Camilo Gómez

Ana María Hernández

Marcos Serna

Shadya Taleb

ESTIMULACION MATRICIAL

REACTIVA

La estimulación matricial, se caracteriza principalmente por

gastos y presiones de inyección menores a la presión de

fractura.

El objetivo mas importante de la estimulación matricial es

remover la condición de daño de la formación.

Para lograr el éxito en una estimulación matricial, es necesario

seleccionar apropiadamente el fluido de tratamiento.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL

La estimulación matricial reactiva o acida consiste en la

inyección a la formación de soluciones químicas a gastos y

presiones inferiores a la presión de ruptura de la roca.

Estas soluciones reaccionan químicamente disolviendo

materiales extraños a la formación y parte de la propia roca.

ESTIMULACIÓN MATRICIAL REACTIVA

El objetivo principal en esta técnica es remover el daño

ocasionado en las perforaciones y en la vecindad del pozo y

eliminar obstrucciones en el mismo.

También, en formaciones de alta productividad, la

acidificación matricial se usa para estimular la productividad

natural del pozo.

Así como en el caso de la estimulación matricial no reactiva, los

surfactantes son los productos activos, en la estimulación

matricial reactiva los ácidos constituyen el elemento básico.

ÁCIDOS

Son sustancias que se ionizan en iones de

hidrogeno y un anión, cuando están en

solución en el agua.

Los iones hidrogeno son elementos activos

que reaccionan con minerales,

disolviéndolos.

Acido clorhídrico, HCl

Acido fluorhídrico, HF

Acido acético, CH3-COOH

Acido fórmico, HCOOH

TIPOS DE ÁCIDOS

Es un acido inorgánico usado ampliamente en formaciones

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

La reacción química representada por la siguiente

ecuación:

Las concentraciones máximas de grado comercial de HCl son de

aproximadamente 36% por peso.

ACIDO CLORHÍDRICO, HCL

Comercialmente este cido se encuentra disponible con el

nombre de Super X Acid, Regular Acid o NE Acid, que s

incluye un inhibidor de n mezclado en una n

con una n de 20 % por peso o s.

Es un cido nico usado en formaciones de areniscas. Se

presenta en forma quida, bien sea en forma drida o en

n acuosa. Ataca al lice y los silicatos, y materiales como

el hierro fundido y varios materiales nicos.

En la n de pozos, es nmente usado en

n con el HCl. Las mezclas de los dos cidos pueden

ser preparadas diluyendo mezclas de los cidos concentrados con

agua, o agregando sales de fluor al cido HCl.

ACIDO FLUORHÍDRICO, HF

El HF es muy efectivo en tratamientos de n de os

por taponamiento de la n causado por lodos de

n (excepto barita), arcillas y otros silicatos.

La a de las formaciones de areniscas n compuestas

de culas de cuarzo (SiO2) ligadas conjuntamente por

varias clases de materiales cementantes, principalmente

carbonatos, lice y arcillas.

Es un acido débil debido a que su ionización con el agua es

parcial y ocurre lentamente.

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.

CIDO ACÉTICO, CH3-COOH

De los ácidos orgánicos empleados en

acidificación , el ácido fórmico tiene el peso

molecular más bajo y correspondientemente el

costo por volumen más bajo por roca disuelta.

Es sustancialmente más fuerte que el ácido

acético, sin embargo es más débil que el HCl.

ACIDO FÓRMICO, HCOOH

COMBINACIONES Y

FORMULACIONES

Mezcla exlusiva para restaurar la permeabilidad de las areniscas

Disuelve todos los minerales que son solubles en HCl, asi como minerales sil icios.

Propositos HCl:

1) Actuar como convertidor y producir HF a partir de una sal de amonio

2) Disolver el material soluble HCl, y prevenir el desgaste prematuro de HF

3) Prevenir precipitacion de Fluoruro de Calcio o de Magnesio

1. MUD ACID: MEZCLA HCL Y HF

Consiste en etapas alternas de HCl y NH4F (Fluoruro de

amonio) para generar hidrogeno en contacto con minerales

arcillosos

2. MUD ACID SECUENCIAL

El Clay acid es un sistema de acidificacion que no se gasta

rapidamente sobre el material de la formacion, y por eso no

alcanza una penetracion profunda, sin convertir la region

adyacente del pozo en una zona no consolidada.

3. ACIDO FLUOBORICO (CLAY ACID)

Mezcla util en areniscas

Empleada en altas temperaturas debido a que es menos

corrosivo que las mezclas de acidos inorganicos HF - HCl

4. ACIDO FORMICO - FLUORHIDRICO

Su uso es limitado en la estimulacion de pozos debido a su

traslado en forma de polvo. Ademas es mas costoso que el

HCl

El acido cloroacetico es mas fuerte y estable que el acido

sulfamico. El acido sulfamico se descompone a temperaturas

aproximadas a 180°F y no es recomendable a Temperaturas

superiores a 160°F

5. ACIDO SULFAMICO Y CLOROACETICO

Mezclas utiles en carbonatos, generalmente diseañadas para

combinar el potencial economico disolvente de HCl con la

baja corrosividad de los acidos organicos

Su aplicación es casi exclusiva en formaciones de alta

temperatura

6. ACIDO CLORHIDRICO – ACIDO FORMICO

CLORHIDRICO

Son una mezcla de un acido (HCL o mud acid) y un alcohol

(isopropil o metil).

Principal aplicación en zonas de gas seco y baja

permeabilidad, donde el metal disminuye la tension

superficial y permite una penetracion mas profunda de acido

a la matriz de la roca

7. ACIDOS ALCOHOLICOS ( PARA

YACIMIENTOS DE GAS SECO)

La mezcla de acido con alcohol diminuye la tasa de reaccion

acido-mineral y provee un efecto retardador.

La disminucion de la tension superficial facilita la limpieza

de la formacion y aumenta la presion de vapor de la mezcla

Son generalmente usados para remover los bloqueos por

agua

TIPOS DE ADITIVOS

Un inhibidor es un producto quimico que retarda la reaccion

del acido con los iones hierro del metal, evitando o

retardando la corrosion.

INHIBIDORES DE CORROSION

Temperatura

Tiempo de contacto

Concentracion de acidos

Tipo de acido

Tipo de metal

Inhibidor utilizado para la corrosion

Gases de acidos disueltos: oxigeno, dioxido de carbono,

sulfuro de hidrogeno

FACTORES QUE AFECTAN LA CORROSION

DIVERGENTES

•Son aquellos que permiten obtener igual distribución de

los fluidos en el intervalo a ser tratado.

Se clasifican en:

1. Solidos: Son aquellos que crean restricciones a

través de las zonas mas permeables:

2. Quimicos: Son aquellos químicos que forman

precipitaciones o emulsiones cuando entran en

contacto con un catalizador externo

APLICACIONES

Dependiendo del tipo de completación que tenga el pozo, en el

cual se va a realizar la estimulación matricial, cada uno de los

tipos de agentes divergentes tiene su aplicación específica:

Sólidos: •En perforaciones.

•Camisas de rejillas.

•Empaques con grava.

•Hoyo Abierto.

Geles y Fluidos Viscosos: •Para cualquier tipo de

completación

Espuma: •Para cualquier tipo de

completación.

Métodos Mecánicos: •En perforaciones.

•Camisas de rejillas.

Bolas Selladoras: •Sólo en perforaciones.

Son compuestos químicos orgánicos que afectan la tensiónsuperficial o inter-facial de sustancias polares y no polares.Constan de una parte hidrófila y otra lipófila.

Se clasifica :

Por su Solubilidad :

•Solubles al agua (hidrofíl icos)

•Solubles al petróleo (lipofíl icos)

Por su Naturaleza Iónica :

•Catiónicos

•Aniónicos

•No Ionicos

•Anfotéricos

SURFACTANTES

Los surfactantes son comunes en todos los tratamientosácidos y ellos son el elemento básico en lasestimulaciones no reactivas; las funciones de unsurfactante usado en una acidificación incluyen: La des-emulsión, dispersión, prevención del sludge (finos),penetración y reducción de la tensión superficial, evitar elhinchamiento o dispersión de arcillas, mojar de agua a laroca, ser compatible con los fluidos de tratamiento y de laformación, ser soluble a los fluidos de tratamiento atemperatura de yacimiento.

Principales funciones de surfactantes

En la acidificación, se inyecta una solución ácida (HCl, HF)

extremadamente corrosiva para los metales, pero capaz de disolverla roca almacén (carbonato, síl ica). Se usan alquil piridinios comoinhibidores de corrosión, alquil fenoles etoxilados comohumectantes y alquil amonios etoxilados como dispersantes departículas finas.

A menudo, particularmente en presencia de carbonatos, se desearetardar la acidificación, para que el fluido ácido pueda penetrar acier ta distancia del pozo antes de reaccionar con la roca.

Surfactantes y estimulación acida

Uno de los métodos de retardación consiste en emulsionar la

fase acuosa ácida en kerosén en forma W/O. Para tales

emulsiones se usan sulfonatos de petróleo o sales de ácidos

carboxíl icos. Siendo el kerosén la fase continua, el contacto

ácido-roca no se produce inmediatamente y la emulsión puede

penetrar a varios metros del pozo antes de que se consuma

todo el ácido

Acidificación retardada

Otro método de retardación consiste en inyecta nitrógeno con la solución ácida, la cual contiene agentes espumantes como alquil éster sulfatos, surfactantes etoxilados y a veces surfactantes fluorocarbonados. La espuma formada juega dos papeles. De una parte reduce el contacto entre el ácido y la roca y por lo tanto reduce la velocidad de ataque.

Por otra parte tienen tendencia en llenar las fracturas y taponarlas , lo que obliga al ácido a penetrar en la zonas de baja permeabilidad

Estos dos últimos métodos deben emplearse con cierto cuidado

para evitar el taponamiento del pozo con emulsiones o

espumas, lo que puede luego tener un efecto desfavorable

sobre la producción. Después de la acidificación se pone el

pozo en producción para eliminar el residuo de ácido y las

partículas finas producidas por la desagregación de la roca. Es

en esta etapa que se requieren agentes dispersantes.

Los solventes mutuos o mutuales como el Etilen GlicolMono Butil Ether o materiales similares, son otros aditivosfrecuentemente utilizados en los sistemas ácidos, amenudo son utilizados por su solubilidad tanto en fluidosbase agua o aceite. Los solventes mutuos se desarrollaronhace algunos años para facilitar la reacción del ácido ensuperficies cubiertas de aceite debido a su habilidad paraayudar a disolver mas allá de la cubierta de aceite;también ayudan a disminuir la tensión superficial delácido reactivo lo que facilita la recuperación del ácidogastado y la limpieza del pozo. Los solventes mutuos paraser efectivos, deben ser agregados en concentraciones deaproximadamente 10% del volumen de ácido, su uso debeser evaluado antes del tratamiento.

Solventes mutuos

Durante el proceso de estimulación matricial, cierta cantidadde hierro será disuelta debido a la acción del ácido sobre lassuperficies de las tuberías de bombeo, revestidores, tuberíasde producción, equipos de fondo de pozo, y minerales de hierroque contengan las distintas formaciones con las cuales éltratamiento ácido entra en contacto. La precipitación del hierrodisuelto en un tratamiento ácido sólo representará unproblema cuando ésta ocurra en el medio poroso, puesto quedañará la permeabilidad de la roca. El (Fe(OH)3) precipitacuando el ph del tratamiento está en el rango de 2.2 a 3.5,ocurriendo su precipitación total cuando se haya alcanzado unph de 3.5, en el tratamiento.

Para mantener en solución el hierro disuelto durante el procesode acidificación, se usan productos estabilizadores que actúancomo formadores de compuestos solubles, o como agentesreductores, que transforman el ión férrico a ferroso.

Agentes acomplejantes y estabilizadores de hierro

Metodos de control de hierro:

Agentes Secuestrantes: Son productos químicos que forman una solución compleja en agua , estable con los iones férrico y ferroso.

Ácido Cìtr ico

EDTA (Ácido Tetra -Acètico Di -amino Eti leno)

Tetra Sodio EDTA (Tetra Sodio Ácido Tetra -Acético Di -amino Eti leno)

Di-Sodio EDTA (Di - Sodio Ácido Tetra -Acético Di -amino Eti leno)

Tri -Sodio NTA (Tri -Sodio Acido Acético - Nitr i lo)

NTA (Acido Nitr i lo Acético)

Agentes de Reducción : Su función es conver tir el ión férrico en una solución de ión ferroso y mantener este estado de oxidación. Estos productos son:

Eritorbate de Sodio (NaC6H7O6H2O)

Ácido Eritorbático (C6H8O6)

Mezclas de productos químicos

Agentes de Control de ph.- Estos materiales actúan como agentes

amortiguadores o controladores para mantener un ph bajo y

retardar la precipitación de los componentes insolubles de

hierro. Estos productos son:

Ácido Acético y Acético Anhídrido

Pirofosfato Ácido de Sodio

Removedores de Sulfitos.- Son productos químicos los cuales

forman componentes estables con los iones sulfitos.

PROCESO DE

ESTIMULACION

MATRICIAL REACTIVA

Identificar daño

Conocer las propiedades de la formación

Fluidos propuestos

Ejecución

Sistemas de recuperación

Disposición de fluidos

PROCESO DE ESTIMULACION MATRICIAL

REACTIVA

Daño por bloqueo de agua

Daño por bloqueo de aceite

Daño por bloqueo de emulsiones

Daño por cambios de mojabilidad

Daño por invasión de sólidos

IDENTIFICACIÓN DE DAÑOS

Pruebas de laboratorio

Información de pozos cercanos

Descartar un entrampamiento o bloqueo por agua

Análisis PVT

INDICIOS

Muestra del fluido de producción

PRUEBAS DE LABORATORIO

Con esta prueba se descartan problemas por emulsiones

indeseadas.

Es muy útil para descartar problemas por entrampamiento o

bloqueo por agua.

CORTES DE AGUA (ALTO % BS&W)

Análisis petrográficos

Análisis petrofísicos

Análisis químicos

Pruebas de flujo

ANÁLISIS DE NÚCLEOS

Se necesita conocer:

Porosidad

Permeabilidad

Resultados de análisis PVT

Estado mecánico del pozo

PROPIEDADES DE LA FORMACIÓN

Varían dependiendo del tipo de formación, del tipo de daño de

la formación, etc.

Posible encontrar:

Pickle

FLUIDOS PROPUESTOS

Fluido de limpieza de tubería

Proporcional a la contaminación de la tubería

TRATAMIENTO PICKLE

Cerrar válvulas de cabezal de pozo

Instalar la línea de retorno y la unidad de bombeo en el espacio anular

Realizar pruebas

Preparar e inyectar fluidos a través del tubing

Aplicar tratamiento pickle

Inducir el pozo a producción

Recuperar fluidos peligrosos para la formación

EJECUCIÓN DE TUBERÍA DE

COMPLETAMIENTO

Cerrar válvulas del cabezal del pozo

Instalar líneas de retorno y unidad de

bombeo en el espacio anular

Realizar pruebas

Aplicar tratamiento pickle

Inducir el pozo a producción

Recuperar fluidos peligrosos para la

formación

EJECUCIÓN DEL COILED TUBING