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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL

• 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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL

• 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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL 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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL 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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL 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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL 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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL 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.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL 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

ESTIMULACIÓN MATRICIAL 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

por unidad de costo en

concentraciones menores.

- Concentraciones mayores de

HCl tendrán una mayor

densidad y viscosidad, por lo

tanto tendrá mayor capacidad

de suspensión de finos

insolubles que redundará en

una mayor limpieza.

-El efecto corrosivo que hace

que el ácido sea útil como fluido

de estimulación lo convierten en

una amenaza para el metal de

las bombas, válvulas y tubería

del pozo.

- La protección contra el efecto

corrosivo del ácido es provista

por la adición de un inhibidor de

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 (bajasolubilidad) de las reacciones del HF .

• Rápido gastado del acido y poca penetración aaltas temperaturas.

• Rápida declinación de la productividad del pozoluego de la estimulación.

• Se puede propiciar el colapso de la formaciónen 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 ionizaciónen agua .

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

• Se considera un agente secuestrante de hierro ycontrolador 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 .

Cinética de

reacción

Reacción heterogénea

Estequiometria

Velocidad Reacción

Equilibrio termodinámico

Factores

que afectan

la velocidad

de reacción

Área/Volumen

Temperatura

Concentración de ácidos y productos

Velocidad de Flujo

Composición de la roca

ADITIVOS

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

Comportamiento

Temperatura

Tipo de metal

Tipo y concentración del inhibidor

Efectos de otros aditivos

Tipo de contacto

Tipo y concentración

de ácido

EQUIPOS DE BOMBEO

AGENTES DIVERGENTES

Son agentes mecánicos o químicos que taponan temporalmente las zonas de

mayor permeabilidad.

EspumasBolas

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.

CLASIFICACION

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

Retardar la reactividad del

ácido

Recuperación rápida del fluido

Disminuir contenido de

agua

De

sve

nta

jas

Costo

Concentración

Incompatibilidad

Reacciones adversas

Punto de inflamación

Corrosividad

TRATAMIENTOS

GENERALES

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

SELECCIÓN DE FLUIDOS EN LA ACIDIFICACIÓN MATRICIAL

• 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.

SELECCIÓN DE FLUIDOS EN LA ACIDIFICACIÓN MATRICIAL

• 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

SELECCIÓN DE FLUIDOS EN LA

ACIDIFICACIÓN MATRICIAL• METODOLOGÍA:

Seleccionar fluidos básicos

SELECCIÓN DE FLUIDOS EN LA ACIDIFICACIÓN MATRICIAL

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