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2008-2TEPGINGENIERIA PETROLERA - PRODUCTIVIDAD DE POZOS
Tema IV: Efecto de daño
Tema IV
Efecto de daño
M. en I. Tomás Eduardo Pérez García
2008-2TEPGINGENIERIA PETROLERA - PRODUCTIVIDAD DE POZOS
Tema IV: Efecto de daño
Objetivo
Determinar la magnitud del efecto de daño sobre la productividad de los pozos y proponer alternativas de solución.
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Tema IV: Efecto de daño
Productos de Aprendizaje
Describir el concepto de daño a la formación.
Discretizar el factor de daño.
Identificar y describir los principales tipos de daño.
Proponer tratamientos de estimulación para cada tipo de daño.
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Tema IV: Efecto de daño
Definición
Es la alteración, natural o inducida, de las propiedades petrofísicas de la roca de formación que caracterizan el flujo de fluidos a través de la misma.
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Tema IV: Efecto de daño
Mecanismos del daño a la formación
Taponamiento por partículas sólidas.
Reducción de permeabilidad relativa.
Alteración de la mojabilidad de la roca.
Alteración de la viscosidad de los fluidos.
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Tema IV: Efecto de daño
Operaciones en pozos que ocasionan daño
Perforación.
Cementación.
Terminación y reparación.
Empacamientos de grava.
Producción.
Tratamientos de estimulación.
Recuperación secundaria y/o mejorada.
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Tema IV: Efecto de daño
Determinación del Daño
En el laboratorio (permeámetro).
Con pruebas de variación de presión.
p1 p2q,
dxdp
μ
Akq
dx
Con registros geofísicos
rw
corta
larga
3.2275rCμφ
klog
m
0Δtpp1.1513s
hm
B μq162.6k
2wt
wf1hr
o
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Tema IV: Efecto de daño
Determinación del DañoTarea
La tabla siguiente muestra los datos de una prueba de incremento de presión de un pozo con un radio de drene estimado de 2640 pies. Antes del cierre el pozo produjo 4900 bpd por 310 horas. Los datos del yacimiento son:
profundidad = 10476 pies
rw = 4.25 pg
Ct = 22.6x10-6 (lb/pg2)-1
qo = 4900 bpd
h = 482 pies
pwf (t=0) = 2761 lb/pg2
o = 0.20 cp
= 0.09
Bo = 1.55
dTR = (6.276/12) pies
tp = 310 horas
t (horas) pw (lb/pg2)0 2761
0.1 30570.21 31530.31 32340.52 32490.63 32560.73 32600.84 32630.94 32661.05 32671.15 32681.36 32711.68 32741.99 32762.51 32803.04 32833.46 32864.08 32895.03 32935.97 32976.07 32977.01 33008.06 3303
9 330510.05 330613.09 331016.02 3313
20 331726.07 332031.03 332234.98 332337.54 3323
2008-2
t (horas) pw (lb/pg2)0 2761
0.1 30570.21 31530.31 32340.52 32490.63 32560.73 32600.84 32630.94 32661.05 32671.15 32681.36 32711.68 32741.99 32762.51 3280
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Tema IV: Efecto de daño
Determinación del DañoTarea
t (horas) pw (lb/pg2)3.04 32833.46 32864.08 32895.03 32935.97 32976.07 32977.01 33008.06 3303
9 330510.05 330613.09 331016.02 3313
20 331726.07 332031.03 332234.98 332337.54 3323
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Tema IV: Efecto de daño
Determinación del Daño
(tp+Dt)/Dt
3,101.0 1,477.2 1,001.0
597.2 493.1 425.7 370.0 330.8 296.2 270.6 228.9 185.5 156.8 124.5 103.0
90.6 77.0 62.6 52.9 52.1 45.2 39.5 35.4 31.8 24.7 20.4 16.5 12.9 11.0
9.9 9.3
t (horas) pw (lb/pg2)0 2761
0.1 30570.21 31530.31 32340.52 32490.63 32560.73 32600.84 32630.94 32661.05 32671.15 32681.36 32711.68 32741.99 32762.51 32803.04 32833.46 32864.08 32895.03 32935.97 32976.07 32977.01 33008.06 3303
9 330510.05 330613.09 331016.02 3313
20 331726.07 332031.03 332234.98 332337.54 3323
hr1Δt hr1ΔtΔtΔttp
m= 40 lb/pg2/ciclo
40 lb/pg2
1 ciclo 3266
311
md12.8
482400.201.554900162.6
k
8.63.22754.2510x22.60.200.09
1212.8log
402761-3266
1.1513s 26
2
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Tema IV: Efecto de daño
Determinación del Daño Tarea
La siguiente prueba de incremento de presión fue obtenida en un pozo del Activo Cinco Presidentes. Determinar la permeabilidad de la formación, el factor de daño (total) y una estimación de la presión de fondo estática:
rw = 0.25 pies
Ct = 12.03x10-6 (lb/pg2)-1
qo = 146 bpd
h = 205 pies
pwf (t=0) = 1426.9 lb/pg2
o = 0.85 cp
= 0.10
Bo = 1.29
tp = 53 horas
t (horas) pw (lb/pg2)0.167 1451.50.333 1476
0.5 1498.60.667 1520.10.833 1541.5
1 1561.31.167 1581.91.333 1599.7
1.5 1617.91.667 1635.3
2 1665.72.333 1691.82.667 1715.3
3 1736.33.333 1754.73.667 1770.1
4 1783.54.5 1800.7
5 1812.85.5 1824.4
6 1830.76.5 1837.2
7 1841.17.5 1844.5
8 1846.78.5 1849.6
9 1850.410 1852.711 1853.512 1854
12.667 185414.62 1855
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Tema IV: Efecto de daño
Determinación del Daño Tarea
t (horas) pw (lb/pg2)0.167 1451.50.333 1476
0.5 1498.60.667 1520.10.833 1541.5
1 1561.31.167 1581.91.333 1599.7
1.5 1617.91.667 1635.3
2 1665.72.333 1691.82.667 1715.3
t (horas) pw (lb/pg2)0.167 1451.50.333 1476
0.5 1498.60.667 1520.10.833 1541.5
1 1561.31.167 1581.91.333 1599.7
1.5 1617.91.667 1635.3
2 1665.72.333 1691.82.667 1715.3
3 1736.33.333 1754.73.667 1770.1
4 1783.54.5 1800.7
5 1812.85.5 1824.4
6 1830.76.5 1837.2
7 1841.17.5 1844.5
8 1846.78.5 1849.6
9 1850.410 1852.711 1853.512 1854
12.667 185414.62 1855
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Tema IV: Efecto de daño
Determinación del Daño
t (horas) pw (lb/pg2)0 1426.9
0.167 1451.50.333 1476
0.5 1498.60.667 1520.10.833 1541.5
1 1561.31.167 1581.91.333 1599.7
1.5 1617.91.667 1635.3
2 1665.72.333 1691.82.667 1715.3
3 1736.33.333 1754.73.667 1770.1
4 1783.54.5 1800.7
5 1812.85.5 1824.4
6 1830.76.5 1837.2
7 1841.17.5 1844.5
8 1846.78.5 1849.6
9 1850.410 1852.711 1853.512 1854
12.667 185414.62 1855
(tp+Dt)/Dt
318.4 160.2 107.0
80.5 64.6 54.0 46.4 40.8 36.3 32.8 27.5 23.7 20.9 18.7 16.9 15.5 14.3 12.8 11.6 10.6
9.8 9.2 8.6 8.1 7.6 7.2 6.9 6.3 5.8 5.4 5.2 4.6
hr1Δt hr1ΔtΔt
Δttp
m= 15 lb/pg2/ciclo
1 ciclo
15 lb/pg2
1840
54
md8.5
205151.290.85146162.6
k
24.23.230.2510x12.030.850.1
8.5log
151426.9-1840
1.1513s 26
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
pseudocθp
p3p2p1p
dt SShh
)SS(Shh
SS
Factores y pseudofactores de daño:
p1ShS
p2SvS
peDesvS
cθS
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Tema IV: Efecto de daño
1Sp
Factor del daño real a la formación.
Pseudo factor de daño por disparos.
Pseudo factor de daño por inclinación del pozo y convergencia de flujo.
Pseudo factor de daño por flujo turbulento o laminar en cada uno de los disparos.
Pseudo factor de daño por convergencia de flujo hacia cada disparo individualmente.
Pseudo factor de daño por efecto de pozo en función del radio de los disparos con el radio del pozo.
2Sp
3Sp
Sd
Sp
CS
Factores de Pseudodaño
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
Ejemplo:
FACTOR LACAMANGO 117 LACAMANGO 22
0.86 8.32 1.18 6.13 S
0.070.070.6 0.6 S
4.7 4.7 0.120.12S
0.0022 0.0007 0.006 0.0002 S
6.1 14.3 3 9.2S
despuesantesdespuesantes
d
cθ
p2
p1
t
1.42qq
d
1.00qq
d
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
Efecto de ángulo de inclinación y convergencia hacia los disparos
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
cθ
wDD
wD
w
wwD
D
wD
w
wwD
wD
cθcθ
S 1:1- tabla la de 6.
cosθh'hcosθh
5.
rh
h 4.
hz
3.
rz
z 2.
rh
h 1.
SSS de Cálculo
wr
wzwh
h
wr
wz
wh
h
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Tema IV: Efecto de daño
Valores de Daño por Ángulo de Inclinación y Convergencia
Factores de Pseudodaño
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
Ejercicio:
[m] 197z
[m] 225h [m] 79.5h
45θ [m] 0.1r
S de Cálculo
w
w
w
cθ
wr
wz
wh
θ
h
0.87522501970
hz
3.
19700.1197
rz
z 2.
22500.1225
rh
h 1.
D
wD
w
wwD
wD
16.4743S
10.366S
5.968S 6.
0.252250
)(795)(0.71hcos45h
5.
7950.1
79.5rh
h 4.
2250hDcθ
1000hDcθ
100hDcθ
D
wD
w
wwD
2008-2
Factores de Pseudodaño
• Interpolación para calcular
Primero calculo la pendiente:
Segundo calculo la ordenada al origen:
Tercero, conociendo que y=mx+b, entonces sustituyo m, b y el valor de hD=2250 m.
Por lo tanto
TEPGINGENIERIA PETROLERA - PRODUCTIVIDAD DE POZOS
Tema IV: Efecto de daño
2250hDcθS
16.4743S 2250hDcθ
3108867.41001000968.5366.10
12
12
xxyy
m
bmxy mxyb 4793.5)100)(108867.4(968.5 3 b
4743.164793.5)2250)(108867.4( 3 bmxy
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Tema IV: Efecto de daño
Pseudodaño por efecto de los disparos
2h/kk1
rr 5.
l/kkh
h 4.
)(rr
lnS 3.
0θ si ; lrα)(r
0θ si 4
l)(r 2.
α :21- tabla la de 1.
:SSSS de Cálculo
0.5hv
perfpD
p
0.5vh
D
´w
wp1
pwθ´w
p´w
θ
p3p2p1p
;
perfr
θ
wr
pl
h
2008-2TEPGINGENIERIA PETROLERA - PRODUCTIVIDAD DE POZOS
Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
perfr
θ
wr
pl
h
p3p2p1p
rc1p3
wp
wwD
21
bpD
1-bD
ap2
2pD1
2pD1
2121
p3p2p1p
SSSS 10.
e cS rl
rr
c y c:41- tabla la de 9.
r h 10S 8.
brbb
arlogaa 7.
b y b ,a ,a :31- tabla la de 6.
:SSSS de Cálculo
wD2
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Tema IV: Efecto de daño
Coeficientes y variables dependientes de la Fase del Disparo
Factores de Pseudodaño
2008-2
Factores de Pseudodaño
Tabla 1-2 Tabla 1-3
TEPG INGENIERIA PETROLERA - PRODUCTIVIDAD DE POZOS Tema IV: Efecto de daño
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
Ejercicio:
10/kk [pg] 0.25r [pg] 0.5h
120θ [pg] 9l [ft] 0.3r
:S de Càlculo
vhperf
pw
p
perfr
wr
pl
h
0.32906
)(2)(0.5/12
1/10112
0.25
h 2
/kk1rr 5.
0.1769100.5
l/kkh
h 4.
0.8180.680.3
ln)(r'
rlnS 3.
0.68129
0.30.648lrα)(r' 2.
0.648α 1.
0.50.5
hvperfpD
0.5
p
0.5vh
D
w
wp1
pwθw
θ
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
3079.2
1.777.329)(1.6136)(0
brbb
1.03
0.0634log(0.329)2.018
arlogaa 7.
1.7770b 1.6136b
0.0634a 2.018a 6.
2pD1
2pD1
21
21
perfr
wr
pl
h
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
0.0302e6.6x10e cS
0.39/120.3
rlr
r
5.320c 6.6x10c 9.
)(0.3291))(1.176(10
r h 10S 8.
0.2857*5.3203rc1p3
wp
wwD
23-
1
1.30791.03
bpD
1-bD
ap2
wD2
2857.0
0862.0
3079.2
7024.0
p
p3p2p1p
S
0.03020.08620.818
SSSS 10.
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Tema IV: Efecto de daño
Tarea
[pies] 40z
[pies] 50h
[pies] 5h
45θ
0θ
[pies] 0.5r
S de Cálculo
w
w
w
cθ
wr
wz
wh
θ
h
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Tema IV: Efecto de daño
Problema 2:
5/kk
[pg] 0.25r
[ft] 0.5h
120θ
[pg] 8l
[ft] 0.328r
:S de Cálculo
vh
perf
p
w
p
perfr
wr
pl
h
Tarea
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
Ejemplo # 1 :
q
qd
1.42
qqd
1.00
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
Ejemplo # 1:
Tomando los valores del pozo Lacamango 22, para ST, Sd, Sp y S+c y
sabiendo que:
Espesor total de la formación: h=225 m
Longitud del intervalo disparado: hp=80 m
Radio del pozo: rw=0.35 pies
Radio de drene: re=150 m
Gasto real con dañado: qst = 500 bpd
cθpp
dT Shh
Sphh
SS
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
a)¿Qué debería intentarse en el pozo Lacamango 22 para obtener un incremento de producción en virtud de que la estimulación matricial no reactiva no reporto ninguna mejora?
b) ¿Cuánto se incrementaría la producción del pozo?
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
De la tabla comparativa para el pozo Lacamango 22, se observa que aunque el daño real a la formación (Sd = 0.86) se eliminó casi totalmente, la producción no se incrementó ya que el pseudodaño por convergencia hacia cada disparo (Sp2 = 4.7) es alto y no se modificó con la estimulación, por lo tanto:
a) La alternativa más viable sería incrementar la densidad de los disparos buscando reducir (Pseudo factor de daño por convergencia de flujo hacia cada disparo individual SP2).
Opción:
Redisparar con 13 cargas/m (como en el pozo Lacamango 117), en lugar de 4 cargas/metro.
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
ideal
actual
EF
Srr
rr
EF
w
e
w
e
075.ln
75.0ln
Srr
rr
w
e
w
e
ideal
actual
075.ln
75.0ln
2008-2TEPGINGENIERIA PETROLERA - PRODUCTIVIDAD DE POZOS
Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
2.0132 0.0780225
0.12-0.000780225
0.86S ideal T
Considerando la densidad de los disparos en el pozo Lacamango 117 (13 c/m)
15.568 0.0780225
4.70.000780225
0.86S real T
Considerando la densidad de los disparos en el pozo Lacamango 22 (4 c/m)
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
0132.275.01066.0150
ln
75.01066.0150
ln
ideal
actual
q
q
)(76.00132.275.0
1066.0150
ln
75.01066.0150
ln
2SpdañoporEFqq
ideal
actual
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Tema IV: Efecto de daño
Factores de Pseudodaño
real daño S2.01S TTq*EF q idealdaño
31.175.0
1066.0150
ln
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Tipos más comunes de daño:
Emulsiones.
Cambio de mojabilidad.
Bloqueo de agua.
Depósitos minerales (incrustaciones).
Depósitos orgánicos (parafinas y asfaltenos).
Depósitos mixtos.
Limos y arcillas.
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Daño por emulsiones:
Condiciones favorables:
•Invasión de filtrados de perforación y terminación.•Altos gastos de producción o inyección.•Presencia de finos en la formación.•Adición de surfactantes a fluidos de perforación.•Terminación o reparación.•Ácidos en estimulantes.
Tratamiento:•Solventes mutuos y/o desmulsificantes.
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Daño por cambio de mojabilidad:
Condiciones favorables:
• Adición de surfactantes a fluidos de perforación, terminación o reparación.
• Producción.
Tratamiento:
• Solventes mutuos y/o surfactantes mojadores de agua.
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Daño por bloqueo de agua:
Condiciones favorables:
Invasión de filtrados de agua.
Conificación de agua.
Interdigitación de agua.
Presencia de illita y otras arcillas en la formación.
Tratamiento:
En pozos de aceite, Solventes mutuos y/o surfactantes.
En pozos de gas, alcohol.
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Daño por limos y arcillas:
Condiciones favorables:
•Invasión de filtrados de base agua.•Presencia de arcillas en la formación.•Presencia de arcillas en fluidos de perforación.•Gastos de producción o inyección de altos.
Tratamiento
En calizas o dolomía, ácido clorhídrico y/o nitrógeno.
En arenas y areniscas, ácido clorhídrico-fluorhídrico.
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Daño por depósitos minerales (incrustaciones):
Condiciones favorables
• Abatimiento de presión
• Abatimiento de temperatura
• Mezclado de aguas incompatibles
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Tratamiento :
• Para carbonato de calcio CaCO3: ácido acético, ácido clorhídrico.
• Para carbonato de hierro FeCO3: ácido clorhídrico + agentes reductores y agentes secuestrantes.
• Para sulfato de calcio (CaSO4): EDTA.
• Para sulfato de bario (BaSO4 : EDTA.
• Para sulfato de estroncio SrSO4: EDTA
• Para sulfato de hierro FeS: ácido clorhídrico + agentes reductores y agentes secuestrantes
• Para hidroxido de magnecio Mg(OH)2: ácido clorhídrico
• Para hidroxido de calcio Ca(OH)2: ácido clorhídrico
• Silicatos: ácido clorhidrico (HCl)-acido fluorhidrico (HF)
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Daño por Depósitos Orgánicos:
Condiciones Favorables:
• Abatimiento de presión.• Abatimiento de temperatura• Crudos parafínicos o asfáltenos
Tratamiento:
• Solventes aromáticos y/o alcoholes
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Tema IV: Efecto de daño
Identificación del daño
Daño por Depósitos Mixtos:
Condiciones Favorables:
• Abatimiento de presión• Abatimiento de temperatura• Crudos parafínicos o asfáltenos• Presencia de finos en la formación• Aumento de producción de agua
Tratamiento:
• Dispersión de solventes en ácido
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Tema IV: Efecto de daño
EDTA
EDTA (o AEDT) ácido etilendiaminotetracético.
Su fórmula química es C10H16N2O8.
Puede coordinar a metales formando complejos de transición de forma reversible. Puede coordinar por cuatro posiciones acetato y dos amino, lo que lo convierte en un ligando hexadentado, y el más importante de los ligandos quelatos.
Actúa como un agente secuestrante, se utiliza en algunos medios de cultivo unido al hierro, para liberar éste lentamente en el medio, y también en algunos análisis cuantitativos.
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Tema IV: Efecto de daño
EDTA en el Analisis químico del agua
Se usa principalmente en el tratamiento de agua y es de gran interés en la industria petrolera la determinación cuantitativa de los iones Ca y Mg presentes en una muestra de agua, la cual se puede efectuar aplicando la propiedad que tiene EDTA de formar (reacción de complejación) complejos quelatos con los iones calcio y magnesio.
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Tema IV: Efecto de daño
EDTA en el tratamiento de enfermedades
Acido Etileno Diamino Tetracético (EDTA) en el organismo se utiliza para el tratamiento de las diversas enfermedades y padecimientos causados por depósitos de calcio en las arterias y por la acumulación de metales pesados.
El EDTA tiene la particularidad de atrapar en su molécula, iones de minerales y metales bivalentes que se encuentran en la circulación, en las paredes de las arterias o en las articulaciones, pero no puede afectar el calcio del hueso. Esta sustancia, que es un aminoácido, al captar el calcio depositado, devuelve su elasticidad a las arterias. De esa manera se promueve una mejor nutrición de las células y se vuelven a poner en acción diversos sistemas enzimáticos antes reprimidos.
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Tema IV: Efecto de daño
Depósitos minerales (incrustaciones) Incrustaciones Remoción y Prevención
Las incrustaciones dentro de las tuberías son una amenaza capaz de estrangular un pozo productivo en el lapso de 24 horas. Provoca millones de dólares de pérdidas cada año.
Los nuevos hallazgos con respecto a la acumulación de depósitos minerales les permiten a los ingenieros de producción pronosticar la formación de los mismos, de forma tal que se pueda prevenir el desarrollo de condiciones operativas adversas utilizando nuevas técnicas de inhibición. Asimismo, se dispone de nuevas herramientas capaces de eliminar los depósitos de sedimentos de los revestidores y delas tuberías.