpieza previa también previene que las incrustaciones sean inyectadas dentro de la formación.
Inhibidores de corrosión Usar el manual “Halliburton Chemical Stimulation” para la elección del correcto inhibidor para su loca locaci ción. ón. El inhi inhibi bidor dor y las las quím químic icas as usada usadass deber debería íann ser comp compat atib ible less para para logra lograrr la máxi máxima ma efectividad.
Otras referencias de Estimulación Acida en Areniscas 1. Gdanski, R,D “ Cl3 Al Retards HF Acid for More Efficient Stimulations,” Oil & Gas ( Oct. 1985)
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
111-115 Gdanske, Gdanske, R,D and Peavy, M,A.:” M,A.:” Well Well Returns Returns Analysis Analysis Causes Re- Evaluat Evaluation ion of HCl theories, theories,”” SPE 14825 Almond Almond,, S,W., S,W., Brady, J,L and Underdown Underdown,, D.R: D.R: RETURN RETURN Fluid Fluid Analysi Analysiss from the Sadleroc Sadlerochit hit Formatio, Prudhoe Bay, Alaska: Field Study- Part I – SPE 18223 Shuch Shuchar art, t,C. C.E. E. and and Ali, Ali,S. S.A: A: “ Ident Identif ific icact actio ionn of Alum Alumin inum um Scale Scale with with the the Aid Aid of Synt Synthe heti tica call Produced Basic Aluminum Fluoride Complexes” SPEP & F ( Nov. 1993) pag. 191-196 Gdanski, Gdanski, R.D: “ Fluosili Fluosilicate cate Solubilit Solubilities ies Impact Impact HF Acid Compositi Compositions” ons” SPE 17404 Shuchar Shuchart, t, C.E and Buster, Buster, D.C:” D.C:” Determin Determinati ation on of Chemist Chemistry ry of HF Acidizin Acidizingg with with the Use of NMR Spectroscopy” SPE 28975 Shuchart, Shuchart, C.E.: C.E.: “ HF HF Acidizing Acidizing Returns Analysis Analysis Provide Provide Undertandi Undertanding ng HF reactions” reactions” SPE 30099 30099 Gdanski, R.D.” Fractional Pore Volume Acidizing Flow Experiments” SPE 30100
Pagina Nº 14
