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Acidificação

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by

Larissa Fernandes

on 22 November 2011

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Transcript of Acidificação

Universidade Federal de Campina Grande
Departamento de Engenharia Mecânica
Disciplina: Completação de poços






Larissa Aguiar Fernandes
Lizianne Carvalho Medeiros
Professor(a): Kássie Vieira Farias
ACIDIFICAÇÃO DE MATRIZES Introdução A cada dia que passa, o petróleo se torna mais difícil de ser encontrado e extraído, e dessa forma, a tecnologia empregada é cada vez mais agressiva. Por motivo deste, ao chegar no intervalo que compreende o reservatório acabamos nos deparando com problemas causados anteriormente nas intermediações do poço, fazendo com que a produção seja menor do que a esperada.
Dessa forma, utiliza-se atualmente métodos que possam maximizar a produção dos poços, sendo os principais o fraturamento hidráulico, o fraturamento ácido e a acidificação de matriz. E o objetivo deste trabalho é abranger o conhecimento sobre a acidificação, bem como suas particularidades.
O que é acidificação? Denomina-se estimulação de poços de petróleo (rocha reservatório) a qualquer operação ou intervenção realizada em uma jazida portadora de hidrocarboneto, de forma a aumentar sua permeabilidade, facilitando o escoamento de fluido no sistema rochapoço.
Estas operações tornam-se necessárias visto que as jazidas apresentam redução em sua porosidade e permeabilidade devido ao depósito de partículas sólidas e minerais, que obstruem parcialmente os espaços porosos e os canais nas proximidades do poço, dificultando o fluxo de gás ou petróleo, e diminuindo sua capacidade de produção. Estimulação de poços É uma técnica relativamente simples, sendo um dos métodos de custo mais baixo para aumentar a produtividade do poço e melhorar a recuperação de hidrocarbonetos.
Consiste na injeção de uma solução ácida a pressão inferior ao de fraturamento da rocha, a fim de dissolver parte dos minerais presentes na sua composição mineralógica, criando novos canais de fluxo entre o poço ou recuperando a permeabilidade da formação ao redor do poço. Divergência Para alcançar a remoção uniforme do dano, a distribuição de fluxo original através do intervalo a ser tratado necessita ser alterada, a fim de propiciar o posicionamento uniforme do tratamento. Os métodos utilizados para alterar esta distribuição de fluxo são chamados genericamente de divergência, uma vez que o seu propósito é desviar (divergir) o fluxo de um intervalo que está sendo tratado para outro.

O método de divergência que melhor se aplica a uma situação particular depende de muitos fatores:
1. tipo de completação;
2. densidade e tipo dos canhoneados;
3. tipo de fluido a ser produzido ou injetado;
4. revestimento/cimentação e sua integridade;
5. pressão e temperatura da formação. Classificação dos divergentes Os divergentes podem provocar um bloqueio total ou parcial do fluxo para a formação. E podem ser classificados em:

1. Esferas selantes
2. Agentes particulados degradáveis
3. Fluidos viscosos
4. Espumas
5. Mecânica Esferas selantes Escolha do ácido Em relação à escolha do ácido a ser utilizado, esta dependerá da composição mineralógica da rocha. No caso de formações carbonáticas, pode-se utilizar ácido clorídrico (ácido mineral), ácido acético e fórmico (ácidos orgânicos), ácido sulfônico e cloroacético (ácidos em pó), enquanto que misturas de ácido clorídrico e fluorídrico (HCl/HF – mud acid inorgânico) são utilizados para a dissolução de silicatos. São transportadas nos fluidos de tratamento e são dimensionadas para obstruir os canhoneados que estão absorvendo fluidos. Com a obstrução, o fluxo é desviado, desempedindo outro canhoneado, sendo subsequentemente obstruido e assim por diante. O ácido clorídrico é o mais usado, principalmente em rochas com alto teor de carbonato (maior que 20%). Nesse caso, a dissolução da rocha se dá pela reação entre o ácido clorídrico e a calcita (reação 1) e a dolomita (reação 2) que gera produtos solúveis em água. 2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2 + H2O (Reação 1)
4HCl + CaMg(CO3)2 → CaCl2 + MgCl2 + 2H2O + 2CO2 (Reação 2)
Quando o bombeio é paralisadoe ocorre a equalização das pressões dentro e fora dos canhoneados, as esferas se desprendem, podendo voltar a superfície ou caírem no fundo do poço.
Existe uma grande variedade dessas esferas. Os ácidos orgânicos podem ser usados para remover substâncias específicas, tendo ainda a vantagem de serem menos corrosivos que o ácido clorídrico, o que os tornam mais indicados para situações onde as perdas por corrosão possuem papel de destaque.
Os ácidos em pó, devido ao seu alto custo, têm aplicação limitada. A prática usual é realizar primeiramente uma injeção de ácido clorídrico na formação para dissolver minerais carbonatos associados, evitando que reajam com ácido fluorídrico, gerando fluoreto de cálcio que precipitaria com facilidade.
Em seguida, injeta-se a mistura dos ácidos clorídrico e fluorídrico (mud acid inorgânico).
Por último, injeta-se na formação ácido clorídrico fraco, hidrocarboneto ou cloreto de amônio, com o objetivo de deslocar os produtos da reação para longe da região do poço em que a precipitação poderia ocorrer e, de evitar, assim, que novos problemas sejam acarretados nesta etapa. Aditivos São misturados aos fluidos de tratamento para modificar suas propriedades melhorando a aplicabilidade e reduzindo os efeitos colaterais, otimizando os resultados de tratamento. Vários aditivos são utilizados, dentre estes destacamos:

- Inibidores de corrosão – diferenciados de acordo com o tipo de ácido, temperatura da formação e metalurgia envolvida;
- Solventes – Utilizados como separadores, coadjuvantes na quebra de emulsão e removedores de depósitos orgânicos;
- Sequestradores de ferro – que evitam a precipitação de hidróxidos ferrosos e férricos, além de evitar a formação de borras;
- Surfactantes – utilizados para previnir emulsão, borras, etc;
- Solventes mútuos – para otimizar a quebra de emulsão, evitar a inversão de molhabilidade;
- Agentes divergentes – será tratado logo baixo.
A sensibilidade dos arenitos ao processo de acidificação depende diretamente da sua mineralogia e da permeabilidade da rocha, por exemplo, quanto maior a proporção de silts, argilas e feldspatos, menor será a capacidade de fluxo de fluido e maior será a sensibilidade da formação e o risco a existência de um dano secundário pelo processo de acidificação. Acidificação de arenitos e carbonatos Agentes particulados degradáveis
Apresentam natureza quimica variada, podendo exustir em diferentes granulometrias.
Basicamente, funcionam da mesma forma que as esferas, sendo filtrados a partir do fluido e formando um filme de baixa permeabilidade nas paredes da formação (filter cake). As reações de acidificação de arenitos geram precipitados, os quais podem ser prejudiciais, pois são bastante insolúveis e altamente danificantes, como os fluossilicatos de sódio, o potássio e o cálcio e a sílica gel.

São três reações que governam a ação do ácido sobre os arenitos: 1) A reação primária: que consiste na ação do HF sobre a formação, aumentando a permeabilidade. O HF reage com a sílica, com o feldspato e as argilas, gerando fluossilicatos e fluoretos de alumínio. Todo o HF é utilizado para remoção do dano, enquanto que uma pequena parte de HCl é utilizado. 2) Reação secundária: Os fluossilicatos formados reagem com as argilas e feldspatos, liberando assim uma grande quantidade de alumínio e consumindo quantidades maiores de HCl, formando assim precipitados de sílica.

3) Reação terciária: Durante essa etapa os fluoretos de alumínio restantes reagem com as argilas e carbonatos até que todo o acido existente seja consumido. Esses particulados necessitam:

1. Apresentar solubilidade ao fluido produzido/injetado
2. Ser estáveis na temperatura de injeção do tratamento
3. Possuir granulometria compatível
4. Ser compatíveis com os fluidos de tratamento A química da acidificação em rochas carbonáticas é bem mais simples do que em arenito.

Três diferentes mecanismos de dissolução de carbonatos existem:

a)Dissolução maciça: ocorre quando o ácido é gasto na face da formação.

b)Dissolução uniforme: acontece quando o ácido reage de acordo com as leis hidrodinâmicas de fluxo através do meio poroso

c) Formação de wormholes: são formados quando a invasão do meio poroso pelo ácido não é uniforme. Este processo é preferido, pois é o mais eficiente na formação de canais altamente condutivos, produzindo grande aumento de permeabilidade.

Divergência mecânica Os cuidados relativos à conservação ambiental e a segurança são de extrema importância nesse processo de acidificação de matrizes, pois utilizamos substâncias agressivas e perigosas tanto para o meio ambiente como para os responsáveis pela operação Fatores ambientais e de segurança Se caracteriza como o desenvolvimento de equipamentos que são aplicavéis, tanto para poços convencionais como para horizontais.
Este tipo de ferramenta pode funcionar pelo isolamento de trechos específicos do intervalo a ser tratado, jateando a formação por meios de pulsos.
Obrigada!!! Diante do exposto, pode-se concluir que a acidificação de matriz é o primeiro teste a se pensar, quando se trata de uma técnica de estimulação de poço, pois esta técnica além de ser relativamente simples é um dos métodos de custo mais baixo. Também pode- se concluir que a acidificação é bastante útil e eficiente quando se deseja aumentar a produtividade do poço e melhorar a recuperação de hidrocarbonetos. Considerações finais
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