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