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CAPTULO 15

SUPLEMENTOS DE ACIDIFICACIN DE FLUIDOS

15.1. INTRODUCCIN

La seleccin adecuada de fluido es crtico para el xito de un tratamiento matriz.

La figura 15-1 muestra los tipos del dao que se puede producir y qu tipo de

tratamiento sera necesario. El tratamiento puede ser un fracaso si no se utilizan

los aditivos apropiados. El fluido de tratamiento est diseado para que sea

efectiva o eludir el dao, mientras que los aditivos se utilizan para evitar la

excesiva corrosin, evitar espesamiento y emulsiones, prevenir precipitacin de

hierro, mejorar la limpieza, mejorar la cobertura de la zona y evitar la precipitacin

de reaccin productos. Los aditivos tambin se utilizan en preflushes y overflushes

para estabilizar las arcillas y dispersar parafinas y asfaltenos. Las funciones de

algunos de los aditivos se discuten brevemente en este captulo.

El punto en el que la carga superficial es neutral se conoce como el punto de

carga cero (pcc). Tabla 15-1 proporciona los valores aproximados de la pcc para

varios comn minerales.

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Figura 15-1 Tipos de daos

Tabla 15-1. Punto de carga cero de algunos materiales de depsito representativo

Por lo tanto, la forma en que interactan con el aditivos depsito en realidad

depende del pH. Bajo las condiciones que normalmente se asocian con el

acidization matriz de areniscas, el pH del cido es menor que el pcz de los

constituyentes del yacimiento, lo que provoca la materiales de formacin para

comportarse pagan como positivamente.

15. 2 LOS INHIBIDORES DE CORROSIN

Los aditivos cidos ms importantes son la corrosin inhibidores. Un inhibidor de

la corrosin es una sustancia qumica que frena el ataque de la corrosin

cida en la tubera de perforacin, tubera o cualquier otro metal que los

contactos de cido durante el tratamiento.

15.2.1 La corrosin de metales

Cualquier superficie de metal es un compuesto de electrodos elctricamente en

cortocircuito a travs del cuerpo del metal s

Mientras el metal permanece seca, no se observan las corrientes locales y la

corrosin. Sin embargo, en la exposicin del metal a la sal acuosa, lcali o

soluciones de cido, las clulas de accin local pueden funcionar, que conduce a

la conversin qumica del metal a productos de corrosin

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15.2.2 La corrosin del cido sobre el acero

Todas las soluciones de cido no inhibidas corroer el acero. La ataque del cido

sobre el acero se produce a travs de la disociada iones de hidrgeno en la

solucin de cido. Esto resulta en la la oxidacin y la disolucin de hierro en los

sitios andicos

Figura 15-2. Una superficie de metal compuesto tanto andica y sitios catdicos

(Schechter, 1992). En las superficies de metal, junto con la reduccin de

iones de hidrgeno y la formacin de hidrgeno en los sitios catdica.

Las ecuaciones para una reaccin andica (oxidacin):

Fe Fe+2 + + 2e-

hierro metlico electrones de hierro inico y una reaccin catdica (reduccin):

2H + + 2e- H2

inica electrones de hidrgeno hidrgeno

Se pueden combinar para mostrar la reaccin global: Fe + 2H + Fe2+ + H2

hierro metlico de hidrgeno inico inica de hidrgeno de hierro

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La unidad de medida utilizada para determinar la cantidad de corrosin es

lbm/ft2. Corrosin Aceptable lmites de acero de baja aleacin se muestran en la

Tabla 15-2.

El rango aceptable es 0,02-,09 lbm/ft2 de la superficie de metal, dependiendo de la

temperatura y tiempo de exposicin. Los cidos corroen ms uniforme, con

menos picaduras, a temperaturas ms altas. A temperaturas elevadas, se puede

producir ms la corrosin, pero la posibilidad de la formacin de un agujero en la

cadena de tubera de perforacin o tubo es en realidad menos.

La eficacia de un inhibidor de la corrosin dada depende del metal. McDougall

(1969) reportaron pruebas de cinco inhibidores de la corrosin comerciales

diferentes el N80, J55 y P105 tubulares.

15.2.3. Picaduras tipos de corrosin cida

En las soluciones de cido no inhibidas, la corrosin del acero es por lo general

uniforme. El desplazamiento constante de andico y reas catdicas se propaga la

corrosin bastante uniformemente sobre toda la superficie del metal. En los

cidos inhibidos, picaduras de la superficie se produce en algunas situaciones

como un resultado de la descomposicin inhibidor, el inhibidor insuficiente o

impurezas de metal.

Desglose Inhibidor

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De tipo corrosin por picadura no es poco comn sobre el acero que contiene un

inhibidor de corrosin inferior que es expuesto a soluciones de cido. Todos los

inhibidores de la corrosin finalmente romper despus de un cierto perodo de

tiempo, dependiendo de varios factores incluyendo la temperatura, la fuerza del

cido y el tipo de metal. Cuando este punto se alcanza, un inhibidor de la inferior

puede en realidad promover picaduras por desorcin de la superficie

metlica en reas localizadas.

Insuficiente Inhibidor

Independientemente de la calidad del inhibidor de la corrosin, picadura tambin

puede ocurrir si hay una insuficiente cantidad de inhibidor para recubrir

eficazmente el superficies de acero. Superficies de acero sin proteccin son

rpidamente atacado por la solucin de cido y picaduras ocurre.

Impurezas Metlicas

Otra condicin que promueve la picadura es la presencia de impurezas o

inclusiones dentro de la de acero. Por ejemplo, pequeos trozos de escoria puede

quedar atrapados durante la formacin del acero, o el tratamiento trmico

inadecuado o temple del acero puede producir discontinuidades en su estructura

de grano.

Estas imperfecciones pueden, a su vez, se convierten en andico en relacin con

la estructura de acero que rodea y por lo tanto

15.2.4. Fragilizacin por hidrgeno

Resultados de la fragilizacin por hidrgeno a partir de la catdica reaccin

descrita anteriormente en la que el hidrgeno se reducen a iones hidrgeno

elemental. Elemental resultados de hidrgeno de las operaciones de

acidificacin. Elemental de hidrgeno adsorbido por un metal puede disminuir

ductilidad hasta el punto de que el metal se vuelve frgil.

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La Figura 15-3 muestra el efecto del contenido de hidrgeno y resistencia a

la traccin en la prdida de ductilidad del acero.

El N80, P110 y Q125 grados de tubos y carcasa son propensos a la fragilizacin

como resultado de la acidificacin.

En consecuencia, la seleccin inhibidor debe tomar este en cuenta. con el

aumento de hidrgeno contenido y la fuerza (Tetelman, 1973). 1 ksi = 100 lbf/in.2.

Figura 15-3. Reduccin de la ductilidad

15.2.5. Corrosin por diferentes tipos de cidos

El grado de disociacin de los iones de hidrgeno de la molcula de cido, junto

con la concentracin de cido, determina la actividad de los iones hidrgeno, que

es directamente proporcional a su corrosividad sobre acero. la grado relativo de

la disociacin para algunos comunes cidos clorhdrico es> frmico> actico.

Por lo tanto, cido clorhdrico (HCl) es ms corrosivo sobre el acero que el

cido frmico, que es ms corrosivo que el actico cido. Como es lgico, el de

un cido ms agresivo es en su ataque en el acero, ms difcil es para inhibir.

Sin embargo, el mecanismo de ataque es la misma para todos tipos de cidos.

15.2.6 Inhibidor de tipos

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Inhibidores de la funcin al interferir con la qumica reacciones que se producen

en el nodo o el ctodo de la clula de corrosin. Los dos tipos bsicos de

corrosin inhibidores son inorgnicos y orgnicos. Tambin hay ayudas inhibidor.

Los inhibidores de corrosin inorgnicos

Esta clase de inhibidores incluye las sales de cinc, nquel, cobre, arsnico,

antimonio y otros varios metales. De stos, el ms ampliamente utilizado son los

compuestos de arsnico. Cuando estos compuestos de arsnico se aaden a una

solucin de cido, que "Plate "de acuerdo a los sitios catdicos de superficies de

acero expuestas.

El chapado disminuye la tasa de iones de hidrgeno de cambio, debido a que el

sulfuro de hierro que se forma entre el acero y los cido acta como una barrera.

Lo es un proceso dinmico en el que el cido reacciona con sulfuro de hierro, en

lugar de metal.

Algunas de las ventajas de los inhibidores inorgnicos son que ellos

Trabajar con eficacia a altas temperaturas durante mucho tiempo tiempos de

contacto

Cuestan menos que los inhibidores orgnicos.

Desventajas de inhibidores inorgnicos son

Tienden a perder su eficacia en soluciones cidas ms fuerte que

aproximadamente 17% de HCl

Reaccionar con sulfuro de hidrgeno (H2S) a travs de la sulfuro de hierro que

pueden estar presentes para formar una insolubles precipitar tales como sulfuro

de arsnico

Catalizadores de refinera veneno (como el platino)

Puede liberar gas arsina txica como un subproducto de corrosin

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Son difciles de mezclar y peligroso de manejar.

inhibidores de corrosin orgnicos

Inhibidores de corrosin orgnicos se componen de polar compuestos orgnicos

capaces de adsorber sobre la superficie de metal, estableciendo de ese modo

una pelcula protectora que acta como una barrera entre el metal y el cido

solucin. Por lo general, sirven como un polarizador catdica mediante la

limitacin de la movilidad de iones de hidrgeno en los sitios catdicos.

Inhibidores orgnicos se componen de ms bien complejo compuestos, con

uno o ms grupos polares hechas de azufre, oxgeno o nitrgeno.

Algunas de las ventajas de los inhibidores orgnicos:

Se puede utilizar en presencia de H2S sin la precipitacin de sales, tales

como sulfuro de arsnico (que se puede tapar el pozo)

No catalizadores de refinera de veneno

Trabajar con eficacia en todas las concentraciones de cido.

Desventajas de los inhibidores orgnicos

Degradarse qumicamente con el tiempo en presencia de cido y por lo tanto

no proporcionan fcilmente a largo plazo proteccin a temperaturas superiores a

200 C [95 C] (Tabla 15-3)

Costar ms que los inhibidores de corrosin inorgnicos.

Ayudas Inhibidor

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Aunque estos aditivos no funcionan como inhibidores, que aumentan la eficacia

de la orgnica inhibidores. Las ayudas inhibidores comunes son de potasio

yoduro, yoduro cuproso, cloruro cuproso y cido frmico. La adicin de estos

materiales a formulaciones de inhibidores orgnicos existentes en gran medida

extiende el rango de su eficacia, en particular en aplicaciones de alta

tempuratura.

Tabla 15-3. Eficacia de los inhibidores de la corrosin

15.2.7. Compatibilidad con otros aditivos

Cualquier aditivo que altera la tendencia de la corrosin inhibidor para adsorber

tambin cambiar su eficacia.

Por ejemplo, agentes tensioactivos aadidos al cido para diversos propsitos

pueden formar micelas que solubilizan el inhibidor, disminuyendo de ese modo

la tendencia para el inhibidor para adsorber en la superficie metlica.

inorgnico sales y disolventes mutuos tambin pueden interferir con inhibidor

de adsorcin. Si es posible, los aditivos que reducen la eficacia de los inhibidores

debe ser incluido en un de pre-limpieza o sobredesplazamiento en lugar de en la

solucin de cido.

15.2.8. La evaluacin de laboratorio de los inhibidores

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La evaluacin de laboratorio de un inhibidor de la corrosin consiste en someter un

cupn de metal a ser protegido al cido para ser utilizado. El cupn es

normalmente insertado en una mezcla de cido y la corrosin inhibidor para

ser evaluado y colocado en una presin calentada.

Un factor de punzadas de unidad representa un ataque uniforme, muchos factores

influyen en la velocidad de corrosin medidos en tales pruebas. De gran

importancia son

Grado de agitacin

Tipo de metal

El tiempo de exposicin

Temperatura

Tipo cido y la concentracin

Tipo inhibidor y concentracin

El ndice de volumen de metal con cido

La composicin del gas (si una interfaz est presente)

Presin

Presencia de otros aditivos tales como agentes tensioactivos.

Sugerencias para la seleccin de inhibidor

Alguna prdida de metal de las tuberas para perforacin de pozos se espera

cuando existe acidificacin, y el tema principal es qu nivel se puede tolerar. La

mayor empresa de servicios informacin se basa en la suposicin de que un metal

pierda 0,02 lbm/ft2 como parmetro que se puede tolerar durante el tratamiento,

si no se produce la picadura. Para algunos casos una cantidad tan alta como

0.095 lbm/ft2 es permisible. Sin estos metales las prdidas no pueden sostenerse

sin efectos adversos, un inhibidor ms eficaz debe ser encontrado.

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15.3. LOS SURFACTANTES

Los agentes tensioactivos, o agentes de superficie activa, se utilizan en

acidificacin para romper emulsiones indeseables, reducir superficie y / o la

tensin interfacial, alterar la humectabilidad, Velocidad de limpieza, dispersar

aditivos y prevenir los lodos formacin. El uso de tensioactivos requiere una

cuidadosa seleccin de una molcula apropiada. Sorprendentemente, en el diseo

de la mayora de los tratamientos, as los tensioactivos son seleccionados con

poco o nada de los datos de laboratorio de apoyo, y a veces sin el pleno

conocimiento de sus propiedades en las condiciones en que lo harn ser aplicado.

Seleccionar un surfactante inadecuadamente puede dar lugar a resultados

contrarios a los previstos y pueden ser perjudiciales para el xito del

tratamiento.

La molcula de tensioactivo consiste en un grupo soluble en agua (hidrfilo)

y un grupo soluble en aceite (lipoflico), que estn separados unos de otros

aunque unido por un fuerte covalente enlace qumico. Las molculas se

clasifican en cinco grupos de acuerdo a la carga inica realizado por el soluble en

agua del grupo de:

Aninico

Catinico

No inico

Anftero

Fluorocarbonos.

El equilibrio hidrfilo-lipfilo (HLB) depende en la composicin de la cadena

orgnica, que puede ser 100% olefilo (por ejemplo, una cadena de alcano) o

contener algunos tomos de oxgeno (por ejemplo, una cadena de xido de

etileno) y convertirse en ms hidrfilo. El valor de HLB de un surfactante indica

la cantidad de sus cadenas pueden aceite mojado un mineral.

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15.3.1. Los tensioactivos aninicos

Los tensioactivos aninicos se aaden habitualmente para as los fluidos de

tratamiento. Estos tensioactivos tienen una negativa cargar cuando se ionizan en

solucin acuosa.

Debido a que la mayora de los minerales del yacimiento tambin son

negativamente cargado a valores de pH casi neutros y superiores, aninico

tensioactivos exhiben adsorcin mnima. Algunos ejemplos de tensioactivos

aninicos son

Sulfatos R-O-SO3

Sulfonatos R-SO3

Fosfatos R-O-PO3

Los fosfonatos R-PO3

Donde R es un grupo orgnico soluble en aceite.

De stos, los tensioactivos aninicos ms comunes son sulfatos y sulfonatos.

Los tensioactivos aninicos son sensibles a los iones multivalentes, tales como

Ca2 + y Mg2 +.

Estos tienden a precipitar tensioactivos aninicos, aunque esta tendencia

puede ser superado hasta cierto medida mediante el aumento de la concentracin

de tensioactivo.

Los tensioactivos aninicos se utilizan principalmente como nonemulsifying

agentes, agentes retardantes y agentes de limpieza.

Los tensioactivos catinicos

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Los tensioactivos catinicos tienen una carga positiva cuando ionizan en

soluciones acuosas. Hay dos categoras generales de tensioactivos catinicos. La

primera categora consta de primaria de cadena larga, secundaria y aminas

terciarias. Estos son solubles slo en cido soluciones, donde se ionizan para

formar una cadena larga de cationes y de aniones sal sencilla. La figura 15-5

muestra varios estructuras moleculares catinicos.

La segunda categora importante de tensioactivos catinicos es los compuestos de

amonio cuaternario. Estos ionizar para formar cationes de cadena larga a travs

de una amplia gama de pH de la solucin. Los tensioactivos catinicos

experimentan la misma sensibilidad a los iones multivalentes o concentraciones

mayores slidos disueltos de como tensioactivos aninicos;

Los tensioactivos catinicos y aninicos son generalmente incompatibles. Cuando

se mezcla, tienden a precipitar en soluciones acuosas.

Los tensioactivos no inicos

Los tensioactivos no inicos no tienen ningn cargo en absoluto en el grupo

hidrfilo y una cadena larga orgnica (R) para el grupo lipfilo. El grupo soluble en

agua es un polmero hecho a partir de cualquiera de xido de etileno o de

propileno xido. Otros tipos incluyen condensados de amina alcanol y xidos de

amina. Las frmulas generales para estos productos son los siguientes:

Los tensioactivos anfteros

Los tensioactivos anfteros tienen un grupo hidrfilo que los cambios de catinico

a no inico a los tensioactivos aninicos al aumentar el pH. En otras palabras,

si la solucin es, los actos de agentes tensioactivos anfteros cidos como un

catinica tensioactivo; si la solucin es neutra, acta como un tensioactivo no

inico; y si la solucin es bsico, se acta como un agente ensioactivo

aninico. Estas propiedades son derivado de los dos grupos de carga opuesta en

la cabeza de tensioactivo. Los anfteros son generalmente o bien sulfonatos o

fosfatos de amina de amina. Las frmulas generales son las siguientes:

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Amina sulfonatesRNH-(CH2) xSO3H Amina fosfatos RNH-(CH2) yOPO3H

15.3.5. Tensioactivos fluorocarbonados

Los fluorocarbonos forman superficies de menor energa libre que las superficies

de hidrocarburos.

En consecuencia, de fluorocarbono.

Los tensioactivos reducen la tensin superficial de las soluciones en mayor

medida que los tensioactivos de hidrocarburos.

Las tensiones superficiales tan bajas como de 30 dinas / cm pueden ser obtenidos

utilizando surfactantes con una cola de hidrocarburos.

Valores tan bajos como 17 dinas / cm se han reportado el uso de agentes

tensioactivos de fluorocarbono. Los fluorocarbonos son disponible comercialmente

en aninicos, catinicos y no inicos

15.3.6. Propiedades afectadas por Surfactantes

Las principales propiedades de un fluido o un mineral afectados por tensioactivos

son la superficie y las tensiones interfaciales, tendencia emulsificacin,

humectabilidad, la formacin de micela y la dispersabilidad.

Superficie y tensiones interfaciales

Rosen (1989) present una buena discusin de cmo tensiones superficiales

interfaciales y se reducen por tensioactivos.

La figura 15-6 es un diagrama simplificado de la interfaz entre dos fases

condensadas.

15

Una molcula en la mayor parte de un lquido est rodeada por molculas como la

propia y las fuerzas se equilibran. Al interfaz, sin embargo, las fuerzas que actan

sobre las molculas en los dos lquidos son diferentes de la fuerzas que actan

sobre las molculas en los lquidos a granel.

Los trminos Aaa y ABB en la fig. 15-6 representan la energa de interaccin

entre las molculas en la interfase y molculas similares en la masa del lquido

mientras que Aab representa la energa de interaccin entre las molculas

diferentes en la interfaz.

Por el contrario, si un lquido es bastante diferente de lquido b, entonces la

energa de interaccin es pequea y el tensin interfacial entre los dos lquidos es

grande.

Las tensiones superficiales de algunos lquidos se enumeran en Tabla 15-4.

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La figura 15-7 ilustra la interaccin entre un lquido y un gas.

En este caso, la interfaz es el superficie del lquido. La interaccin entre una

molcula de gas y otras molculas de gas es insignificante, como es la interaccin

entre las molculas de gas y el lquido. Por lo tanto, I = b; En otras palabras, la

tensin interfacial es simplemente la tensin superficial del lquido.

Un agente tensioactivo, cuando se aade a dos fases inmiscible, se adsorbe en la

interfaz.

Tendencia emulsificacin

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Una emulsin es una mezcla de dos fluidos en la que finas gotitas de un fluido se

suspenden en la otra. Las emulsiones pueden ser de aceite externo o agua

externa. En el primer caso, el petrleo es la continua fase con las gotas de agua

dispersa a travs.

Esta es la emulsin ms comn encontrada en pozos. Una emulsin de agua-

externa tiene un acuosa fase externa con gotitas de aceite distribuido a lo largo.

Mojabilidad

Aceite y el agua son lquidos inmiscibles que compiten por el espacio en la

superficie de formacin.

Cul lquido preferencialmente moja la superficie de la roca? es un importante

factor en la acidificacin. Cuando la superficie de formacin es completamente

cubierto por una capa de aceite, la formacin que se denomina aceite mojado.

A la inversa, cuando est cubierto por agua, la formacin es humedecida con

agua.

Una aproximacin electroqumica ayuda a explicar la capacidad de un agente

tensioactivo a adsorber en las interfaces entre lquidos y slidos y alterar la

humectabilidad de slidos. De arena por lo general tiene una superficie negativo

cargo. Cuando un agente tensioactivo catinico est presente y el pH sube por

encima del pcc, lo positivo, soluble en agua grupo es adsorbido por la partcula de

slice negativo.

Cuando tensioactivos aninicos son utilizado, los minerales de arena y

de silicato son generalmente dejado en su estado humedecido con agua natural.

Mojabilidad caractersticas exhibidas por aninico y catinico tensioactivos sobre

una partcula de silicato se muestran en la La figura. 15-8.

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Los carbonatos tienen una pcc a un pH de 9-10 y por lo tanto son normalmente de

aceite-en hmedo por tensioactivos catinicos por encima de un pH de 9

surfactantes aninicos, mientras que aceite humedeci la roca por debajo de un

pH de 9.

La formacin de micelas

Los tensioactivos pueden formar micelas en lquidos cuando est presente por

encima de una concentracin especfica para cada molcula, disolvente y la

temperatura. Esta concentracin se conoce como la concentracin micelar crtica

(CMC). Por debajo de la CMC, muchas propiedades de la sistema son

dependiente de la concentracin. Algunos de estos propiedades son la tensin

superficial, tensin interfacial, estabilidad de la espuma y las tendencias de

emulsin. Figura 15-9 muestra ejemplos de micelas de tensioactivo.

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Dispersabilidad

Para separar una estructura altamente asociada (por ejemplo, un lodo) en sus

elementos particulados generalmente requiere energa. Si la fase dispersa no es

en contacto ntimo con la fase lquida continua, a continuacin, la transferencia de

energa no ser muy eficiente.

Un agente tensioactivo humectante que moja la fase dispersa con la fase lquida

mejora en gran medida la capacidad de dispersin. Este es un aspecto de ayudar

a la dispersin. Una vez que el agregado se ha dispersado, un diferente

tensioactivo puede ser necesaria para prevenir la dispersada partcula de

reincorporacin.

15.3.7. Aplicaciones y tipos de tensioactivos

En los ltimos aos, los usos de agentes tensioactivos han crecido rpidamente.

Esta clase nica de productos qumicos ha encontrado aplicacin en casi todas las

fases de la acidificacin. Una completa opinin est ms all del alcance de

este captulo. Sin embargo, una breve resea a continuacin.

20

emulsionantes

Un de-emulsionante se utiliza para romper las emulsiones de aceite en agua,

que se producen comnmente. La accin de un deemulsifier depende de lo rpido

que se puede concentrar en la interfase aceite / agua. El ms rpido de la

concentracin en la interfaz, ms rpido ser la tasa de rotura de la emulsin.

Estos tensioactivos son por lo general productos qumicos solubles en aceite que

se mezclan con otros tensioactivos desemulsionante para lograr un respuesta

sinrgica.

No emulsionante

Estos tensioactivos se aaden para as tratar o fluidos de reacondicionamiento

para prevenir emulsiones. Qumico proveedores y empresas de servicios tienen

muchos diferentes surfactantes que se clasifican como no emulsionantes.

Los productos qumicos son generalmente mezclas de tensioactivos y disolventes

que se mezclan para obtener una final composicin con aplicaciones ms amplias.

Normalmente, los tensioactivos se eligen de modo que van a regar mojar la

formacin.

Emulsionantes

Emulsiones especializados se utilizan a menudo como el tratamiento de fluidos.

Muchos sistemas de disolventes usar simultneamente acuosa y fases de

hidrocarburos. Tales emulsiones pueden exhibir viscosidad ms alta que

cualquiera de fluido de base. Emulsiones tambin tienen la capacidad para aislar

el interior fase de modo que no es tan reactiva. Un ejemplo comn de esta

tecnologa es el uso de cido emulsionado.

Los agentes de limo-suspensin

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Los tensioactivos tambin pueden ser usados para eliminar el cido insoluble

arcilla y limo durante un tratamiento de acidificacin. La tensioactivo se aade

que se adsorbe sobre la arcilla o partculas de silicato y los mantiene

suspendidos por repulsin electrosttica. Con este tensioactivo presente, residuos

insolubles perjudiciales se pueden eliminar con el cido gastado. Estas partculas,

si no removidos, pueden estabilizar emulsiones o asentarse y bloquear las

gargantas de poros de la formacin productora.

El mecanismo para la suspensin de sedimentos con un agente tensioactivo

puede tambin ser mejor entendida por un electroqumica enfoque. Partculas de

limo son minerales, tales como cuarzo, feldespatos y arcillas, que, suponiendo que

el fluido de tratamiento tiene un pH por encima de la pcz, llevar un negativo

carga superficial. Surfactantes limo-suspensin son, catinico, y el extremo

cargado positivamente de la molcula adsorbe sobre la superficie de estos

minerales.

Anti-Agentes de lodos

Cuando el cido de algunos aceites crudos, un lodo puede Formulario en la

interfaz de cido / aceite. Esto es ms grave con los sistemas de cido de alta

resistencia (20% o superior). Una vez formado, el lodo es difcil de redisolver en el

aceite. Como resultado, el lodo se acumula en la formacin y disminuye la

permeabilidad.

Reductores de la tensin superficial

Los tensioactivos se usan comnmente en el tratamiento de apretado pozos de

gas y en tratamientos de eliminacin de escala. Su funcin principal es reducir la

superficie y interfacial tensiones del fluido de tratamiento. Esto reduce la presin

capilar, que hace que sea ms fcil recuperar fluido de los canales de poros y

capilares para evitar que las pelculas de aceite humectante.

Los inhibidores de corrosin

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Los inhibidores de corrosin funcin mediante la adsorcin en el acero y

proporcionando una barrera protectora entre l y el cido. Los tensioactivos que

son eficaces como inhibidores de la corrosin incluyen ciertos aminas

cuaternario y compuestos no inicos acetilnicos. Generalmente, Estos

materiales contienen algo especies catinicas.

Bactericidas

Cuando el tratamiento de una formacin, por lo general es deseable dejarlo

humedecida con agua para ayudar a la produccin de aceite.

Esto se hace con un agente tensioactivo apropiado. Es tambin conveniente

dejar la libre formacin de contaminantes bacterias que pueden haber sido

inadvertidamente bombeado en el pozo con el fluido de tratamiento. Muchos

tensioactivos catinicos poseen esta biocida propiedad y se usan comnmente en

conjuncin con otros agentes tensioactivos humectantes.

tratadores de arcilla

Los lodos de perforacin comnmente contienen el agua altamente hinchazn de

esmectita de arcilla (bentonita). Mientras que un bien es siendo perforado y

terminado, algunos de la arcilla puede invadir la zona de produccin y disminuir la

formacin la productividad. Se utilizan varias soluciones qumicas para la

eliminacin de esta arcilla invasor.

Agentes espumantes

Los tensioactivos se usan para generar una espuma estable. La siguientes pautas

son generalmente aplicables para surfactante aplicacin:

De espuma no inico-estable con el cido o salmuera; porque de los problemas

del punto de enturbiamiento, no inicos normalmente no se pueden utilizar por

encima de 200 a 250 F [95 a 120 C]

Espuma aninico estable con salmuera; se puede utilizar hasta a 300 F [150 C]

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Espuma catinico estable con el cido o salmuera; puede ser utilizado hasta 300

F

Espuma anftero-estable con el cido o salmuera; lata utilizarse hasta el [175 C]

350 F. Estabilidad de la espuma por lo general se puede mejorar gelificacin del

lquido.

15.4. ESTABILIZADORES DE ARCILLA

Productos qumicos utilizados para estabilizar las arcillas y multas funcin al ser

adsorbido, por lo general por atraccin electrosttica o de intercambio inico, en

los minerales a ser estabilizado.

Debido silicatos encima de sus valores PZC tienen un negativo carga, el

estabilizador ms efectivo tiene un efecto positivo cargo (catinico).

Estabilizadores de arcilla comunes son cationes altamente cargadas,

tensioactivos cuaternarios, poliaminas, aminas y organosilano policuaternarios.

15.4.1. Cationes altamente cargadas

Dos cationes altamente cargadas que alguna vez fueron

ampliamente usados como estabilizadores de arcilla son hidroxialuminio

(Al6 (OH) 12 (H2O) 12 6 +) y zirconio (Zr4 +) aadido como de oxicloruro de

zirconio (ZrOCl2). Las soluciones que contienen frmacos estabilizadores suelen

ser bombeado despus de varios preflushes. La solucin estabilizadora se

overflushed luego con un fluido compatible, para eliminar el exceso de

estabilizador de arcilla de la regin cercana al pozo, y el pozo es cerrar pulg Estos

sistemas no afectan apreciablemente la formacin humectabilidad.

Las ventajas principales de estos sistemas son

barato

tratamiento tanto para la migracin y el dao hinchazn

Se puede tratar un rea grande de rock.

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Las desventajas son

Hidroxialuminio no es resistente a los cidos

Requeriere en cerrar para polimerizar

Puede causar obstrucciones

Difcil de utilizar en la fractura

Requeriere una adecuada pre lavada y sobre lavada.

Sistemas tales como hidroxialuminio tambin pueden ser utilizado en el

tratamiento de pozos de inyeccin y disposicin de aguas silicatos para estabilizar

y minimizar futuro taponamiento desde multas coloidales en el agua de inyeccin.

15.4.2. Tensioactivos cuaternarios

Tensioactivos cuaternarios se han usado como estabilizadores de arcilla para

los pozos de gas seco. En condiciones por encima de la pcc, estos

tensioactivos se adsorben fcilmente por silicatos debido a la atraccin

electrosttica entre el positivamente cargada surfactante y con carga negativa

arcilla. La neutralizacin de la carga resultante reduce la capacidad de intercambio

inico de la arcilla. Por lo tanto, el arcilla no es tan susceptible a la inflamacin

resultante de la adsorcin de cationes hidratados. Tensioactivos cuaternarios

promueven aceite mojado del silicato, que tiende a minimizar la adsorcin de

agua por el silicato. Sin embargo, si ningn hidrocarburos lquidos estn

presentes, el silicato puede convertirse fcilmente aceite mojado.

15.4.3. Las poliaminas

Las poliaminas son polmeros orgnicos que contienen ms de un grupo amina.

Para el propsito de esta discusin, aminas primarias solamente, secundarios y

terciarios se consideran poliaminas. Las poliaminas son positivamente cargada en

los fluidos cidos. La estructura general de una poliamina es el siguiente:

25

donde R es una unidad de repeticin de hidrocarburo, R 'puede ser ya sea

una unidad de hidrocarburo o un hidrgeno, y n es el nmero de

unidades de amina en el polmero. Debido a que el polmero tiene muchas

unidades de amina, se puede adsorber fuertemente en el silicato con muchos

puntos de archivo adjunto. y sea lavado de la silicato. Cuando esto ocurre, que el

silicato ya no est estabilizado. Las desventajas son que de poliaminas

El tratamiento puede no ser permanente

15.4.4. Aminas policuaternarios

Aminas policuaternarias se pueden utilizar en cualquier base de agua fluido,

incluyendo cidos y bases. El producto qumico estructura de las dos aminas

policuaternarias que tienen sido ampliamente utilizada es la siguiente:

condensacin Productos

de dimetilamina y epiclorhidrina

26

dimetil dialil cloruro de amonio

Arcillas y multas se estabilizan por neutralizacin de la carga, orinarse en

agua y polmero de puente. Slice multas tienen una densidad de carga inferior

a las arcillas. Por lo tanto, aminas policuaternarios preferentemente adsorben en

arcillas en oposicin a la slice. Cuando acidizing un watersensitive formacin con

cido fluorhdrico (HF), arcilla estabilizador se debe utilizar si es posible. Si no

es posible poner estabilizador de arcilla en todos los fluidos, que debera

ser utilizado en el sobredesplazamiento, que debe ser overdisplaced con el fluido

que no contiene estabilizador de arcilla para asegurar que ningn estabilizador de

arcilla no adsorbido se deja en el pozo.

15.4.5. Organosilane

Kalfayan y Watkins (1990) proponen que un compuesto organosilane, puede

utilizarse como aditivo para mezclas HCl-HF con el fin de evitar la migracin de

particulas. Organosilane tiene la siguiente estructura general.

donde R y R son hidrolizables grupos orgnicos. Como aditivo al cido,

organosilane que hidroliza la forma silanols, tiene la estructura siguiente:

27

Los silanols reaccionan uno con el otro y con silanol (Si OH) presentes en

superficies minerales silceas para formar enlaces covalentes siloxano (Si O Si)

por una condensacin / mecanismo de la reaccin de polimerizacin. La reaccin

de la silanols forma una capa de polisiloxano.

15.5. DISOLVENTES

Los disolventes, como su nombre indica, son sustancias qumicas que son

mutuamente solubles en hidrocarburos y agua. Los disolventes ms eficientes

son teres de glicol, un producto de la reaccin de alcoholes y xido de etileno.

Estos productos qumicos son relativamente seguros y fciles de usar en el

campo. Los teres de glicol recomendados contienen al menos un butlico o grupo

de mayor peso molecular.

El uso de disolventes en la estimulacin de un reservorio de roca arenisca es una

prctica comn.

Los disolventes se utilizan en soluciones cidas y overflushes para:

Ayudar en la reduccin de la saturacin de agua en el pozo mediante la reduccin

de la tensin superficial del agua

Solubilizar una porcin del agua en una fase de hidrocarburos para reducir la

saturacin del agua

Ayudar a proporcionar una formacin de agua hmeda, para mantener la mejor

permeabilidad relativa del petrleo

Ayudar a evitar partculas insolubles

28

Ayudar a mantener la concentracin requerida de tensin y de

inhibidores en solucin reduciendo la adsorcin de estos materiales

Ayuda a disolver el inhibidor de la adsorcin y el residuo insoluble en cido

Disolver cualquier aceite en la superficie de la formacin del poro

Servir como un emulsionante

mejorar la limpieza de cido gastado despus del tratamiento. Disolventes

utilizados y sus concentraciones normales son:

-etileno glicol: 10% por volumen

-ter/surfactante/alcohol mezcla: 5% del volumen

15.5.1. Adsorcin de disolventes

King y Lee (1988) estudiaron las propiedades de adsorcin de un disolvente con

alcohol, una mezcla de alcohol isoproplico y EGMBE. Encontraron que la

adsorcin del disolvente puede ser severa dependiendo del tipo de disolvente.

Para la remocin de dao profundo, existen productos que se pierden durante la

inyeccin a travs de la formacin. Paktinat (1991) recomienda el uso de

etoxilados alcohol con EGMBE para minimizar la adsorcin, resultando as en

una penetracin ms profunda del disolvente y reduciendo tendencias a la

emulsin.

15.5.2. Cloracin de disolventes

King y Lee (1988) presentaron datos en la cloracin de disolventes con 15% y

28% HCl a temperaturas de 70 a 250 F [20 a 120 C]. El tema de la cloracin

ha sido de inters porque hidrocarburos clorados son catalizadores dainos en la

refinera. Los datos muestran que la cloracin de disolventes estn en funcin de

Tipo de disolvente

La temperatura

Concentracin de cido clorhdrico

29

A temperaturas superiores a 200 F, especialmente con un 28% de HCl, la

cloracin de la mayora de los disolventes ser muy grave, si no hubiera ningn

carbonato con el que podra reaccionar el cido. La presencia de carbonatos

result en muy baja produccin de hidrocarburos tratados con cloro.

15.6. ADITIVOS DE CONTROL DE HIERRO

15.6.1. Fuentes de hierro

Cuando las cantidades apreciables de hierro son en forma de Fe3 (iones

frricos), en lugar de la habitual Fe2 (iones ferrosos), son disueltas por el cido.

El hierro frrico se precipita a un pH de alrededor de 2, mientras que el hierro

ferroso se precipita a un pH de alrededor de 7 los valores reales dependen de

las concentraciones de los iones ferrosos y frricos. Las fuentes de hierro

incluyen:

Productos de corrosin encontradas en las paredes de los tubulares

Escala de molino

Minerales frricos.

El hierro se genera naturalmente en las aguas de formacin o en minerales de

formacin (tabla 15- 5). Sin embargo, una de las ms importantes fuentes de

hierro son los tubulares en el pozo. Antes de que el cido alcance la formacin,

fluye por un tiempo relativamente largo a travs del tubo. La tubera generalmente

contiene xido, que es disuelto por el cido

30

Cabe destacar que el cido disuelve compuestos de hierro independientemente de

la presencia de cualquier tipo de inhibidor utilizado para proteger el hierro

elemental en el acero. A menudo se manifiesta preocupacin por la disolucin del

hierro que contienen minerales (Siderita, hematita y Clorita) de la formacin y

posterior precipitacin del hierro disuelto.

15.6.2. Mtodos de control de hierro

Los tres mtodos utilizados actualmente para ayudar a mantener el hierro en

solucin son el control del pH, agentes aislantes y agentes reductores. stos se

pueden utilizar individualmente o en combinacin, dependiendo de la fuente y la

cantidad de disolucin de hierro esperada.

Control de pH

El control del pH se logra mediante la adicin de un cido dbil lentamente para

que se mantenga un pH bajo despus de que ha pasado el HCl. El cido actico

se utiliza normalmente para este propsito.

Agentes asilantes

cido ctrico, cido etilendiaminotetractico (EDTA) y cido nitrilotriactico (NTA)

son algunos de los agentes ms comunmente usados.

31

Reductores

cido eritrbico y eritorbato de sodio se utilizan como agentes reductores. cido

eritrbico es preferible. Hall y eneldo (1988) reportaron que el cido eritrbico es

inestable con cido clorhdrico caliente y se descompone para formar un

precipitado insoluble. Si esto es cierto, el proceso de descomposicin es lento y el

cido normalmente se gasta mucho antes de la precipitacin.

La tabla 15-6 compara aditivos de control de hierro, mostrando sus ventajas y

desventajas y la cantidad de cada uno en 1000 gal de 15% HCl para aislar

5000 ppm de hierro frrico a 150 F 65C] durante un mnimo de 2 das.

15.7. ALCOHOLES

Los alcoholes son usados en fluidos cidos para remover bloques de agua,

recortes del arrastre por el fluido, retardar la reactividad del cido y bajar el

contenido de agua.

32

Los alcoholes ms comnmente usados para fluidos cidos son el isopropanol y

el metanol, en la tabla 15-7 se puede observar las propiedades fsicas y qumicas

de estos componentes.

Estos alcoholes son comnmente usados por las siguientes razones:

Extraccin bloques de agua

Uno de los problemas que pueden afectar seriamente la produccin es el

bloqueo de los poros de agua, este es lo que comnmente se conoce como un

bloque de agua puede formar bloques que son las fuerzas capilares presentes en

las rocas porosas. En las formaciones de permeabilidad de gas son donde los

bloques de agua ocasionan comnmente problemas, en menos de 120 md, el

alcohol del tratamiento reduce el lquido de las fuerzas capilares, donde el

depsito permite facilitar la extraccin de las fases liquidas

Fortalecimiento del lquido recuperado

Otro problema que se produce en el tratamiento de petrleo o gas, es la

recuperacin de los lquidos tratados, sobre todo en yacimientos de gas.

La alta tensin de la superficie de agua o soluciones de cido dificulta su

penetracin y la recuperacin. Los tensioactivos convencionales ayudan, a

pesar de que pierde mucho de su actividad de adsorcin, la adicin de alcohol a

soluciones de cido reduce la tensin superficial, y la

concentracin de alcohol normalmente utilizada para este fin, es suficiente

para que, en caso de prdida por adsorcin no sea un problema.

Retardo de la reactividad del cido

33

El alcohol tiene un efecto retardatario de reactividad cido, el retardo est

relacionado con el tipo y porcentaje de alcohol aadido. Disminucin de agua

en los cidos

Algunas formaciones contienen una gran cantidad de agua dentro las arcillas,

para reducir al mnimo la cantidad de agua para reducir al mnimo la cantidad de

agua los alcoholes son utilizados en lugar del agua de dilucin.

Las principales desventajas de usar el alcohol de acidificacin en los fluidos son

como sigue:

Concentracin efectiva

Tiene una gran cantidad de alcohol, el 20% o ms, proporcionar efectos

beneficiosos.

Los costos

Reemplazando el agua con alcohol en la solucin de la acidificacin hacen que

el tratamiento sea ms caro.

Punto de inflamacin bajo

Ambos isopropanol y metanol, e incluso cido, soluciones que contengan 20% o

ms del volumen de o bien, tener un bajo punto de inflamacin.

Aumento de corrosividad

Pruebas de Corrosin han demostrado que el alcohol-cido, requieren una mayor

concentracin de inhibidor las mezclas de cido equivalente sin alcohol.

Reacciones adversas

Formacin salmueras con una alta concentracin de la disolucin sales se pueden

"sal" en la presencia de alcoholes. Para ayudar a prevenir la ocurrencia de

precipitacin de sales, tratar las soluciones no deben superar el 20% por volumen

de isopropanol o 40% por volumen del metanol.

34

Incompatibilidad

Algunos aceites crudos son incompatibles con los el metanol y el isopropanol.

Pruebas de compatibilidad debe llevarse a cabo ante un pozo con acidificacin un

lquido que contiene alcohol. Algunos tipos formacin Incluso pueden ser

extremadamente sensibles a las soluciones acuosas que contienen altas

concentraciones de alcoholes.

Las reacciones colaterales

Hay reacciones colaterales indeseables cuando los alcoholes se utilizan de

acidificacin. Incluso en temperatura moderada las condiciones, los alcoholes

reaccionan fcilmente con cido.

Esto plantea un verdadero problema en la estimulacin de pozo de gas

porque la segunda y tercera de estas reacciones son irreversibles, y cualquier

cido clorhdrico perdido a este proceso no se puede ser regenerado, ya es

posible con cidos orgnicos en la primera ecuacin. Figura 15-10 muestra los

efectos del aumento de la temperatura sobre la reduccin de fuerza cida para

cuatro concentraciones de metanol. Los datos muestran que hay una significativa

prdida de fuerza cida con metanol las concentraciones de hasta un 32% en

volumen hasta que la temperatura supera los 175 F [80 C].

15.8 CIDO ACTICO

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Un problema comn en la acidificacin es la precipitacin de los productos de

reaccin. Muchas de las precipitaciones, las reacciones se producen de forma casi

inmediatamente despus de pasar la solucin cida. La mayora de estos

problemas de precipitaciones se puede resolver mediante el uso de un cido

adecuado preflush y cloruro de amonio (NH4Cl) overflush.

Sin embargo, la precipitacin tambin puede ocurrir das, meses o incluso aos

despus de un tratamiento IC acidificacin. Este a menudo se denomina

precipitacin aluminosilicato de escala.

15.9. AGENTES DISPERSANTES ORGNICOS

Un mtodo relativamente nuevo de extraccin orgnica es el uso de un

surfactante con dispersantes Xileno. Los tensioactivos pueden penetrar y aflojar

depsitos orgnicos para que el xileno pueda efectivamente disolver o eliminar el

depsito. Las concentraciones de 1% A 10% volumen/volumen se utilizan en

funcin del tipo de depsito, la dureza y la adherencia y de la temperatura del

bottomhole. Para matrix, hoyo y tubos los tratamientos de limpieza, un remojo de

varias horas es recomendable.

15.10. DISOLVENTES ORGNICOS

Tal como se indica en la Fig. 15-1 Muestra, disolventes orgnicos utilizados

solos o en combinacin con cido y otros materiales son tiles para eliminar el

agua y los slidos bloques.

Una emulsin aceite-externo con el correspondiente cido, la fase interna es

til para tratar los depsitos mixtos.

La emulsin proporciona un beneficio adicional de retraso el cido, lo que

permite la penetracin del cido.

15.11. DESVIACIN

36

Es necesario para garantizar que el tratamiento del lquido funcione eficazmente.

Donde la funcin de los desviadores es el igualar el caudal de las diferentes zonas

de permeabilidad que puedan ser tratados.

Schechter (1992) proporcion un nfasis, en esta seccin se indica que mediante

el uso de partculas aadidos al tratamiento de lquido y espuma en lugar del uso

de packers o selladores de bola Idealmente el desviador debe:

ser insolubles en el fluido de tratamiento

formar una capa impermeable esencialmente en la formacin sin penetrar

profundamente en la formacin

retirarse fcilmente tras el tratamiento.

Generalmente todos, o al menos la mayora, de estos criterios puede

cumplirse utilizando materiales como resinas solubles en aceite, cido benzoico

escamas y otras partculas. Partculas desviadoras pueden causar daos y

pueden ser difciles de limpiar. (Zerhboub et al., 1991). Los fluidos espumados

tienen la ventaja adicional de limpieza con tan solo un poco y no existe indicios de

que dae la formacin. El cociente de nitrgeno lquido depende de las

condiciones de bottomhole durante el tratamiento.

15.12. COMPATIBILIDAD DE ADITIVO

Todos los aditivos deben analizarse en el laboratorio, compatibilidad de aditivos

con fluidos de formacin deben analizarse utilizando un mtodo sandpack

desarrollado por Ali et al (1994). Este procedimiento es ms representativo de las

condiciones de fondo de pozo y usos de arena que la prueba en la API de prticas

recomendadas para las pruebas de laboratorio de agentes tenso ctivos para

pozo estimulacin (RP 42)

15.13. INSTALACIN SIGUIENDO UNA ESTIMULACIN CIDA

15.13.1. Requisitos de descarga

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Los productos qumicos utilizados en tratamientos de acidificacin tienen

relacionado con la facilidad de separacin de aceite y agua, causando el

incumplimiento de reglamentos de descarga ambiental. El reflujo, emulsin y

problemas de separacin aceite/agua que se producen pueden potencialmente

ocasionar solubilizacion en el agua por exceso de aceite, por la formacin de

micro emulsiones. Problemas de emulsin en tales circunstancias pueden resultar

en miles galones de aceite no-tubera-calidad y podra cerrar la unidad de

separacin y minimizar la produccin de estos pozos. Aceite deshidratado y

limpiar la descarga de agua estn obligados a mantener la produccin

ininterrumpidamente.

Determinado las concentraciones mximas siguientes de inhibidores, tensio

activos y disolventes mutuos que pueden estar presentes en los fluidos devueltos

para mantener el aceite y los niveles de grasa por debajo de 48 mg/L:

inhibitors: 80 ppm

surfactants: 10 ppm

mutual solvents: 100 ppm.

La diferencia en la estabilidad de la emulsin se atribuye a otro, ms dominante

de los factores (por ejemplo, estabilizacin por precipitacin de slidos [orgnica e

inorgnica,] frrico interaccin de iones con el petrleo crudo y viscosidad

aumente la interfaz). Resultados presentados por

15.13.2. Prevencin de instalacin

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Prevencin de trastornos requiere optimizar el diseo de fluido para minimizar o

eliminar la formacin de precipitada, El potencial para la formacin de emulsiones

de cido y petrleo crudo, el pozo requiere funcin de optimizacin del tratamiento

de emulsionante es evaluado actualmente por los procedimientos recomendados

en la API RP 42 (1977). Mezcla vigorosa de cido con aceite crudo fresco en

un vaso contenedor se observa bajo temperaturas bottomhole (bao de agua

caliente), determinar las caractersticas y el tiempo de la emulsin Breakout.

Materiales silceos, hierro frrico o ambos pueden agregarse para evaluar la

estabilidad de la emulsin.

Estas interacciones de fluido pueden simular el fondo del pozo problemas de

emulsin; Sin embargo, estas pruebas incapaces de predecir con precisin la

interaccin entre el tratamiento de fluidos con los crudos sensibles al cido

durante el reflujo.