TIPOS DE ACIDO Y LA QUÍMICA DE SUS REACCIONES La estimulación práctica y económica de la formación requiere la selección apropiada del tipo de ácido así como la técnica de acidificación. Es esencial para esta selección un conocimiento de las capacidades y limitaciones de los ácidos disponibles. Esta sección describe las características de los ácidos comúnmente disponibles y los factores químicos más importantes que deben participar en la selección ácida. La estequeometría, el equilibrio y la velocidad de reacción son tres factores químicos correlacionados que deben ser considerados al seleccionar el ácido apropiado para un determinado tratamiento de estimulación. La estequeometría de una reacción ácida con los materiales de la formación relaciona la proporción molecular entre reactivos y productos de reacción. Una vez que la estequeometría es conocida se puede calcular fácilmente la cantidad de materia de formación disuelta por un volumen del ácido. Un parámetro útil que relaciona la estequeometría del ácido es el poder disolvente. Se establece un equilibrio termodinámico en muchas reacciones ácidas antes que el ácido haya reaccionado totalmente. En particular en el equilibrio alcanzado en la reacción de ácidos orgánicos (tal como el ácido acético o fórmico) con formaciones de piedra caliza y dolomía. Las consideraciones del equilibrio controlan también la precipitación de los productos de la reacción que pueden anular los beneficios del tratamiento en formaciones carbonáticas o arenisca. La velocidad de reacción entre un determinado ácido y el material de la formación fija el tiempo requerido para que el ácido reaccione. Evaluando esto junto con la geometría dentro de la cual ocurre la reacción, puede ser estimada la distancia que el ácido penetra lejos del pozo (y con ello la estimulación esperada). Sistemas Ácidos y las Consideraciones en su Selección Los sistemas Ácidos de uso corriente se pueden clasificar como ácidos minerales o inorgánicos, ácido orgánico diluido, ácido orgánico en polvo, sistemas ácidos híbridos (o mezclas) y sistemas ácidos retardados. Los miembros más comunes en cada categoría se pueden indicar.
Ácidos Minerales a. Ácido Clorhídrico b. Acido Clorhídrico – Fluorhídrico
Ácidos Orgánicos a. Ácido Fórmico b. Ácido Acético
Ácidos en Polvo a. Ácido Sulfámico b. Ácido Cloroacético
Mezclas de Ácidos a. Ácido Acético-clorhídrico Acético-clorhídrico b. Ácido Fórmico- clorhídrico c. Ácido Fórmico-fluorhídrico
Sistemas ácidos Retardados a. Ácido Gelificado b. Ácido Químicamente Retardado Retardado c. Ácido Emulsionado
Todos estos sistemas, a excepción del Clorhídrico – Fluorhídrico y Fórmico-fluorhídrico son usados para estimular formaciones carbonáticas. Las características y aplicaciones principales se ven a continuación.
Ácidos Minerales Ácido Clorhídrico La mayoría de los tratamientos ácidos de formaciones carbonáticas emplean ampliamente el ácido clorhídrico. Generalmente se utiliza al 15% de la solución del gas cloruro de hidrógeno en agua. Esta concentración a menudo se llamó el ácido regular, se eligió originalmente así a causa de la incapacidad de inhibiciones tempranas y la dificultad de prevenir la corrosión de las cañerías del pozo si se usaban soluciones más concentradas. Recientemente con el desarrollo de inhibidores mejorados las concentraciones usadas son más altas y en general se logra aumentar la eficacia. Además de concentraciones altas se utilizan algunas consideradas diluidas que son utilizados donde el poder disolvente del ácido no es la única necesidad. Un ejemplo de tal aplicación se encuentra en la acidificación de areniscas donde el HCl al 5% y 7.5% se utiliza a menudo para p ara desplazar agua congénita adelante de mezclas ácidas Clorhídrico – Fluorhídrico para prevenir la formación de fluosilicatos de sodio y potasio, materiales capaces de tapar la formación. El uso continuado del ácido clorhídrico resulta de su moderado costo y productos solubles de reacción (cloruro de calcio y bióxido de carbono). La desventaja principal del uso del ácido clorhídrico es su alta corrosividad, en las cañerías del pozo. Esta alta corrosividad es especialmente significativa y costosa de controlar en temperaturas por encima de los 250 °F. También, los enchapados
metálicos de aluminio o cromo, que a menudo se encuentran en las bombas, son dañados fácilmente. Normalmente la aplicación (a causa de la temperatura de la formación o los materiales a ser protegidos) indicará la necesidad de usar un ácido menos corrosivo que el clorhídrico. Acido Clorhídrico – Fluorhídrico Esta mezcla ácida se utiliza casi exclusivamente para la estimulación de areniscas. Dentro de la industria química, el ácido Fluorhídrico (HF) está disponible comercialmente como una materia relativamente pura en la forma anhidra o como un concentrado (40 al 70 por ciento) en solución acuosa. Cuando se utiliza en la industria de petróleo para la estimulación de pozos, el HF es más a menudo una solución diluida en el ácido clorhídrico (HCl). Se puede formar de la dilución de soluciones concentradas de fluoruro de hidrógeno o, con más frecuencia, de la reacción de Bifluoruro de Amonio con ácido clorhídrico. A menudo, se utiliza 15 % HCl y se agrega suficiente Bifluoruro de Amonio para crear una solución que contiene 3 % de HF. El consumo de cloruro de hidrógeno en esta reacción deja el 12 % del HCl en la solución. Similarmente, el 6 % de HF a menudo se genera de soluciones de 15% HCl y la concentración final de ácido clorhídrico es aproximadamente 9%. Las soluciones más concentradas que van desde el 12 % HCl – 10% HF al 25% HCl- 20% HF son preparadas por la dilución de HF de la concentración necesaria en una solución acuosa de HCl. Las características de la corrosión de la mezcla HCl-HF son comparables con las de HCl solo, y se requieren similares inhibidores de corrosión.
Ácidos Orgánicos La principal virtud es la baja corrosividad y facilidad de inhibición a altas temperaturas. Han sido usados principalmente en operaciones donde se requiere un largo tiempo de contacto ácido-cañería, como los fluidos de perforación, o donde las superficies de aluminio o cromo no debían ser contactadas. A pesar que se consiguen muchos ácidos orgánicos, sólo dos, el acético y el fórmico, son usados mayormente en estimulación de pozos. Ácido Acético Fue el primero de los ácidos orgánicos en ser utilizado en volúmenes apreciables en estimulación de pozos. Está comúnmente disponible al 10% en solución del ácido acético en agua. En esta concentración, los productos de la reacción (acetatos de calcio y magnesio) son generalmente solubles en el ácido gastado. Además de ser utilizado como un fluido de perforación o como un fluido de baja corrosividad en presencia de metales que se corroen fácilmente, el ácido acético a menudo se utiliza en la mezcla con ácido clorhídrico en los ácidos híbridos. Respecto del costo por unidad de poder disolvente, el ácido acético es más costoso que el clorhídrico o el fórmico. Esto hace que generalmente se use en cantidades pequeñas sólo para la aplicación especial
descrita. El ácido acético reacciona incompletamente en la presencia de sus productos de reacción. El equilibrio establecido entre los productos y reactivos del sistema a menudo ha sido mal interpretado como evidencia de una velocidad retardada de reacción. A causa de esto, los ácidos orgánicos se han vendido como ácidos retardados para operaciones regulares de acidificación. Ácido Fórmico: De los ácidos orgánicos utilizados en acidificación, el ácido fórmico tiene el peso molecular más bajo y, correspondientemente, el costo más bajo por volumen de roca disuelta. Es un ácido substancialmente más fuerte que el acético aunque apreciablemente más débil que el ácido clorhídrico. Como el ácido acético, reacciona hasta una concentración de equilibrio en la presencia de sus productos de reacción. La ventaja principal del fórmico sobre el ácido acético es el costo, aunque esto ha sido parcialmente dejado de lado por la mayor dificultad de inhibir la corrosión usando este ácido. Aunque este ácido es más corrosivo que el acético, corroe uniformemente y con menos pitting que el ácido clorhídrico, existiendo inhibidores efectivos para su uso en temperaturas tan altas como 400 °F. En aplicaciones de alta temperatura la discrepancia del costo con el ácido clorhídrico se estrecha a causa de las altas concentraciones de inhibidor requeridas para el HCl.
Ácidos en Polvo Ácidos Sulfámico y Cloroacético Cloroacético Estos dos ácidos tienen un uso limitado sólo en estimulación de pozos, donde se asocia con la facilidad de la transportabilidad a ubicaciones remotas en la forma en polvo. Ellos son cristales blancos en polvo, rápidamente solubles en agua. Generalmente, se mezclan con agua en o cerca del pozo. Ambos ácidos son substancialmente más costosos que el ácido clorhídrico sobre la base del equivalente del poder disolvente. Los ahorros son significativos si se pueden eliminar los cargos del transporte y el bombeo. El ácido Cloroacético es más fuerte y más estable que el ácido Sulfámico y se prefiere generalmente cuando es necesario un ácido en polvo. El ácido Sulfámico se descompone cerca de los 180 °F y no se recomienda para las aplicaciones donde las temperaturas de formación son superiores a 160 °F.
Mezclas de Ácidos Ácidos Acético-clorhídrico y Fórmico- clorhídrico Estas mezclas ácidas han sido diseñadas para mejorar la economía del poder disolvente del ácido clorhídrico aparte de lograr la baja corrosividad (especialmente a altas temperaturas) de los ácidos orgánicos. Por eso se aplican casi exclusivamente en formaciones de alta temperatura donde los costos aparejados con el uso de inhibidores de corrosión en altas concentraciones afectan el costo total del sistema
ácido. Estas mezclas a veces se venden como ácidos retardados debido a la presencia de un ácido orgánico. Es importante reconocer que en condiciones de formación, el CO2 que evoluciona por la reacción del HCl reduce de d e forma importante la reacción del ácido orgánico donde, en casos extremos, evitan la reacción de los mismos. Ácido Fórmico-Fluorhídrico Fórmico-Fluorhídrico Esta mezcla, usada en areniscas, es a veces empleada en aplicaciones de alta temperatura debido a la baja corrosividad que la de la mezcla inorgánica HF-HCl.
Sistemas de Ácidos Retardados La velocidad de reacción de un ácido generalmente se puede retardar gelificando el ácido, óleo-humectando momentáneamente los minerales de la formación, o emulsionando el ácido con algún hidrocarburo. Ácidos Gelificados Los ácidos gelificados se utilizan para retardar la velocidad de reacción en tratamientos de fracturas. Los resultados del retraso debido al aumento en la viscosidad del fluido reducen la velocidad de transferencia ácida a la pared de la fractura. El uso de agentes gelificados (polímeros hidrosolubles comunes) se limita a formaciones de baja temperatura porque la mayor parte de los agentes de que se dispone se degrada rápidamente en solución ácida a temperaturas que exceden los 130 °F. Cuando se desarrollaron polímeros más estables se comenzaron a aplicar en fracturas ácidas. Los agentes gelificantes rara vez son utilizados en acidificaciones matriciales porque la alta viscosidad del sistema ácido reduce la inyectividad del ácido y a menudo prolonga el tratamiento innecesariamente. innecesariamente. Ácidos Químicamente Retardados Estos ácidos son preparados a menudo agregando un surfactante óleo-humectante al ácido en un esfuerzo para crear una barrera física a la transferencia ácida hacia la superficie de la roca. Para que sea eficiente, el aditivo debe d ebe adsorberse en la superficie de la roca y formar una película razonable. El uso de estos ácidos a menudo requiere la inyección continua de hidrocarburo durante el tratamiento. A altos caudales y temperaturas altas de formación, la adsorción disminuye y la mayor parte de estas materias llegan a ser ineficaz. Ácidos Emulsionados Estos sistemas pueden contener el ácido como fase interna o la externa. El más común contiene normalmente normalmente 10 a 30% de hidrocarburo hidrocarburo como la fase externa externa y ácido clorhídrico regular como la fase interna. Cuando el ácido es la fase externa la proporción del petróleo al ácido es a menudo cerca de 2:1. Tanto la alta viscosidad
creada por la emulsión como la presencia del petróleo pueden retardar la velocidad de transferencia ácida a la roca. Esta reducción en la velocidad de transferencia y su correspondiente reducción en la velocidad de reacción del ácido a menudo puede aumentar la profundidad de la penetración ácida. El uso de ácidos emulsionados de petróleo externo está limitado ocasionalmente por el aumento de las presiones de fricción de los fluidos. En general los ácidos químicamente retardados y emulsionados generan mejor penetración del ácido vivo.
ACIDIFICACIÓN DE CALIZAS Y DOLOMITAS Cuando acidificamos cualquiera de estas formaciones, el ácido penetra en la matriz de la formación a través de poros, de fracturas naturales o inducidas en la roca; el tipo de acidificaci6n depende generalmente generalmente del régimen de bombeo del número y tamaño de las fracturas. Formaciones no fracturadas La estimulación resultante de la acidificación de una formación que permanece sin fracturar durante el tratamiento es causada por un incremento en la permeabilidad de la matriz o de la formación. Mientras el ácido activo penetra la roca matriz, ensancha los espacios porales, continuando este proceso hasta que el ácido pierde su efecto. En formaciones no fracturadas la matriz sólo puede ser acidificada cuando la presión de tratamiento permanece menor que la presión de fractura de la roca. Acidificando la matriz, el área de contacto entre el fluido y la formación es muy grande, por lo tanto la presión de fricción aumenta rápidamente a medida que el régimen de bombeo aumenta. Debido a que la acidificación de la matriz debe hacerse a bajos regímenes de bombeo, se limita generalmente a remover el daño superficial de la formación (trabajos de "lavado"). Ensanchando los canales de flujo, los materiales causantes del daño pueden ser eliminados de la formación. Tratando daños de formación, tales como revoque de lodo e incrustaciones, debe tenerse cuidado de hacer el tratamiento a presiones inferiores que la de fractura, para evitar la fractura más allá del área dañada. Para obtener una máxima penetración acidificando la matriz, el ácido debe poseer baja viscosidad y baja tensión superficial. Los ácidos gelificados y emulsionados no deben ser usados, ya que su viscosidad y tensión interfacial aumentan considerablemente la presión de inyección.
Formaciones fracturadas – rocas carbonaticas La mayoría de las formaciones de calizas y dolomitas producen a través de una red de fracturas. Normalmente, un cierto intervalo aceptará ácido a través de los espacios
porales. La solución ácida reacciona con las paredes del canal de flujo, incrementando el ancho y la conductividad de la fractura. El primer paso en planificar un tratamiento ácido es seleccionar la correcta solución ácida de tratamiento. De los varios ácidos disponibles, sólo algunos pocos resultan económicamente efectivos en la estimulación de pozos petrolíferos. Ellos son: Clorhídrico, Fluorhídrico, Acético y Fórmico, y no todos pueden usarse en carbonáticas. carbonáticas.
Ácido clorhídrico Aunque el gas seco de cloruro de hidrógeno no es corrosivo, la solución acuosa del mismo reacciona con todos los metales comunes y la mayoría de los compuestos de ellos, incluyendo los carbonatos de calcio y magnesio que comprenden la mayor proporción de las formaciones productoras de gas y petróleo en el mundo. El ácido muriático puro es un líquido incoloro, pero toma un tinte amarillento cuando se contamina con hierro o sustancias orgánicas. Las soluciones acuosas de ácido HCl son obtenibles en concentraciones de hasta 23.5°Be (escala Baumé) o 38,7% en peso de gas de cloruro de hidrógeno. El ácido HCl debe ser manipulado cuidadosamente. Sus vapores son irritantes de la piel y de las membranas mucosas, y en soluciones concentradas puede causar quemaduras graves. Debido a sus cualidades más notables, el HCl es usado mucho más que cualquier otro ácido en la industria petrolera. Es fácil de obtenerlo en grandes cantidades comerciales. Tiene un bajo costo y es relativamente fácil de manipular. Posee una excelente velocidad de reacción en formaciones de calizas y dolomitas, y por lo general no forma precipitados insolubles. El ácido clorhídrico es el solvente más ampliamente usado, ya que es el producto químico obtenible más económico y eficiente para aumentar la permeabilidad de la mayoría de las formaciones. Generalmente, el ácido es suministrado en soluciones cuya concentración varia de 2 hasta 28 % en peso, y es químicamente inhibido para limitar su acción corrosiva sobre el tubing y el casing. El ácido es usualmente modificado para hacer frente a condiciones especiales del pozo que está siendo tratado. Tales modificaciones pueden incluir viscosidad, propiedades de pérdida por filtrado, tensión superficial, tendencias a la emulsión, retardo, y capacidad como secuestrante. a. Reacciones del acido HCl en calizas. El ácido HCl reacciona con calizas de la siguiente manera: 2 HCl + CaCO3 ⇔ CaCl2 + H20 + CO2 En otras palabras, el ácido HCl reacciona con calizas para formar Cloruro de Calcio (en solución), agua y Dióxido de Carbono (gas).
Reacción del Acido HCl con las Calizas a Diferentes Porcentajes
Reacción del Acido HCl con las Calizas a Diferentes Porcentajes Porcentaje de HCl
Libras de CaC03 disuelto por galón de ácido
Std. pie3 de C02 formado por galón
5 7½
0,586 0,890
2,221 3,367
10
1,201
4,551
15
1,844
6,991
28
3,659
13,850
b. Reacción del acido HCl con dolomitas. La ecuación aproximada de la reacción del ácido HCl con dolomitas es la siguiente: 4 HCl + CaMg (CO3)2 ⇔ CaCl2 + MgCl2 + 2 H2O+ 2 CO2 Esta ecuación es aproximada debido a que la relación de Carbonato de Calcio al Carbonato de Magnesio no es constante en las dolomitas. Acido acético Este ácido orgánico incoloro es soluble en agua en cualquier proporción, y en la mayoría de los solventes orgánicos. Aunque las mezclas de ácido acético con agua (tal como se usa en la estimulación de pozos) son consideradas corrosivas para la mayoría de los metales, la velocidad de corrosión es mucho menor que la de los ácidos HCl y HF. Por consiguiente, el ácido acético es empleado donde las superficies de aluminio, magnesio, o cromo deben ser protegidas. También se recomienda su uso cuando el ácido debe permanecer en contacto con el casing por muchas horas, como cuando se utiliza como fluido de desplazamiento en un trabajo de cementación. El ácido acético puro (conteniendo menos del 1% de agua) es conocido como acético glacial, debido a la apariencia de hielo de los cristales ácidos. Ácido fórmico Siendo el más simple de los ácido orgánicos, el ácido fórmico es completamente miscible (capaz de ser mezclado) con agua. En solución forma un ácido más poderoso que el acético. Por otro lado, sus propiedades son paralelas a las del ácido acético. En la estimulación de pozos petrolíferos es más frecuentemente frecuentemente utilizado en combinación con el ácido HCl como un ácido “retardador” para pozos de alta temperatura. El
porcentaje de ácido fórmico usado en tales aplicaciones normalmente es de 8 a 10%.
a. Reacciones del acido acético y fórmico Los ácidos Acético y Fórmico reaccionan con calizas de la siguiente manera: Acido acético 2 CH3COOH + CaCO3 ⇔ Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2 Ácido Acético Acetato de Calcio Acido fórmico 2 CHOOH + CaCO3 ⇔ Ca(CHOO)2 Ca(CHOO)2 + H2O + CO2 Ácido Fórmico Formato de Calcio
SOLUBILIDAD DEL RESERVORIO Como regla general, general, las formaciones con menos del 10% 10% de solubilidad no son son estimuladas con ácido clorhídrico. Sin embargo, el ácido HCl puede ser aplicado a cualquier tipo de formación para eliminar el daño skin ("skin damage"). Existen, por supuesto, muchas excepciones a esta regla del 10%. Por ejemplo, si la sección soluble de una formación está constituida de arena consolidada, la acidificación puede ser menos efectiva que cuando venas longitudinales de dolomitas o calizas están presentes. Esto es especialmente cierto cuando la formación de dolomitas-calizas es de bajo promedio de solubilidad. Las formaciones de dolomitas y calizas tienen un alto grado de reacción con el ácido HCl, y un moderado grado de reacción con ácidos fórmico y acético. La reacción de los ácidos mencionados con formaciones de areniscas, sin embargo, está limitada a la cantidad de material calcáreo presente en la formación. Pero el ácido fluorhídrico (HF) reacciona con areniscas, sedimentos y arcillas, y ha sido encontrado muy eficiente en la estimulación de reservorios de areniscas. Formaciones de areniscas Anteriormente dijimos que las calizas y dolomitas reaccionan a altas velocidades con el ácido HCl, y a moderadas velocidades con los ácidos fórmico y acético, pero las formaciones de areniscas reaccionan poco o nada con estos tres ácidos. Ácido fluorhídrico El ácido HF se presenta como un líquido, ya sea en forma anhidra (donde es fumante y corrosivo) o en solución acuosa (como es usado por las compañías de servicio). A causa de su bajo punto de ebullición, 66,9°F (19,2°C), en la forma anhidra, que generalmente es inferior a las temperaturas a la cual es transportado y bombeado, debe mantenerse en contenedores especiales presurizados cuando es usado en esta forma. El ácido HF ataca la sílice y los silicatos, tales como vidrio y concreto. También ataca el caucho, el cuero; ciertos metales, como hierro fundido, fundido, y varios varios materiales Orgánicos. En En la estimulación de pozos, el ácido HF es comúnmente usado en combinación con el ácido HCl. Las mezclas de los dos ácidos pueden ser preparadas diluyendo mezclas de los
ácidos concentrados con agua, o agregando sales de fluor al ácido HCl. Las sales de fluor liberan ácido HF cuando son disueltas en ácido HCl. Las concentraciones de HF en soluciones de HCl varían del 0.5% al 9%. La mayoría de las formaciones de areniscas están compuestas de partículas de cuarzo (Si02) ligadas juntamente por varias clases de materiales cementantes, principalmente carbonatos, sílice, y arcillas. La cantidad de reacción con el ácido HCl, fórmico, y acético se limita a la cantidad de material calcáreo presente en la formación. Sin embargo, el Si02 y las arcillas, juntamente con el material calcáreo, van a reaccionar con el ácido HF, aún cuando el régimen de reacción es bajo comparado con el ácido HCl en calizas. 4 HF + Si02 ⇔ SiF4 + H20 Ácido Fluorhídrico Tetrafluoruro de Silicio a. HF con HCL Debido a que el ácido HF reacciona con areniscas, sedimentos y arcillas, ha sido hallado efectivo para eliminar daños de formaciones en la estimulación de reservorios de areniscas. El HF es normalmente usado en combinación con el HCl en mezclas que varían en concentraciones de 6% de HCl - 1/2% de HF al 28% de HCl - 9% de HF. La concentración más común es de 15% de HCl y 3 o 4% de HF. El Ácido HCl en estas formulaciones tiene tres propósitos:
Para actuar como un convertidor y producir ácido HF a partir una de una sal de amonio. Para disolver el material soluble al HCl, y por consiguiente prevenir el desgaste prematuro del HF. Para prevenir la precipitación de fluoruro de calcio.
Concentración de HF (%) 1 2 3 4 5 6 7
Mezclas de Ácidos HCl-HF Requerimiento de HCl para 1000 galones de solución al 15% Concentración (%) Volumen (gal.) Cantidad de Bifluoruro de Amonio (libras) 16,1 986 128 17,3 973 258 18,5 959 390 19,8 946 523 21,1 933 659 22,4 921 798 23,8 909 939
b. Velocidad de reacción del HF Los factores básicos de control relativos a la reacción del ácido HF en la matriz son la temperatura, concentración del ácido, composición química de la roca de formación y la relación con el volumen de la roca. La temperatura tiene un marcado efecto en el régimen de reacción del HF en arena y arcilla. El régimen de reacción se duplica aproximadamente por cada 50°F (10°C) de incremento de temperatura. La velocidad de reacción también aumenta a medida que la concentración se duplica. Una solución de HF al 4% reacciona dos veces más rápido, por ejemplo, que una solución al 2%. Sorprendentemente, el régimen de reacción también se incrementa con presión, a pesar del hecho de que la mayoría de las reacciones que producen un gas (tales como las reacciones del HF en silicatos) son retardadas por la presión. Se cree que la formación de ácido fluosilícico (H2SiF6) a partir del gas producido, tetrafluoruro tetrafluoruro de silicio (SiF4), contribuye a la reacción total en la formación, lo que puede explicar el incremento de la velocidad de la reacción del ácido HF bajo presión. La cantidad relativa de arenisca, arcilla, sedimentos, y materiales calcáreos en cualquier formación también afectan el régimen de reacción, ya que cada uno de estos materiales tiene su propia característica de reacción con el ácido HF. Por ejemplo, el HF reacciona con arcillas a una mayor velocidad que con la sílice y con material calcáreo a mayor velocidad que con arcillas. c. Productos de reacción Debido a que el fluor es un elemento muy reactivo y debido a que la composición de la arenisca es variable, muchos productos de reacción se forman cuando las formaciones de areniscas son estimuladas con ácido HF. Por ejemplo, el fluoruro de calcio se forma cuando el HF reacciona con carbonato de calcio. 2HF + CaCO3 ⇔ CaF2 + H2O + CO2 Por lo tanto, hasta tanto el ácido activo esté presente, el fluoruro de calcio, un producto indeseable, permanece ionizado y en solución. Pero en ausencia de fluorhídrico o clorhídrico, el fluoruro de calcio puede ser precipitado. Manteniendo un bajo pH y no dejando el ácido mucho tiempo en el pozo, obtenemos la seguridad de que no precipite el fluoruro de calcio. Un preflujo de ácido clorhídrico es también usado para reaccionar con el calcio y el magnesio, para eliminarlos de la formación. Los iones de potasio y sodio que puedan estar presentes en el agua de la formación pueden reaccionar con el ácido fluorhídrico para formar los precipitados insolubles de hexafluosilicato de sodio o potasio (Na2SiF6 o K2SiF6). Donde existe esta posibilidad debe ser usado un preflujo de ácido-clorhídrico delante de la solución de tratamiento de fluorhídrico para desplazar el agua de la formación.
Las reacciones del HF con la sílice y las arcillas son complejas y responden, según los investigadores, a las siguientes ecuaciones: ecuaciones: 4HF + SiO2 ⇔ SiF4 + 2H20 6HF + SiO2 ⇔ H2SiF6 + 2H2O 36 H F + Al2 Si4 O10 (OH)2 ⇔ 4 H2 Si F6 + 12H2O + 3H3AlF6 La sílice puede precipitar a partir del ácido gastado, cuando la concentración de HF es muy baja; H2SiF6 + 4H20 ⇔ Si(OH)4 + 6HF Este precipitado de sílice es un coloide hidratado, voluminoso [Si(OH)4. n H20] que daña la permeabilidad de la roca.
