Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
CAPÍTULO
V
ESTIMULACIÓ !E PO"OS 19
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
V ESTIMULACIÓN DE POZOS. La estimulaci#n de pozos es una de las acti$idades m%s impo&tantes en el mantenimiento de la p&oducci#n de los pozos pet&ole&os' (sta consiste en la in)ecci#n de *luidos de t&atamiento a +astos ) p&esiones po& de,a-o de la p&esi#n de *&actu&a' con la *inalidad de &emo$e& el da.o ocasionado po& la in$asi#n de los *luidos a la *o&maci#n du&ante las etapas de pe&*o&aci#n ) te&minaci#n de pozos' o po& ot&os *acto&es du&ante la $ida p&oducti$a del pozo/
Una estimulación es el p&oceso mediante el cual se &estitu)e o se c&ea un sistema e0tensi$o de canales en la &oca p&oducto&a de un )acimiento ue si&$en pa&a *acilita& el *lu-o de *luidos de la *o&maci#n al pozo/ Es una acti$idad *undamental pa&a el mantenimiento o inc&emento de la p&oducci#n de aceite ) +as' adem%s puede *a$o&ece& en la &ecupe&aci#n de las &ese&$as/ E0iste una amplia +ama de lite&atu&a t(cnica de los di*e&entes tipos de t&atamientos ue pueden e-ecuta&se en un )acimiento de acue&do con sus ca&acte&2sticas/ El a$ance tecnol#+ico a t&a$(s de simulado&es ) euipo de la,o&ato&io nos pe&mite detecta& pozos candidatos a estimula&' dia+nostica& su da.o ) p&opone& los dise.os mas adecuados en *o&ma &%pida ) con ma)o& ce&tidum,&e/ En M(0ico la ma)o& pa&te de las estimulaciones se e*ect3an en &ocas ca&,onatadas 4calizas5 util utiliz izan ando do %cid %cido o clo& clo&62 62d& d&ic ico o 47Cl 47Cl55 a di*e di*e&en &ente tess conce concent nt&ac &acio ione nes' s' una una meno meno&& pa&te pa&te de las las estimulaciones se &ealizan en *o&maciones p&oducto&as de a&eniscas' donde se 6a utilizado 8cido luo&62d&ico 4 75 o m%s &ecientemente' a t&a$(s de &actu&amientos 6id&%ulicos/ En nuest&o pa2s' pa&ticula&men pa&ticula&mente te en los )acimientos )acimientos con &ocas ca&,onatadas' ca&,onatadas' la utilizaci#n utilizaci#n del %cido clo&62d&ico clo&62d&ico es p&%cticamente p&%cticamente el com3n denominado& denominado& de las estimulaciones' estimulaciones' sin em,a&+o' em,a&+o' la e0pe e0pe&i &ien enci cia a &e$el &e$ela a ue ue no todos todos los los pozos pozos con con p&o,l p&o,lem emas as de p&od p&oducc ucci# i#n' n' &eui &euie& e&en en necesa&iamente del uso de %cido clo&62d&ico/ Muc6os de estos pozos con p&o,lemas p&o,lemas de p&oducci#n p&oducci#n &euie&en de estimulacio estimulaciones nes no : %cidas 4no &eacti$as5 de,ido a la natu&aleza del p&o,lema ue +ene&a la declinaci#n de su p&oducci#n' ;<
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po& lo tanto la selecci#n de un pozo candidato a estimula& ) el dise.o de su t&atamiento &euie&en de un ,uen an%lisis de +a,inete/ La dete&minaci#n del tipo de da.o' el an%lisis nodal ) la co&&o,o&aci#n del da.o a t&a$(s de p&ue,as de la,o&ato&io son *acto&es impo&tantes ue de,en conside&a&se pa&a selecciona& ) dise.a& el t&atamiento de un pozo candidato a estimula&/ estimula&/
Daño a la o!mación" El da.o a la *o&maci#n es la p(&dida de p&oducti$idad 4o in)ecta,ilidad5 pa&cial o total' natu&al o inducida' de un pozo' &esultado del contacto de la &oca con *luidos o mate&iales e0t&a.os' o de un o,tu&amiento de los canales pe&mea,les asociados con el p&oceso natu&al de p&oducci#n/
O!i#en $el Daño. El da.o a la *o&maci#n puede se& causado po& p&ocesos simples o comple-os' p&esent%ndose en cualuie&a de las etapas de la $ida de un pozo/ El p&oceso de la pe&*o&aci#n del pozo es el p&ime& ) uiz% el m%s impo&tante o&i+en del da.o' el cual se a+&a$a con las ope&aciones de cementaci#n de tu,e&2as de &e$estimiento' las ope&aciones de te&minaci#n ) &epa&aci#n de pozos e incluso po& las ope&aciones de estimulaci#n/ La *uente de da.o la p&opicia el contacto e in$asi#n de mate&iales e0t&a.os en la *o&maci#n/
Ti%os $e $año. Independientemente del o&i+en o la natu&aleza del da.o' este a*ecta el pat&#n de *lu-o natu&al de los *luidos en la *o&maci#n/ Los da.os ue t&adicionalmente conocemos' p&esentes en el sistema &oca:*luidos' los podemos a+&upa& en t&es tipos ,%sicos=
Daño a la %e!mea&ili$a$ a&soluta.
En este tipo de da.o las pa&t2culas pa&t2culas ) mate&iales mate&iales ocupan pa&cial o totalmente totalmente el espacio po&oso de la *o&maci#n )a sea po&= o
La p&esencia de *inos ) a&cillas de la p&opia *o&maci#n/
o
S#lidos de los *luidos de pe&*o&aci#n o de te&minaci#n/
o
Inc&ustaciones de dep#sitos o&+%nicos 4as*%ltenos o pa&a*inas5/
o
!ep#sitos comple-os de o&+%nicos e ino&+%nicos/ ;1
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Cam&ios en la %e!mea&ili$a$ !elati'a.
Los cam,ios &esultan *&ecuentemente en una &educci#n al *luido de p&oducci#n deseado' (stos se de,en a cam,ios a la mo-a,ilidad al aceite en una *o&maci#n p&oducto&a de 6id&oca&,u&os mo-ada al a+ua )>o po& cam,ios en la satu&aci#n de *luidos' de,ido a t&atamientos p&e$ios' po& un t&a,a-o de &epa&aci#n' etc/
Alte!ación $e la 'iscosi$a$.
El inc&emento de la $iscosidad del *luido puede se& de,ido a la *o&maci#n de emulsiones' pol2me&os' etc/ ) esto di*iculta el *lu-o de *luidos/
(e%!esentación $el $año. La i+u&a IV/1 desc&i,e las condiciones de la $ecindad del a+u-e&o' donde & 0 ) ?0 &ep&esentan la penet&aci#n del da.o ) la pe&mea,ilidad de la zona a*ectada &especti$amente' ? 0 es di*e&ente a la pe&mea,ilidad de la *o&maci#n en la zona $i&+en' &ep&esentada con la pe&mea,ilidad ?/
El *acto& de da.o 4S5 est% dado po& la ecuaci#n @/1 ?
& 1ln 0 ?0 &
S
@/1
;;
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En +ene&al el e*ecto de da.o 4S5 implica= S B < no e0iste da.o' po& lo ue ? 0 B ?/ S < e0iste da.o' po& lo ue ? ? 0 S D < el pozo esta estimulado ? D ? 0
).*.
ESTIMULACIÓN (EACTIVA + NO (EACTIVA.
La ma)o& pa&te de la p&oducci#n de 6id&oca&,u&os se p&esenta en *o&maciones ca&,onatadas o en a&eniscas/ !u&ante la etapa de pe&*o&aci#n ) te&minaci#n del pozo di$e&sos *acto&es u2micos o mec%nicos pueden alte&a& su estado o&i+inal p&o$ocando da.os ue &esultan en una ca2da de p&esi#n ) po& consi+uiente en una disminuci#n en la p&oducci#n de 6id&oca&,u&os/ Adem%s' en estas etapas o du&ante la $ida p&oducti$a del pozo pueden p&esenta&se condiciones como cam,ios de mo-a,ilidad' ,loueos po& a+ua' p&esencia de compuestos o&+%nicos' mezclas comple-as de o&+%nicos e ino&+%nicos' p&esencia de a&cillas ) *inos o slud+e' ent&e ot&as' ue p&o$ocan la p&esencia de cualuie&a de los mecanismos de da.os )a mencionados/ En *unci#n del elemento ,%sico ue la constitu)e se pueden clasi*ica& de la si+uiente mane&a= 8cido Clo&62d&ico 47Cl5 eacti$as
eacti$as 8cido luo&62d&ico 475 8cido Ac(tico 4;7C7FCOF5 8cido #&mico 4;7CO;75 Sol$entes Mutuos
o &eacti$as
Sol$entes A&om%ticos
La &emoci#n e*ecti$a del da.o po& pe&mea,ilidad a,soluta in$oluc&a la disoluci#n o dispe&si#n>disoluci#n de mate&ial *2sico el cual p&o$oca la &est&icci#n en la pe&mea,ilidad/ Si el mate&ial de da.o es solu,le en %cido' un *luido ,ase %cido puede se& e*ecti$o en disol$e& ) &emo$e& el mate&ial/ ;F
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Tanto las *o&maciones ca&,onatadas como las a&eniscas pueden acidi*ica&se' sin em,a&+o la e*ecti$idad de su t&atamiento siemp&e esta&% di&ectamente &elacionado a como el t&atamiento seleccionado elimina el da.o/ Cuando el da.o consiste de pa&a*inas ) as*%ltenos' de,e usa&se sol$entes o&+%nicos como sol$ente ,ase pa&a a)uda& a disol$e& el mate&ial ) as2 &estau&a& la pe&mea,ilidad/ Cuando inc&ustaciones o s#lidos solu,les en %cido' son cu,ie&tas con aceite' el uso de sol$entes colocados como p&ecolc6#n antes de la etapa de %cido' es 3til pa&a limpia& la supe&*icie ) pe&miti& mas di&ectamente la &eacci#n del %cido/ El %cido nunca de,e usa&se solo en un intento pa&a &emo$e& dep#sitos de as*%ltenos o pa&a*inas/
A$iti'os. E0iste una +&an cantidad de aditi$os utilizados en los t&atamientos %cidos' ue *acilitan el uso de los sistemas pe&mitiendo una ma)o& e*ecti$idad' ,%sicamente estos pueden a+&upa&se en= a/ In6i,ido&es de co&&osi#n/ ,/ Su&*actantes/ c/ Sol$entes mutuos/ d/ Aditi$os de cont&ol de *ie&&o/ e/ A+entes di$e&+entes/ */ Gas/ a/ In6i,ido&es de co&&osi#n T2picamente son mate&iales *ue&temente cati#nicos' con una *ue&te a*inidad con la supe&*icie met%lica' pa&a se& e*ecti$os de,en tene& la capacidad de ad6e&i&se al inte&io& de la tu,e&2a' *o&mando una del+ada cu,ie&ta p&otecto&a a medida ue el %cido es ,om,eado' de,ido a su *ue&te ca&+a cati#nica de,e se& usado cuidadosamente pa&a cumpli& su *unci#n' )a ue un e0ceso de este in6i,ido& puede in*lui& en la mat&iz e induci& un da.o a la pe&mea,ilidad &elati$a' causado po& un cam,io de mo-a,ilidad/
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,/ Su&*actantes Los su&*actantes son comunes en todos los t&atamientos %cidos ) ellos son el elemento ,%sico en las estimulaciones no &eacti$asH las *unciones de un su&*actante usado en una acidi*icaci#n inclu)en= La desemulsi#n' dispe&si#n' p&e$enci#n del slud+e' penet&aci#n ) &educci#n de la tensi#n supe&*icial' e$ita& el 6inc6amiento o dispe&si#n de a&cillas' mo-a& de a+ua a la &oca' se& compati,le con los *luidos de t&atamiento ) de la *o&maci#n' se& solu,le a los *luidos de t&atamiento a tempe&atu&a de )acimiento/ En un t&atamiento %cido en a&enas' especialmente' la incompati,ilidad de in6i,ido&es de co&&osi#n ) su&*actantes ani#nicos puede se& un p&o,lema si no se mane-an ap&opiadamente/ c/ Sol$entes mutuos Los sol$entes mutuos o mutuales como el Etilen Glicol Mono util Et6e& 4 EGME5 o mate&iales simila&es' son ot&os aditi$os *&ecuentemente utilizados en los sistemas %cidos' a menudo son utilizados po& su solu,ilidad tanto en *luidos ,ase a+ua o aceite/ Los sol$entes mutuos se desa&&olla&on 6ace al+unos a.os pa&a *acilita& la &eacci#n del %cido en supe&*icies cu,ie&tas de aceite de,ido a su 6a,ilidad pa&a a)uda& a disol$e& mas all% de la cu,ie&ta de aceiteH tam,i(n a)udan a disminui& la tensi#n supe&*icial del %cido &eacti$o lo ue *acilita la &ecupe&aci#n del %cido +astado ) la limpieza del pozo/ !e,ido a sus p&opiedades' tienden a limita& la e*ecti$idad de los in6i,ido&es de co&&osi#n ) *&ecuentemente la concent&aci#n de estos 3ltimos de,e se& inc&ementada en el sistema de t&atamiento cuando se usan sol$entes mutuos/ Los sol$entes mutuos pa&a se& e*ecti$os' de,en se& a+&e+ados en concent&aciones de ap&o0imadamente 1
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en las estimulaciones5H en soluci#n' la *o&ma *e&&osa puede se& o0idada a *(&&ico en p&esencia de o0i+eno/ La ma)o&2a de las a+uas de *o&maci#n contienen menos de 1<< ppm de *ie&&o' ue puede $e&se inc&ementada su,stancialmente po& co&&osi#n' o po& contacto de ma+netita o de 6ematita/ Mient&as el %cido no esta +astado su p7 es < # ce&cano a <' en estas ci&cunstancias nin+3n i#n de *ie&&o p&ecipita&%H sin em,a&+o' a medida ue el %cido se $a +astando' su p7 tiende a su,i&' ) a&&i,a de ; # m%s' los p&o,lemas con p&ecipitaci#n de 6ie&&o e0isten ) a+&a$an el p&o,lema en el *ondo' 4el *e&&oso empieza a p&ecipita& en p7 de K ) el *(&&ico empieza a p&ecipita& con p7 de ;/K ) totalmente con p7 de F/K5 po& lo ante&io& es impo&tante conta& con los secuest&antes de *ie&&o adecuados e induci& el pozo a p&oducci#n tan &%pido como sea posi,le/ e/ A+entes di$e&+entes El cu,&i& e*ecti$amente el inte&$alo de inte&(s es c&2tico pa&a el (0ito de un t&atamiento mat&icial )a sea en ca&,onatos o en a&eniscas/ La des$iaci#n en un t&atamiento puede se& complementada utilizando des$iado&es mec%nicos como empacado&es' tapones puente' ,olas sellado&as en los dispa&os' s#lidos u2micos' espuma e inc&emento en el &itmo de in)ecci#n po& de,a-o de la p&esi#n de *&actu&a/ */ Gas Es tam,i(n conside&ado un aditi$o en t&atamientos %cidos/ El nit&#+eno puede a+&e+a&se al %cido pa&a *acilita& la &ecupe&aci#n del %cido +astado cuando se acidi*ican pozos dep&esionados ) po& supuesto cuando se usa espuma nit&o+enada como des$iado&/ E0iste una t(cnica patentada po& / L/ Gidle) 4El *utu&o de las acidi*icacionesN PT ;F<5 ue &epo&ta $enta-as de usa& ,i#0ido de ca&,ono 4CO ;5' como un p&ecolc6#n po& delante del %cido' en t&atamientos de zonas de aceite/
).*.*. Estimulación !eacti'a. La acidi*icaci#n mat&icial consiste en la in)ecci#n a la *o&maci#n de soluciones u2micas a +astos ) p&esiones meno&es a la p&esi#n de *&actu&a de la &oca/ El o,-eti$o p&incipal de esta t(cnica es &emo$e& el da.o ocasionado en las pe&*o&aciones ) en la $ecindad del pozo ) ;
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elimina& o,st&ucciones en el mismo' tam,i(n se utiliza pa&a estimula& la p&oducti$idad del pozo' con el me-o&amiento de la pe&mea,ilidad natu&al de la *o&maci#n en la $ecindad del pozo/ En el caso de la estimulaci#n mat&icial no &eacti$a' los su&*actantes son los p&oductos acti$os' en la estimulaci#n mat&icial &eacti$a los %cidos constitu)en el elemento ,%sico/
,ci$o. Los %cidos son sustancias ue se ionizan en iones 6id&#+eno ) en uni#n' cuando est%n en soluci#n en a+ua/ Los iones 6id&#+eno son elementos acti$os ue &eaccionan con mine&ales disol$i(ndolos/ Ent&e mas completa ) &%pida sea la disociaci#n del compuesto en a+ua' en iones 6id&#+eno ) su uni#n' ma)o& pode& de disoluci#n tend&% el %cido ) este se&% un %cido *ue&te/ En la estimulaci#n &eacti$a se utilizan %cidos ue &eaccionan con los mine&ales ue contienen las *o&maciones/ Estas &eacciones son p&ocesos de cam,ios u2micos ent&e los &eactantes' pa&a da& p&oductos de &eacci#n/ El conocimiento del c#mo' d#nde ) cu%ndo se lle$an a ca,o las &eacciones u2micas es imp&escindi,le pa&a la selecci#n ) el dise.o de una acidi*icaci#n mat&icial/ Este estudio se ,asa en el estudio de esteuiomet&ia' el euili,&o ) la $elocidad de &eacci#n/
,ci$o clo!-$!ico /0Cl1. El %cido clo&62d&ico es el m%s utilizado pa&a la estimulaci#n de pozos' es una soluci#n de 6id&oclo&o en *o&ma de +as en a+ua ) se disocia en a+ua &%pidamente ) completamente 6asta un l2mite del @FJ en peso a condiciones est%nda& ) (sto le da la condici#n de %cido *ue&te/ Su amplio uso es de,ido a esta p&opiedad )a ue es el %cido ue pe&mite el ma)o& $olumen de &oca calc%&ea disuelta' dando como &esultado p&oductos de &eacci#n solu,le en a+ua/ La p&incipal des$enta-a del %cido clo&62d&ico es su alta co&&osi$idad ue puede ocasiona& da.o a las tu,e&2as del pozo ) al euipo de ace&o/ Esta acci#n a+&esi$a del %cido clo&62d&ico &est&in+e su aplica,ilidad a altas tempe&atu&as' del o&den de F<< Q/ ;R
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,ci$o 2luo!-$!ico /0l1. El %cido *luo&62d&ico es el 3nico %cido ue pe&mite la disoluci#n de mine&ales s2licos como las a&cillas' los *eldespatos' el cua&zo' etc/ a causa de la ma)o& %&ea supe&*icial de las a&cillas' el 7 &eacciona pe&*ectamente con estos mine&ales/ Adem%s de ataca& estos compuestos de s2lice' el 7 tam,i(n &eacciona con los mine&ales calc%&eos ) con los iones positi$os de la p&opia salmue&a de la *o&maci#n' lo cual de,e&% e$ita&se en todo lo posi,le/ Estas &eacciones del 7 con los ca&,onatos 6acen ue este %cido sea de uso e0clusi$o en *o&maciones s2licas' sus aplicaciones se &est&in+en p&incipalmente a la &emoci#n de da.os ocasionados po& las a&cillas/
,ci$o o!#3nico. Las p&incipales $i&tudes de los %cidos o&+%nicos son su meno& co&&osi$idad ) m%s *%cil in6i,ici#n a altas tempe&atu&as' se usan p&incipalmente en ope&aciones ue &euie&en un alto o la&+o tiempo de contacto del %cido con la tu,e&2aH po& e-emplo como *luido de pe&*o&aci#n 4dispa&os5' o cuando es ine$ita,le su contacto con pa&tes de aluminio o c&omo/ Son conside&ados %cidos muc6o m%s d(,iles ue el %cido clo&62d&ico' pe&o pueden se& utilizados en *o&ma indi$idual o en con-unto con el mismo/
,ci$o ac4tico. Este %cido *ue el p&ime&o de tipo o&+%nico empleado en la estimulaci#n de pozos/ Su ca&acte&2stica p&incipal es ue es un %cido d(,il/ Es *%cil ) se+u&o de in6i,i&' po& lo ue es utilizado como *luido de limpieza o de te&minaci#n antes del dispa&o' casos donde se tiene tiempos de e0posici#n p&olon+ados con las tu,e&2as/' el %cido ac(tico &eacciona con las &ocas calc%&eas/
,ci$o 2ó!mico. Es el menos ca&o de los %cidos o&+%nicos' pe&o m%s ca&o ue el 7Cl en la ,ase al costo po& $olumen de &oca disuelta/ Es mas *ue&te ue el %cido ac(tico' aunue ap&ecia,lemente m%s d(,il ue el 7Cl/ La co&&osi#n con este %cido es uni*o&me ) di*2cil de in6i,i&/ En aplicaciones a ;
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alta tempe&atu&a su costo' compa&ado con el de 7Cl' es casi el mismo' de,ido a la ma)o& concent&aci#n del in6i,ido& &eue&ido pa&a el 7Cl/
A$iti'os. Todos los %cidos utilizados en la estimulaci#n de pozos &euie&en de un acondicionamiento pa&a se& empleados con se+u&idad ) e$ita& &eacciones indesea,les o da.os po& incompati,ilidad con la *o&maci#n o con los *luidos/ Los aditi$os de,en de selecciona&se pa&a las condiciones de cada pozo po& cuanto a tipo ) a concent&aci#n de los mismos/ Al+unos de los p&ocedimientos de la,o&ato&io pa&a la selecci#n del tipo ) concent&aci#n de aditi$os necesa&ios en un sistema %cido' pa&a las condiciones espec2*icas de cada pozo' son simila&es a auellos &ecomendados po& la API/
ESTIMULACIÓN MAT(ICIAL EN CA(5ONATOS. Estimulaciones !eacti'as utili6an$o 3ci$o clo!-$!ico /0Cl1. Como se mencion# ante&io&mente las estimulaciones mat&iciales en cualuie& *o&maci#n pueden se& &eacti$as o no &eacti$as/ Pa&a las *o&maciones de ca&,onatos los tipos de %cido ue pueden usa&se son=
8cido clo&62d&ico 47Cl5/
8cidos o&+%nicos 4ac(tico ) *#&mico5
Este tipo de estimulaciones' )a sea en *o&maciones calizas o en dolomitas' nos da la opo&tunidad no tan solo de &emo$e& el da.o sino de me-o&a& la pe&mea,ilidad en la $ecindad del pozo de,ido a la +ene&aci#n de canales po& la disoluci#n de mate&ial ue +ene&a el %cido/ La acidi*icaci#n mat&icial en ca&,onatos puede conside&a&se como un p&oceso muc6o m%s sencillo ue una acidi*icaci#n en *o&maciones a&eniscas' esto es de,ido a ue la ma)o&2a de los p&oductos de &eacci#n tanto en calizas como en dolomitas son solu,les en el %cido +astado/ La i+u&a IV/;' muest&a la capacidad de disoluci#n del 7Cl a $a&ias concent&aciones' en caliza ) dolomita/ asado en +&an cantidad de $ol3menes calculados ) po& la e0pe&iencia de campo' la ;9
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ma)o&2a de los t&atamientos %cidos mat&iciales utilizan de RK a ;K< +alones de %cido po& pie de inte&$alo p&oducto&/ Lo ue ma)o& concie&ne a una estimulaci#n mat&icial %cida en ca&,onatos inclu)e lo si+uiente=
E*ecti$idad del des$iado&/
Limite de los a+u-e&os de +usanos ) la e0cesi$a p(&dida de *ilt&ado/
Aplicaciones en ,a-a ) alta tempe&atu&a/ Concent&aci#n del %cido/
El %cido clo&62d&ico es el %cido mas utilizado en la estimulaci#n de pozos' ) el m%s *ue&te' al 1KJ se le conoce como %cido &e+ula&' si compa&amos la misma concent&aci#n' es el mas co&&osi$o de los %cidos' &eacciona con la caliza ) la dolomita como se muest&a a continuaci#n/ %cido clo&62d&ic o ca&,onato de calcio 4caliza5 clo&u&o de calcio a+ua ,i#0ido de ca&,ono ;7Cl CaCO F CaCl; 7;O CO; 1<<< +al al 1KJ 1
%cido clo&62d&ico ca&,onato de calcio ) ma+nesio @7Cl CaM+ COF ; 1<<< +al al 1KJ 9/K *tF 1'R<< l,s
F<
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clo&u&o de calcio clo&u&o de ma+nesio a+ua ,i#0ido de ca&,ono CaCl; M+Cl; 7;O ;CO; 1'<@< l,s RK l,s @< +al ';< *tF
Estimulaciones !eacti'as utili6an$o 3ci$os o!#3nicos. El %cido ac(tico ) el %cido *#&mico son ot&os dos %cidos ue lle+an a utiliza&se' solos o con el 7Cl/ Son muc6o m%s d(,iles ue el 7Cl ) po& lo tanto &eacciona&%n m%s lentamente con la ma)o&2a de los mine&ales en el pozo ) po& lo tanto pe&miten una penet&aci#n mas p&o*unda ) me-o&es p&opiedades de +&a,ado en al+unas *o&maciones/ El %cido ac(tico &eacciona m%s lentamente ue el *#&mico/ Un 1
%cido *#&mico ca&,onato de calcio *o&mato de calcio a+ua ,i#0ido de ca&,ono ;7CO;7 CaCOF Ca 7CO; ; 7;O CO;
acto!es 7ue a2ectan la !eacción $el 3ci$o con los ca!&onatos. E0isten al+unos *acto&es ue in*lu)en en el e*ecto de &eacci#n del %cido con las *o&maciones' ent&e los m%s impo&tantes= a/ elaci#n $olumen %&ea contacto/ A ma)o& supe&*icie de &oca e0puesta po& unidad de $olumen de %cido' (ste se +asta&% m%s &%pido/
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CAPÍTULO V
,/ P&esi#n/ A&&i,a de RK< l,>p+; la p&esi#n tiene un meno& e*ecto en la &eacci#n del %cido con &ocas calc%&eas ue la ma)o&2a de los ot&os *acto&es' po& de,a-o de ese $alo& la &eacci#n se acele&a' como se o,se&$a en la i+u&a IV/F/ c/ Tempe&atu&a/ A medida ue la tempe&atu&a se inc&ementa' el %cido &eacciona&% m%s &%pido con el mate&ial calc%&eo/
d/ Concent&aci#n del %cido ) p&oductos de &eacci#n/ Mient&as m%s *ue&te sea un %cido m%s tiempo le toma&% te&mina& la &eacci#n/ Con s#lo a+&e+a& clo&u&o de calcio o ,i#0ido de ca&,ono a cualuie& %cido *ue&te &eta&da&% li+e&amente su &eacci#n/ Un %cido o&+%nico le toma m%s tiempo +asta&se ue el 7Cl po&ue s#lo est% pa&cialmente ionizado/ e/ Composici#n de la &oca/
F;
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CAPÍTULO V
La composici#n u2mica de la &oca in*lui&% en la &eacci#n del %cido' las dolomitas +ene&almente &eaccionan m%s lentamente con el 7Cl ue con las calizas/ */ Viscosidad/ A medida ue la $iscosidad se inc&ementa disminu)e el tiempo de &eacci#n del %cido/
8.
Estimulación no !eacti'a. Una de las ca&acte&2sticas de la estimulaci#n es ue los +astos ) las p&esiones son meno&es a la p&esi#n de *&actu&a de la *o&maci#n/ Pa&a pode& &ealiza& las estimulaciones se estudia &ealizando p&ue,as de admisi#n o in)ecci#n en el inte&$alo p&oducto&' pa&a as2 dete&mina& el inc&emento del +asto ) si es necesa&ia la estimulaci#n/ Esta p&ue,a consiste en in)ecta& a la *o&maci#n un *luido ine&te a +astos mu) ,a-os' de ,a&&il po& minuto' midiendo la p&esi#n de in)ecci#n/ Entonces' se inc&ementa el ,om,eo po& pasos ) lee& la p&esi#n de in)ecci#n 6asta ue la cu&$a de +asto p&esi#n de in)ecci#n se uie,&e como se indica en el punto A de la i+u&a IV/@/ Si la p&esi#n deseada pa&a la estimulaci#n mat&icial se alcanza antes de la *&actu&a' entonces la estimulaci#n mat&icial puede lle$a&se a ca,o a esa p&esi#n o una p&esi#n li+e&amente m%s a,a-o/
La estimulaci#n mat&icial no &eacti$a 4no %cida5' en el cual los *luidos de t&atamiento no &eaccionan u2micamente con los mate&iales o s#lidos de &oca/ En este caso se utilizan FF
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CAPÍTULO V
p&incipalmente soluciones oleosas o acuosas' alco6oles o sol$entes mutuos' con aditi$os' p&incipalmente los su&*actantes/ Estas estimulaciones com3nmente se emplean pa&a &emo$e& da.os po& ,loueos de a+ua' aceite o emulsi#nH da.os po& p(&dida de lodo' po& dep#sitos o&+%nicos' etc/ Si el da.o no es identi*icado en la *o&maci#n no se de,e de aplica& la estimulaci#n mat&icial no &eacti$a/ Gene&almente las *o&maciones se encuent&an en ma)o& o meno& +&ado da.adas' siendo el da.o la alte&aci#n ne+ati$a de las p&opiedades de *lu-o de los conductos po&osos ) *&actu&as en la $ecindad del pozo' las pe&*o&aciones de los dispa&os ) del )acimiento mismo/ Este da.o puede se& o&i+inado du&ante las ope&aciones &ealizadas en un pozo' desde su etapa inicial de pe&*o&aci#n 6asta su etapa de &ecupe&aci#n secunda&ia' pasando po& la te&minaci#n' la &epa&aci#n' la limpieza ) toda ope&aci#n in6e&ente a su p&oducci#n/ El da.o puede $a&ia& desde una peue.a p(&dida de la pe&mea,ilidad' 6asta el ,loueo total de las zonas p&oducto&as/ La p&incipal *uente de da.o a la *o&maci#n es el contacto de esta con *luidos e0t&a.os/ Los *luidos m%s comunes son= el *luido de pe&*o&aci#n' el *luido de te&minaci#n o &epa&aci#n as2 como tam,i(n los *luidos de limpieza ) estimulaci#n/ La in$asi#n de *luidos ,ase a+ua' conocida como ,loueo de a+uaN' p&opicia ue localmente en la $ecindad del pozo se p&omue$a una alta satu&aci#n de la misma con la consecuente disminuci#n de la pe&mea,ilidad &elati$a a los 6id&oca&,u&os' la cual se t&aduce en una ma)o& &est&icci#n al *lu-o de aceite del )acimiento al pozo/ Este ,loueo se $e *a$o&ecido po& la p&esencia en el sistema po&oso de a&cilla como la illita' )a ue su *o&ma p&opicia una ma)o& %&ea ma-ada po& a+ua' inc&ementando la adso&ci#n de (sta a las pa&edes del pozo/
Ti%o $e $año A&cillas ) *inos
No !eacti'a S#lo en *o&maciones con T F<< Q con a+entes su&*actantes
loueo po& a+ua
dispe&santes de *inos/ luidos acuosos con o sin alco6oles o sol$entes mutuos ) su&*actantes F@
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CAPÍTULO V
loueo po&
,a-o tenso&es/ luidos acuosos u oleosos' con o sin alco6oles o sol$entes mutuos )
emulsi#n Mo-a,ilidad po&
su&*actantes desemulsi*icantes/ luidos acuosos con su&*actantes cam,iado&es de mo-a,ilidad po& a+ua/
aceite Pel2culas
luidos oleosos con o sin alco6oles o sol$entes mutuos ) su&*actantes
inte&*aciales Inc&ustaciones de
desemulsi*icantes/ o indicada/
sales !ep#sitos o&+%nicos Sol$entes a&om%ticos con su&*actantes dispe&santes ) ,a-o tenso&es ) con o sin sol$entes mutuos/ P(&didas de p&esi#n luidos acuosos ) oleosos con su&*actantes dispe&santes de *inos/ Ta,la IV/1 Tipos de da.o/ La acci#n de la estimulaci#n mo-a,ilidad mat&icial no &eacti$a concie&ne p&incipalmente con la alte&aci#n de estas *ue&zas &etenti$asH tensi#n supe&*icial e inte&*acial' mo-a,ilidad ) capila&idad/
Tensión su%e!2icial. La mate&ia en sus di*e&entes estados esta compuesta po& mol(culas' las cuales p&esentan una t&acci#n mutua llamada *ue&za de co6esi#n ) es una com,inaci#n de *ue&zas elect&ost%ticas ) de Vande& alls/ El des,alance de estas *ue&zas en la inte&*aces c&ea ene&+2a li,&e de supe&*icie/ Entonces la tensi#n supe&*icial la podemos de*ini& como el t&a,a-o po& unidad de %&ea eui$alente pa&a $ence& la ene&+2a li,&e de supe&*icie ) se mide en dina>cm/
Tensión inte!2acial. Se puede e0plica& en los mismos t(&minos ue la tensi#n supe&*icial de un liuido/ Au2 cada *ase tiende a cont&ae&se como &esultado de un des,alanceo de *ue&zas ue su*&en las mol(culas ue se encuent&an en la inte&*ase/ La tensi#n inte&*acial act3a como una *ue&za ue se opone al aumento de la inte&*ase ent&e los dos l2uidos/ La sepa&aci#n de las dos *ases depende de la natu&aleza u2mica de la se+unda *aseH si de t&ata de una *ase e0clusi$amente no:pola& la sepa&aci#n es ma)o& ) la tensi#n inte&*acial se&% mu) +&ande' pe&o si tiene un +&upo pola&' el $alo& de la tensi#n inte&*acial es meno&/
Mo9a&ili$a$.
FK
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CAPÍTULO V
Es una medida de la *acilidad ue tiene un *luido pa&a espa&ci&se so,&e la supe&*icie de una &oca/ La de*inici#n cl%sica de mo-a,ilidad se ,asa en un %n+ulo de contacto 7 de una +ota de a+ua &odeada de pet&#leo/ Las de*iniciones si+uientes son usadas=
7 : ;<=' mo-a,ilidad al a+ua/ 7 > ;<=? mo-a,ilidad inte&media/
Mo-a,ilidad B cos
7 : ;<=? mo-a,le al pet&#leo/ Las medidas del %n+ulo de contacto se lle$an a ca,o so,&e cua&zo pu&o o calcita ) es di*icultoso lle$a& a ca,o a condiciones de )acimiento/
Ca%ila!i$a$. Ot&o *en#meno de supe&*icie es la capila&idad/ Si un tu,o de $id&io capila& es sume&+ido en a+ua' el a+ua se ele$a en el tu,o' en este caso la p&esi#n capila& se&% la *ue&za &eue&ida pa&a sopo&ta& la columna de a+ua en el tu,o di$idida ent&e el %&ea del capila&/ Entonces la p&esi#n capila& se de*ine como la di*e&encia de p&esiones en la inte&*ase/
Su!2actantes. Son compuestos de mol(culas o&+%nicas' ca&acte&izados po& esta& *o&mados po& dos +&upos u2micos' uno a*2n al a+ua 4pola&5' llamado 6id&o*ilito ) ot&o a*2n al aceite 4no pola&5 llamado tipo*ilico/ Puede a)uda& o pe&-udica& el da.o/ La mol(cula de su&*actante es pa&cialmente solu,le 4depende de la &elaci#n de sus +&upos solu,les en a+ua ) en aceite5' tanto en *luidos oleosos como acuosos/ Al+unos son s#lo dispe&sa,les en aceite/
Estimulaciones No !eacti'as en ca!&onatos. En este sistema los *luidos de t&atamiento no &eaccionan u2micamente con los mate&iales de la &oca' estos sistemas se utilizan pa&a la &emoci#n de da.os ocasionados po& ,loueos de a+ua' aceite o emulsi#n' p(&didas de *luido de cont&ol' dep#sitos o&+%nicos' da.os po& tensi#n inte&*acial' po& mo-a,ilidad e inc&ustaciones/ Lo ante&io& es de,ido a ue el *lu-o de *luidos a t&a$(s de medios po&osos est% +o,e&nado po& los *en#menos de supe&*icie ue &ep&esentan las *ue&zas &etenti$as de los *luidos en la &oca' la acci#n de la estimulaci#n no %cida concie&ne F
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CAPÍTULO V
p&incipalmente con la alte&aci#n de estas *ue&zas &etenti$as' mani*estadas en los *en#menos de supe&*icie si+uientes=
Tensi#n inte&*acial/
Mo-a,ilidad/
Capila&idad/
Los a+entes de supe&*icie 4su&*actantes5 son los p&incipales p&oductos u2micos ue se utilizan en la estimulaci#n mat&icial no &eacti$a' de,ido a su e*iciente acci#n ue pe&mite alte&a& estos *en#menos de supe&*icie/ La selecci#n de un u2mico pa&a cualuie& aplicaci#n pa&ticula& depende&% de ue contaminante esta taponando o ,loueando la pe&mea,ilidad de la *o&maci#n/ El 7Cl no disol$e&% pa&a*inas' as*%ltenos o +&asas de la tu,e&2a' los t&atamientos de esos s#lidos o a+entes ,loueado&es &euie&e de un sol$ente o&+%nico e*ecti$o 4no&malmente un sol$ente a&om%tico como tolueno' 0ileno u o&tonit&otolueno5/ !e,ido a los di*e&entes s#lidos ue taponan o ,louean los po&os' se &euie&en tam,i(n di*e&entes sol$entes pa&a su &emoci#n' no 6a) un sol$ente uni$e&sal pa&a el da.o de un pozo/ Los *en#menos de supe&*icie pueden p&o$oca& da.os en la pe&mea,ilidad a,soluta' cam,ios en la pe&mea,ilidad &elati$a ) alte&aciones en la $iscosidad de los *luidos' ) de,en se& t&atados con sistemas no &eacti$os/ En el caso de las emulsiones' estas +ene&almente se *o&man de la mezcla de *luidos ,ase a+ua ) aceite' p&esentando altas 'iscosi$a$es ue &educen la capacidad de *lu-o del pozo/ Pueden se& esta,ilizadas po& su&*actantes' as2 como po& sol$entes mutuos acompa.ados de desemulsi*icantes/ Una *o&maci#n mo-ada po& aceite !e$uce la %e!mea&ili$a$ !elati'a al aceite ' en este caso se in)ectan sol$entes mutuos pa&a cam,ia& la mo-a,ilidad ) lue+o la in)ecci#n de un su&*actante
FR
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CAPÍTULO V
ue de-e la &oca mo-ada po& a+ua/ El uso de al+3n su&*actante no solo es e0itoso' si antes no se 6a &emo$ido la *ase aceite ue se encuent&a mo-ando a la &oca/ Puede e0isti& un ,loueo po& a+ua ue tam,i(n !e$uce la %e!mea&ili$a$ !elati'a al aceite? causado po& el inc&emento en la satu&aci#n de a+ua' se puede *o&ma& en la *ase de pe&*o&aci#n ) te&minaci#n po& *ilt&ado del *luido ,ase a+ua' lo *a$o&ece la p&esencia de a&cillas 6id&ata,les/ Es t&atado mediante la &educci#n de la tensi#n supe&*icial ent&e el a+ua ) aceite o +as' con el uso de su&*actantes' sol$entes mutuos ) desemulsi*icantes' en el caso de pozos de +as es &ecomenda,le el uso de %cidos alco6#licos/ Los dep#sitos o&+%nicos como pa&a*inas ) as*%ltenos $añan la %e!mea&ili$a$ a&soluta' sus o&2+enes son nume&osos ) comple-os' su p&incipal mecanismo es el cam,io en la tempe&atu&a ) p&esi#n en el pozo ) las ce&can2as' pueden &emo$e&se con sol$entes a&om%ticos 4ileno ) Tolueno5 ) aditi$os 4antias*altenos' dispe&santes de pa&a*inas5/ Los dep#sitos o&+%nicos e ino&+%nicos $añan la %e!mea&ili$a$ a&soluta' son componentes o&+%nicos ue +ene&almente &ecu,&en al+3n componente ino&+%nico como inc&ustaci#n o *inos/ euie&e un t&atamiento con un sol$ente com,inado' tal como una dispe&si#n de sol$ente de 6id&oca&,u&o 4a&om%tico5 en %cido ) su&*actantes 4sistema emulsionado5/ Como puede o,se&$a&se' en las estimulaciones no &eacti$as la *unci#n del su&*actante es *undamental' po& lo ue el (0ito de estas depende en +&an medida de su ap&opiada selecci#n/
ESTIMULACION MAT(ICIAL EN A(ENAS. Pa&a las *o&maciones de a&eniscas el tipo de %cido ue puede usa&se es= %cido *luo&62d&ico 475' mezclado con 7Cl o con %cidos o&+%nicos/ Se puede mezcla& (ste %cido con 7Cl o con %cidos o&+%nicos pa&a disol$e& mine&ales a&cillosos' *eldespatos ) a&enas' de,ido a ue los mine&ales a&cillosos ) los *eldespatos tienen ma)o& %&ea de contacto' la ma)o&2a del 7 se +asta&% m%s &%pido en estos mate&iales ue en el cua&zo o en F
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CAPÍTULO V
las a&enas/ Es el 3nico %cido ue &eacciona&% con a&ena ) ot&os mine&ales silicios como la a&cilla' la &eacci#n u2mica es= %cido *luo&62d&ico silice %cido *luos2lico a+ua 7 SiO; 7;Si ;7;O
La &eacci#n ent&e el 7 ) una a&cilla como la ,entonita' est% dada po&= %cido *luo&62d&i co ,entonita F 79 Al; SiO @O1<
%cido *luos2lico %cido *luoaluminico a+ua @7;Si9 ;7F Al9 1;7;O
El 7 &eacciona&% con mine&ales calc%&eos como la caliza' sin em,a&+o p&oduci&% p&ecipitados insolu,les de *luo&u&o de calcio= %cido *luo&62d&ico caliza *luo&u&o de calcio a+ua ,i#0ido de ca&,ono ; 7 CaCOF Ca; ;7;O CO;
La p&incipal &az#n pa&a acidi*ica& una *o&maci#n de a&eniscas es &emo$e& el da.o causado po& la in$asi#n de pa&t2culas s#lidas ) al 6inc6amiento' dispe&si#n' mi+&aci#n o *loculaci#n de *inos/ Estos t&atamientos est%n limitados pa&a da.os some&os de 1 a F pies de la $ecindad del pozo' el 7 puede se& &eta&dado pa&a me-o&a& la distancia de penet&aci#n del %cido/ Un da.o po& a&cillas puede se& una mezcla tanto de 6inc6amiento como mi+&aci#n de *inos' cuando eso ocu&&e se de,e acidi*ica& la *o&maci#n con un sistema ue disuel$a a&cillas ) *inos con contenido de s2lice/ En la mezcla de %cido *luo&62d&ico 475 : %cido o&+%nico 4ac(tico o *#&mico5' se puede utiliza& pa&a &eta&da& la &eacci#n con la a&ena ) las a&cillas' ) disminui& el ataue co&&osi$o' de esta mane&a se puede penet&a& mas p&o*undamente la *o&maci#n ) &emo$e& m%s da.o/ A meno&es tempe&atu&as son m%s se$e&os los p&oductos secunda&ios de los p&oductos de la &eacci#n de esta mezcla de %cidos' po& lo ue se de,e usa& en pozos de ;<< Q de tempe&atu&a
F9
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CAPÍTULO V
o ma)o&/ La mezcla se de,e p&epa&a& con a+ua dulce' nunca de,e usa&se salmue&a o a+ua co&&iente pa&a t&atamiento con 7 )a ue estas a+uas contienen sodio o potasio/ Los e*ectos de la &eacci#n del 7 con la a&ena se inc&ementa&%n a medida ue la tempe&atu&a se inc&emente' po& e-emplo el &itmo de des+aste es 1F $eces m%s &%pido a F<< Q ue a RK Q/ La me-o& selecci#n pa&a &emo$e& da.o po& a&cillas en pozos calientes ) p&o*undos con )acimientos en a&eniscas es la de J de %cido *#&mico ) 1/KJ de 7/ En la estimulaci#n de a&eniscas e0isten t&es etapas ,%sicas de ,om,eo= 1/ P&ecolc6#n/ ;/ luido de t&atamiento/ F/ luido de desplazamiento/ 1/ P&ecolc6#n/ Siemp&e se ,om,ea po& delante del 7' p&opo&ciona un ,a&&ido ent&e la mezcla del %cido $i$o ) +astado ) los *luidos de la *o&maci#n' este ,a&&ido &educe la posi,ilidad de *o&ma& *luosilicatos ) *luoaluminatos de potasio/ En el caso de usa& 7Cl como p&ecolc6#n (ste &emo$e&% el CaCO F ) e$ita&% su &eacci#n con el 7/ Los m%s comunes son 4,%sicamente son los mismos pa&a el desplazamiento5=
8cido Clo&62d&ico 47Cl5/
Clo&u&o de Amonio 47@Cl5/
!iesel/
We&osina/
Aceite/
Estos se seleccionan en *unci#n de la tempe&atu&a ) de la composici#n mine&al#+ica de la &oca/ La i+u&a IV/K nos muest&a el compo&tamiento de los di*e&entes p&ecolc6ones en *unci#n de am,as $a&ia,les' (sta puede se& utilizada en la selecci#n del p&ecolc6#n/
@<
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CAPÍTULO V
;/ luido de t&atamiento/ emo$e&% el da.o po& a&cillas' pa&a completa& esto' el sistema %cido de,e&% contene& iones de *luo&u&o/ Los su&*actantes en un *luido de t&atamiento pa&a un )acimiento de a&eniscas de,en se& de tipo no i#nico : ani#nico )>o ani#nico/ La i+u&a IV/ nos muest&a el compo&tamiento de los di*e&entes sistemas en *unci#n de la tempe&atu&a ) la mine&alo+2a' esta puede se& utilizada en la selecci#n del *luido de t&atamiento/
La i+u&a IV/R muest&a el compo&tamiento de las di*e&entes concent&aciones del %cido *luo&62d&ico con &especto a la pe&mea,ilidad &elati$a de un n3cleo/ Cuando el 7 es ,om,eado a la *o&maci#n' la pe&mea,ilidad ) el +asto de ,om,eo a menudo disminu)en o se inc&ementa la @1
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CAPÍTULO V
p&esi#n de ,om,eo/ As2' con F ) J de 7' cuando se &emue$e el da.o' *inalmente la pe&mea,ilidad se inc&ementa&%/
El dec&emento inicial es ma)o& con sistemas m%s *ue&tes de 7/ En ocasiones como se o,se&$a en los datos de 7 al 9J el da.o es completo ) el n3cleo ueda totalmente taponado' lo mismo ocu&&e con al+unos n3cleos cuando se utiliza 7 al JH pa&a &educi& esa posi,ilidad la ma)o& pa&te de los ope&ado&es utilizan 7 al FJ en la ma)o&2a de los t&atamientos/ La 6a,ilidad del 7 pa&a &emo$e& el da.o en a&cillas se +ene&a en una distancia de ; pies en la $ecindad del pozo' ma)o& se $uel$e econ#micamente incostea,le . F/ luido de desplazamiento/ Se utiliza pa&a desplaza& el 7' ase+u&a ue la ma)o&2a del 7 &eaccione en la *o&maci#n ) cont&i,ui&% a los &esultados del t&atamiento . El clo&u&o de amonio es el m%s com3n ) es una de las pocas sales ue no p&ecipita&% con el 7 o con el 7 +astado' el diesel se utiliza tam,i(n en pozos de aceite/ Xa ue el 7 &eacciona mu) &%pidamente' no se &ecomienda un la&+o pe&2odo de cie&&e' de,e empeza& a &e+&esa&se los *luidos tan p&onto como sea posi,le' especialmente en pozos con *o&maciones de ,a-a pe&mea,ilidad/ @;
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CAPÍTULO V
Una $ez ue se 6an ,om,eado los *luidos 6acia la *o&maci#n' cumpliendo con las etapas del t&atamiento *inalmente se ,om,ea un *luido desplazado& compati,le con el sistema ) cu)o $olumen se&% i+ual al $olumen de las tu,e&2as 6asta la ,ase del inte&$alo a dispa&a&/ En el caso de la estimulaci#n mat&icial en a&eniscas' la ape&tu&a del pozo de,e se& lo m%s &%pido posi,le/
).@.
(ACTU(AMIENTO 0ID(,ULICO.
Un t&atamiento de *&actu&amiento consiste esencialmente en el &ompimiento de una secci#n p&oducto&a de la *o&maci#n mediante una *ue&za 6id&%ulica e-e&cida po& un *luido' +ene&almente' conteniendo una a&ena ue *un+i&% como sustentante pa&a mantene& la *&actu&a +ene&ada a,ie&ta/ El *&actu&amiento 6id&%ulico es un p&oceso de estimulaci#n de pozos' ue &elaciona t&es aspectos de la pe&*o&aci#n=
P&esiones de in)ecci#n en pozos/
P(&didas de ci&culaci#n/
ompimiento de la *o&maci#n 4cementaciones *o&zadas5/
El p&op#sito *undamental de un *&actu&amiento es inc&ementa& las condiciones de *lu-o 6acia el pozo' mediante la ape&tu&a de canales de *lu-o +ene&ados po& una p&esi#n 6id&ost%tica ue $enza la &esistencia de la &oca/ &actu&amos pa&a=
Inc&ementa& el +asto de p&oducci#n/
Inc&ementa& el &adio e*ecti$o de d&ene/
So,&epasa& la zona da.ada/
Inc&ementa& la in)ecti$idad de un pozo pa&a p&op#sitos de in)ecci#n/
E0tende& la $ida econ#mica de un pozo/
En *o&maciones de mu) ,a-a pe&mea,ilidad se 6a lo+&ado o,tene& &ecupe&aci#n come&cial de 6id&oca&,u&os/
ecupe&aci#n acele&ada de p&oducci#n/
@F
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CAPÍTULO V
Ti%os $e 2!actu!amiento.
&actu&amiento 6id&%ulico 4&actu&amiento con Apuntalante5/
ACPAC Tip Sc&een:OutN/
&actu&amiento %cido/
E0isten t&es casos cl%sicos en donde un *&actu&amiento 6id&%ulico puede da& ,ene*icios= 1/ Xacimientos de ,a-a pe&mea,ilidad' de &oca 6omo+(nea' en donde una *&actu&a se&% eui$alente a amplia& el di%met&o del pozo/ ;/ o&maciones in$adidas ) da.adas po& *luidos de pe&*o&aci#n ) te&minaci#n/ F/ o&maciones con *&actu&as natu&ales' no comunicadas en donde una *&actu&a las conecte e inc&emente la po&osidad/
Conce%tos &3sicos. Conside&ando un plano cualuie&a' su-eto a una *ue&zaH donde la *ue&za somete al plano de %&ea A a dos es*ue&zos de*inidos po&= Es*ue&zo no&mal=
sen A
@/;
Siendo sen la componente de la *ue&za pe&pendicula& al plano/ Es*ue&zo co&tante=
cos A
@/F
Siendo cos la componente de la *ue&za en la di&ecci#n del plano/ Sus unidades son 4>A5/ En el caso de ue la *ue&za est( di&i+ida 6acia el plano' los es*ue&zos +ene&ados son de comp&esi#n ) si est%n en sentido cont&a&io son de tensi#n/ En la mec%nica de &ocas' los es*ue&zos de comp&esi#n son tomados po& con$enci#n como positi$o ) los de tensi#n como ne+ati$os/ En el caso de ue la *ue&za sea aplicada en *o&ma pe&pendicula& al plano' no e0iste @@
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CAPÍTULO V
componente en la di&ecci#n del plano ) po& lo tanto no +ene&a es*ue&zo co&tante/ En este caso' el es*ue&zo se le denomina Es*ue&zo P&incipalN/
De2o!maciones. Cuando un cue&po esta su-eto a un es*ue&zo' este su*&e una de*o&maci#n' la cual puede medi&se/ En un cue&po cil2nd&ico de &oca su-eto a un es*ue&zo se tienen dos de*o&maciones' una en sentido a0ial o lon+itudinal 4 5' ) ot&a en sentido &adial o t&ans$e&sal 4 5/ Ve& la i+u&a IV//
De2o!mación unita!ia" es la &elaci#n ent&e la de*o&maci#n a,soluta su*&ida po& en cue&po ent&e su dimensi#n o&i+inal 4adimensional5/ !e*o&maci#n Unita&ia
!imenci#n *inal !imenci#n inicial !imenci#n inicial
a0ial o lon+itudinal o
o
Lo L Lo
Lo L
Lo
@/@ @K
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
adial o t&ans$e&sal o
& o & & o & o
o
&
& o
@/K
(elación $e Poisson / 1. Es un pa&%met&o de t&ascendente impo&tancia' pues ca&acte&iza los di*e&entes mate&iales ) se constitu)e en una $a&ia,le independiente' p&opiedad del mate&ial en estudio/ La &elaci#n de Poisson' se de*ine como la &elaci#n ent&e la de*o&maci#n unita&ia t&ans$e&sal ) la de*o&maci#n unita&ia lon+itudinal=
o
@/
o
!onde= o es la e0pansi#n late&al de la &oca' o es la cont&acci#n lon+itudinal o a0ial de la &oca cuando se somete a comp&esi#n/ Es adimensional ) su &an+o de $a&iaci#n est% ent&e
Ti%o $e !oca A&enisca
/a$imensional1
Calizas
Ma&+as
oca de sal
Mo$ulo $e elastici$a$ /Mo$ulo $e +oun#1 EB. Este modelo se *undamenta en los conceptos de es*ue&zo 4 5 ) de*o&maci#n 45' los cuales &elaciona la Le $e 0ooe e0p&esada en la si+uiente ecuaci#n/
@/R
E
!onde E es el p&ime& pa&%met&o el%stico conocido como mó$ulo $e elastici$a$ /+oun#1/ El modulo de Xoun+ es una medida de la du&eza de la &oca o de su &esistencia a de*o&ma&se/ @
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
Este pa&%met&o es una p&opiedad int&2nseca de los mate&iales ) dos dimensiones est%n dadas po& 4>L; o >L5' aun cuando no tiene nada ue $e& con el es*ue&zo o la p&esi#n/ A medida ue se inc&ementa el es*ue&zo' un da.o i&&e$e&si,le se p&oduce' &e*le-ado en una de*o&maci#n pe&manenteH a esta ma+nitud de es*ue&zo' se le denomina LIMITE EL8STICO/ En caso de continua& aumentando el es*ue&zo' se alcanza&a un $alo& donde la &oca *alla ) se p&oduce su &uptu&a/ Si el es*ue&zo *ue comp&esional' se&% ESISTECIA a la COMPESIÓ de la &oca' c/ En caso de ue el es*ue&zo *uese tensional se&% a ESISTECIA a la TESIÓ de la &oca t/ En el caso de ue el es*ue&zo de &uptu&a se alcance inmediatamente despu(s de p&esenta&se el l2mite el%stico' se dice ue el mate&ial tiene un tipo de ALLA 8GIL' en caso cont&a&io' el tipo es de ALLA !YCTIL/
Ma&+as
(c /#cm@1 (t /#cm@1 ;K K<
Calizas sua$es
1<< ;<<
Ti%o $e !oca
1< 1K
A&eniscas poco consolidadas F<< @<< A&eniscas consolidadas
<< R<<
A&eniscas mu) consolidadas
1<<<
Calizas du&as ) mu) du&as 1K<< ;<<< Ta,la IV/F
@R
F< K< 1<< 1K<
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
La le) de 7oo? +ene&alizada pa&a un espacio t&idimensional= i
1 i E Eo 1 ; F
@/
!onde i B 1' ;' F 4en los e-es 0' )' z5 O en *unci#n del es*ue&zo= i
1 ; F ;G i 1 ;
@/9
El modulo de Xoun+ de i+idez o de co&te' esta dado po&= G
E ; 41 5
@/1<
El modulo de Elasticidad ) la &elaci#n de Poisson' constitu)en la p&opiedad mec%nicas *undamentales de todo mate&ial/ Estos pa&%met&os pueden estima&se de &e+ist&os s#nicos' conociendo la densidad del mate&ial' / El concepto se ,asa en el 6ec6o de ue una onda s#nica $ia-a a t&a$(s de un mate&ial ) su &apidez depende de las ca&acte&2sticas del mate&ial/ La emisi#n s#nica p&oduce dos tipos de ondas= Si V P 4$elocidad de la onda comp&esional o lon+itudinal5 ) V s 4$elocidad t&ans$e&sal o de co&te5 se conocen' es posi,le dete&mina& las p&opiedades mec%nicas del mate&ial' aplicando las si+uientes ecuaciones= Onda P 4lon+itud o comp&esional5 VP
E 1 1 1 ;
@/11
Onda S 4T&ans$e&sal o de co&te5 VS
E ; 1
@/1;
(esistencia $e inc!ustación? S(es. @
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
Esta p&opiedad mec%nica es de inte&(s en el p&oceso del *&actu&amiento 6id&%ulico' siendo un pa&%met&o pa&a la selecci#n del a+ente sustentante ) pa&a el dise.o de *&actu&as/ Se o,tiene de una p&ue,a de la,o&ato&io ue consiste en somete& a una ca&+a un n3cleo de *o&maci#n' de p&e*e&encia con F/K p+ de lon+itud/ La ca&+a se t&asmite a t&a$(s de una es*e&a de ace&o de
SEes
@ UP ; di
@/1F
Com%!esi&ili$a$ $e la !oca C ! . La comp&esi,ilidad esta de*inida po& la si+uiente e0p&esi#n' donde P es la di*e&encial de la p&esi#n aplicada' V el consecuente cam,io de $olumen de la &oca con &especto a su $olumen o&i+inal V/
@9
Estimulaciones de pozos
C&
CAPÍTULO V
1 V P V
@/1@ Puede o,tene&se de mane&a e0pe&imental o en *unci#n de las $a&ia,les independientes ) E/ C&
F1 ; E
@/1K
Tenaci$a$ $e 2!actu!a o 2acto! $e intensi$a$ $e es2ue!6o c!tico? F ic. Es una medida de &esistencia a la p&opa+aci#n de una *isu&a' ,a-o la acci#n de es*ue&zos a los ue se somete el mate&ial/ Esta ca&acte&2stica pe&mute el an%lisis del c&ecimiento $e&tical ) la p&opa+aci#n de una *&actu&a/ La tenacidad de *&actu&a esta di&ectamente &elacionada con la ene&+2a &eue&ida pa&a c&ea& ma)o& supe&*icie de *&actu&a/ En medios el%sticos est% de*inida pa&a el e0t&emo de una *isu&a de *o&ma el2ptica o pa&a,#lica como p&opo&cional a la &a2z cuad&ada de la *ue&za ue causa la L/ ; L
e0tensi#n de una *isu&a/ Sus unidades son
La e$aluaci#n del *acto& de intensidad de es*ue&zo c&2tico' se o,tiene e0pe&imentalmente a t&a$(s del m(todo de p&ue,a del Anillo Modi*icadoN' el cual' consiste en co&ta& de un n3cleo de &oca' un anillo en cu)o cent&o de 6ace un a+u-e&o ) diamet&almente opuesto se co&tan dos supe&*icies' el anillo es comp&imido a un &itmo de desplazamiento constante ) se &e+ist&a el es*ue&zo ) el desplazamiento/ Si esta p&ue,a se e*ect3a ,a-o p&esiones con*inantes' simulando condiciones de pozo' se o,tienen $alo&es supe&io&es de W ic )' m%s adecuados de aplica& al *&actu&amiento 6id&%ulico/ El uso del *acto& de intensidad de es*ue&zo c&2tico' consid(&ese una *&actu&a &adial de &adio / pa&a este caso' el es*ue&zo &eue&ido pa&a e0tende& la *&actu&a esta dado po&=
K<
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
W ic E ;
@/1
X &elacionado con el es*ue&zo de tensi#n T 4condicione est%ticas5= T
Wic ; I
@/1R !onde I es la mitad de la lon+itud de la *&actu&a c&eada/
Teo!a $e la elastici$a$. La teo&2a de elasticidad pe&mite la soluci#n de m3ltiples p&o,lemasH sin em,a&+o' pa&a a su aplicaci#n de,e conside&a&se ue los mate&iales son isot&#picos' 6omo+(neos ) el%sticos/ Un medio es isot&#pico si sus p&opiedades el%sticas no cam,ian con la di&ecci#n del cue&po/ Se conside&a un mate&ial 6omo+(neo
si el m%s peue.o elemento del mismo tiene i+uales
p&opiedades *2sicas del cue&po total/ Un mate&ial se conside&a el%stico si las de*o&maciones p&oducidas po& *ue&zas e0te&nas despa&ecen cuando estas *ue&zas de-an de actua& so,&e el mate&ial/ En esencia' las &ocas no son mate&iales completamente isot&#picos' 6omo+(neos ) el%sticos ) en al+unos casos' $a&2an conside&a,lemente' po& lo ue las soluciones a p&o,lemas aplicando le)es cl%sicas de la elasticidad' pueden ale-a&se de la &ealidad/ El compo&tamiento es*ue&zo de*o&maci#n en medios 6omo+(neos' isot&#picos ) el%sticos est% ca&acte&izado po& el Modulo de Xoun+ ) po& la &elaci#n de Poisson/
Es2ue!6os insitu.
K1
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
Es2ue!6os %!inci%ales totales. El pet&#leo se p&esenta ampliamente e0tendido en la Tie&&a en *ase +aseosa' l2uida o s#lida/ El pet&#leo es una mezcla de compuestos de 6id&oca&,u&os 46id&#+eno ) ca&,ono5' con cantidades meno&es de nit&#+eno' o0i+eno ) azu*&e como impu&ezas/ La ocu&&encia del pet&#leo se p&esenta +ene&almente asociada a cuencas sedimenta&ias' po& lo ue el estudio de las mismas ) su &elaci#n con el *&actu&amiento 6id&%ulico constitu)en el *undamento pa&a entende& el p&oceso/ En condiciones natu&ales' una cuenca sedimenta&ia' se $a *o&mando po& la apo&taci#n de sedimentos' p&opiciando ue cualuie& elemento en cualuie& posici#n se encuent&e su-eto al peso de los sedimentos ue so,&e)acen' +ene&%ndose un ESUE"O VETICAL' ESUE"O !E SOECAGA O PESIÓ !E SOECAGA/ El es*ue&zo +ene&ado po& el peso se los sedimentos induce ESUE"OS 7OI"OTALES' ue dependen del compo&tamiento el%stico de la &oca ) de las condiciones late&ales de *&onte&a/ Es*ue&zo $e&tical 1/
!1?+ cm
F
s
@/1 !onde 4s5 es densidad p&omedio de los sedimentos/ Si elemento se encuent&a en una zona donde no e0isten *ue&zas tect#nicas' los es*ue&zos 6o&izontales se&%n i+uales/ !; !F ' ) su desplazamiento o de*o&maci#n late&al es nula/ K;
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
; F <
)
!; !F !1 1 /
Si el elemento a6o&a si se encuent&a en una zona donde e0isten *ue&zas tect#nicas' los es*ue&zos 6o&izontales se&%n di*e&entes/
!; "!F
' ) solo se pod&% estima& el meno& de los es*ue&zos conside&ando ue !; #!F
!F !1 1 ' ) !; !F !TECTÓICO
Es2ue!6os %!inci%ales e2ecti'os. Las &ocas de inte&(s en el *&actu&amiento 6id&%ulico son po&osas' pe&mea,les ) contienen *luidos a p&esi#n/ La &oca compacta sin po&os de,e modi*ica&se dado ue los *luidos en los po&os sopo&tan pa&te del es*ue&zo de so,&eca&+a aplicado a la mat&iz de la &oca' es deci&' su esueletoN es la ue sopo&ta la ot&a pa&te/ !e,ido a ue los *luidos contenidos en la &oca sopo&tan pa&te del peso de so,&eca&+a ) la ot&a sopo&ta la mat&iz de la &oca' el estado de es*ue&zos natu&al al ue est% sometido el elemento' se con$ie&te en estado de es*ue&zos p&incipales e*ecti$o/ !e acue&do a la Le) Te&za+6i/ Es*ue&zo p&incipal e*ecti$o $e&tical 1/
1
!1 PP
@/19 !onde 45 se conoce constante po&oel%stica ) su $alo& $a&ia de < a 1/ Adui&iendo un $alo& de
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
1
; F 1
Si el elemento a6o&a si se encuent&a en una zona donde e0isten *ue&zas tect#nicas' los es*ue&zos 6o&izontales se&%n di*e&entes/ ; " F '
) solo se pod&% estima& el meno& de los es*ue&zos/ # F /
Conside&ando ue
;
F 1 1 '
; F
)
!TECTÓICO
Es2ue!6os al!e$e$o! $el %o6o. Al pe&*o&a& un pozo se modi*ica el estado natu&al de es*ue&zos' esto &esulta en una concent&aci#n de es*ue&zos al&ededo& del pozo/ Este p&o,lema *ue &esuelto po& Wi&sc6 aplicando la Teo&2a de Elasticidad/ El conside&# un +&an ,loue con un a+u-e&o en el cent&o con compo&tamiento el%stico ) su-eto a los es*ue&zos 1' ; ) F' ) el a+u-e&o en la di&ecci#n 1/ La soluci#n dete&mina el estado de es*ue&zos de cualuie& elemento' en *unci#n de su posici#n en coo&denadas pola&es ) de los es*ue&zos e*ecti$os' tan+encial 4 5' &adial 4& 5' ) co&tante 4 & 5
K@
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
F & A ; F F& A 1 1 cos ; ; ; & & & A ; F F& A @& A ; F 1 1 cos ; & ; & ; & & ;
@
;
;
;
@
;
&
@
;
@/;1
;
; F& A ;& A 1 sen ; ; & & @
F
@/;<
@
@
;
@/;;
;
Pa&a & &
; F ; ; F
cos ;
@/;F
Pa&a di*e&entes posiciones [ [ $a&2a' dependiendo del $alo& del %n+ulo [' ) dado ue el cos ;[ es una *unci#n pe&i#dica los $alo&es dia&iamente opuestos toman la misma ma+nitud/
F F ;
@KQ
;
F
9
P!esión $e 2!actu!a /P1. !e,e&% se& su*icientemente ele$ada pa&a $ence& los es*ue&zos m2nimos con*inantes en la pa&ed del a+u-e&o ) la p&opia &esistencia a la tensi#n de la &oca 4T7 pa&a *&actu&as 6o&izontales ) TV pa&a *&actu&as $e&ticales5/ La ene&+2a de p&esi#n se t&asmite al in)ecta& al pozo un *luido' llamado LUI!O ACTUATE/ Esta ene&+2a se disipa en *o&ma de ondas po& lo ue el $alo& de p&esi#n de *&actu&a depende' adem%s de los es*ue&zos con*inantes ) la &esistencia a la tensi#n' de los si+uientes *acto&es=
Condiciones de *&onte&a 4de*o&maci#n plana' &2+ido o es*ue&zo plano' de*o&ma,les5/
Penet&aci#n del *luido 4&elaci#n W> $ D 1<:11 *luido penet&ante 4c+s55/
Ent&ada de *luido 4es*(&ica o &adial ci&cula&5/ KK
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
Pa&a el caso +ene&al de es*ue&zo plano' *luido penet&ante ) ent&ada &adial ci&cula& la p&esi#n de *&actu&amiento se&%= Pa&a *&actu&as 6o&izontales/ P97
1 ETV PP
@/;@
Pa&a *&actu&as $e&ticales/ PV
1 1
; F T7 PP
@/;K
O!ientación $e $e la 2!actu!a. Las *&actu&as inducidas 6id&%ulicamente p&esentan en lo +ene&al dos o&ientaciones dependiendo de la di&ecci#n ue &euie&e la meno& cantidad de ene&+2a de p&esi#n' esta di&ecci#n es pe&pendicula& a la di&ecci#n del m2nimo es*ue&zo p&incipal/ !ado ue solo a p&o*undidades some&as ) po& condiciones +eol#+icas' es posi,le encont&a& ue los es*ue&zos 6o&izontales son ma)o&es ue el es*ue&zo de so,&eca&+a' es a estas p&o*undidades' del o&den de F<< a << m' ue pueden encont&a&se *&actu&as 6o&izontales' en lo +ene&al' las *&actu&as son $e&ticales/ Pa&a *&actu&as 6o&izontales Si
P7 % PV
La *&actu&a se&% 6o&izontal no&malmente se p&esentan a&&i,a de los << m de p&o*undidad/ Si
P7 # PV la *&actu&a se&% $e&tical/
G!a$iente $e 2!actu!a? G . !i*ie&e del concepto +ene&al de +&adiente' como en el caso del +&adiente t(&mico o el +&adiente de p&esi#n/ Pa&a el caso +ene&al de *&actu&as $e&ticales' la p&esi#n depende del compo&tamiento mec%nico de la &oca ) en consecuencia el +&adiente es una ca&acte&2stica de la *o&maci#n ) s#lo es aplica,le pa&a la misma *o&maci#nH es deci&' cada *o&maci#n tend&% un +&adiente di*e&ente/
K
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
(eolo#a. Pa&te de la *2sica ue se enca&+a del estudio del *lu-o ) de*o&maci#n de la mate&ia/ Las p&opiedades &eol#+icas lle+an a se& un *acto& impo&tante de,ido a ue los *luidos *&actu&antes son comple-os/
(itmo $e co!te /'eloci$a$ $e co!te1. Es la di*e&encia de $elocidades adui&idas ent&e dos capas de *lu-o de un *luido en mo$imiento con &especto a la distancia e0istente ent&e estas placas/ Su $alo& depende del tipo de *lu-o ) de las ca&acte&2sticas del *luido' es impo&tante su dete&minaci#n )a ue de esta depende la &esistencia a se& in)ectado un *luido en un t&a,a-o de *&actu&amiento/
lui$os 2!actu!antes. Pueden se& de ,ase a+ua o aceite/ Las p&opiedades ue de,e cumpli& un *luido *&actu&ante son las si+uientes=
a-o coe*iciente de p(&dida/ Alta capacidad de t&anspo&te del apuntalante/
a-as pe&didas de p&esi#n po& *&icci#n en las tu,e&2as ) altas en la *&actu&a/
%cil &emoci#n despu(s del t&atamiento/
Compati,ilidad con los *luidos de *o&maci#n/
M2nimo da.o a la pe&mea,ilidad de la *o&maci#n ) *&actu&a/
El *luido *&actu&ante es un *luido ue pe&mite t&asmiti& p&esi#n 6id&%ulica a la *o&maci#n 6asta lo+&a& su *&actu&a/ !espu(s el *luido *&actu&ante penet&a a la *o&maci#n' ampliando ) e0tendiendo la *&actu&a/ El p&ime& $olumen de,e se& peue.o ) de ,a-a $iscosidad pa&a *a$o&ece& la c&eaci#n de la *&actu&a/ At&%s de,e&% i& un *luido ue *a$o&ezca la e0tensi#n de la *&actu&a c&eada/ Lo ante&io& se lo+&a con *luidos de p&opiedades especiales/ o&malmente se ap&o$ec6a pa&a el inicio del *&actu&amiento el p&opio *luido del pozo/ Las *unciones ,%sicas del *luido *&actu&ante en un *&actu&amiento 6id&%ulico con$encional son=
Mantene& a,ie&ta la *&actu&a ) p&opa+a&la/ KR
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
T&anspo&ta& el sustentante ) dist&i,ui&lo en la *&actu&a/
!e,ido a ue las *o&maciones a *&actu&a& $a&2an conside&a,lemente en sus ca&acte&2sticas ) condiciones 4tipo de &oca' composici#n' pe&mea,ilidad' tempe&atu&a' p&esi#n' etc5 se 6an desa&&ollado muc6os tipos de *luidos *&actu&antes ) se 6an condicionado con aditi$os pa&a me-o&a& su compo&tamiento/ El *luido *&actu&ante pa&a cumpli& las *unciones ,%sicas ante&io&es &euie&e de las si+uientes p&opiedades=
Viscosidad ap&opiada a condiciones de *&actu&a/
a-a p(&dida de *luido a la *o&maci#n/
educi& pe&didas de p&esi#n po& *&icci#n/
%cilmente elimina,les de la *&actu&a al t(&mino del t&atamiento/
Compati,les ) no da.inos a la *o&maci#n/
P&%cticos ) se+u&os en su mane-o/
Econ#micos/
Ti%os $e 2lui$os 2!actu!antes. 1/ luidos con$encionales/
ase a+ua/
ase aceite/
;/ luidos comple-os/
!ispe&siones 4emulsiones a+ua en aceite5
ase a+ua/
ase/
F/ luidos especiales/
Espumas/
Com,inados/ K
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
8cidos/ Gases ) alco6oles/
A#ente sustentante. unto con el *luido *&actu&ante se int&oduce a la *o&maci#n un a+ente sustentante' a *in de mantene& a,ie&ta la *&actu&a al te&mina& el t&atamiento ) esta,lece& un conducto de alta pe&mea,ilidad ent&e la *o&maci#n ) el pozo/ El sustentante ue se utiliza +ene&almente son a&enas de s2lice' *&a+mentos de c%sca&a de nuez ) pe&las de $id&io de alta &esistencia a la comp&esi#n/ El sustentante se adiciona al *luido *&actu&ante cuando la *&actu&a es lo su*icientemente amplia ) pe&mite su int&oducci#n sin a&ena&seN/ La $elocidad de *lu-o de la lec6ada disminu)e cuando tiene sustentante ) este tiende a deposita&se/ El sustentante se acumula en el *ondo de la *&actu&a' *o&mando un ,anco ue c&ece en lon+itud ) altu&a' disminu)endo el %&ea de *lu-o de la lec6ada' aumentando su $elocidad 6asta alcanza& un $alo& ue pe&mite mantene& en suspensi#n al sustentante' denominada $elocidad de euili,&io/ o
Una *&actu&a ueda de*inida po&= Altu&a/
o
Lon+itud/
o
Amplitud/
Geomet!a. La +eomet&2a de una *&actu&a $e&tical est% ca&acte&izada po& una lon+itud' una altu&a ) una amplitud/ Ve& la i+u&a IV/1F
K9
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
acto&es a conside&a& en el desa&&ollo de *&actu&as $e&ticales/ Conside&a ue una *&actu&a inicia su desa&&ollo en el tiempo t B
La ca2da de p&esi#n ent&e el pozo ) el e0t&emo de la *&actu&a es la ene&+2a disponi,le pa&a desa&&olla& la altu!a' am%litu$ ) lon#itu$ de la *&actu&a/
<
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
La p&esi#n din%mica en la *&actu&a P405' no es constanteH depende del +asto ) de las p&opiedades &eol#+icas del *luido/ Su soluci#n esta,lece una &elaci#n ent&e la amplitud ) la ene&+2a de p&esi#n disponi,le pa&a desa&&olla& la *&actu&a/ Ve& la i+u&a IV/1K/
Conside&ando la &oca 6omo+(nea' cl%stica e isot&#pica' la *&actu&a se p&opa+a&% siemp&e
) cuando alcance el *acto& de intensidad de es*ue&zo c&2tico 4W IC5' el cual depende&% de la +eomet&2a de la *&actu&a ) de la ene&+2a de p&esi#n aplicada/ Si se desa&&olla la *&actu&a a lo la&+o del e-e ' W IC se&%= WIC
1/;K Z PC
Z 6*
@/; !onde= PC P* F
@/;R Pa&a una *&actu&a de *o&ma penn):s6apedN W IC
El
@/;
c&ecimiento $e&tical de la *&actu&a est% &est&in+ido p&incipalmente po& el cont&aste de
es*ue&zos ent&e la zona *&actu&ada ) las capas ad)acentes/ 1
Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
Ti%o $e !oca P!esión $e con2. Caliza Caliza Caliza A&enisca A&enisca A&enisca
LIC MPa m
FIC MPa m
/MPa1 /(oe#ie!s Z-ao? *;;*1 /Mulle!? *;H81 < 1/@@ 1/@@ ;/RF ;@/1F ;/1; @/<1 @/; @/9; < 1/F 1/F ;@/1F ;/; ;/KR @/; @/9 F/R9 Ta,la IV/@/ Valo&es de intensidad de es*ue&zo c&2tico/
Pa&a una misma ene&+2a de p&esi#n' la amplitud de la *&actu&a depende p&incipalmente del compo&tamiento mec%nico de la &oca/
En el caso de mate&iales el%sticosH la &espuesta de la &oca al es*ue&zo aplicado se&% en *unci#n de su modulo de co&te G/
La lon+itud de la *&actu&a se desa&&olla&% dependiendo p&incipalmente del $olumen de *luido ue ueda disponi,le en la *&actu&a/
Esto conduce a conside&a& un ,alance de $olumen )a ue en cualuie& tiempo' el $olumen de *luido ue se in)ecto' ent&a&% a cada ala de la *&actu&a ) pa&te de el se pe&de&% a la *o&maci#n ) ot&a pa&te desa&&olla&% la *&actu&a/
Inc!emento $e la %!o$ucti'i$a$. Un *&actu&amiento se &ealiza con el *in de inc&ementa& la p&oducti$idad del pozo' po& lo ue es &eue&ido e$alua& este inc&emento/ Este inc&emento depende p&incipalmente de la conducti$idad de la *&actu&a &elati$a a la pe&mea,ilidad de la *o&maci#n/ La lon+itud de la *&actu&a tiene poco e*ecto cuando la conducti$idad de la *&actu&a es ,a-a/ El inc&emento de p&oducti$idad se o,tiene de la &elaci#n de los 2ndices de p&oducti$idad del pozo' despu(s ) antes del *&actu&amiento 4>o5/ La dete&minaci#n de esta &elaci#n es esencial pa&a esta,lece& el an%lisis econ#mico de un t&atamiento po& *&actu&amiento/
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Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
El inc&emento de p&oducti$idad depende p&incipalmente de la capacidad de *lu-o de la *&actu&a' de las dimensiones de la *&actu&a' del espeso& de la *o&maci#n' del &adio de d&ene del pozo' de la pe&mea,ilidad de la *o&maci#n ) del &adio del pozo/ La capacidad de *lu-o de la *&actu&a' es la pe&mea,ilidad de la *&actu&a sustentada multiplicada po& su amplitud' su $alo& depende de las ca&acte&2sticas de la *o&maci#n ) del a+ente sustentante' de las p&esiones de con*inamiento ) de la concent&aci#n de sustentante en la *&actu&a/ El 3nico p&ocedimiento ue +a&antiza una dete&minaci#n con*ia,le de la capacidad de *lu-o de la *&actu&a es con p&ue,as de la,o&ato&io ue simulen las condiciones de la *&actu&a en el )acimiento 4de no tene&se es &eue&ido apo)a&se en co&&elaciones5/ A *in de p&o+&ama& e*icientemente una ope&aci#n de *&actu&amiento 6id&%ulico' se &euie&e=
Conocimiento de las p&opiedades &eol#+icas del *luido *&actu&ante/
Ca&acte&2sticas *2sicas ) mec%nicas del pozo/
Ca&acte&2sticas del euipo/
Conocimiento de los di*e&entes tipos de p&esiones in$oluc&adas/
Usos $el 2!actu!amiento. La *inalidad de un *&actu&amiento 6id&%ulico es la de esta,lece& o &esta,lece& las condiciones de *lu-o ue *aciliten la a*luencia de *luidos del pozo a la *o&maci#n o $ice$e&sa/ Este tipo de t&atamiento se utiliza ,%sicamente en=
En *o&maciones de ,a-a pe&mea,ilidad' pa&a pe&miti& ue los *luidos p&oducidos o in)ectados at&a$iesen un da.o p&o*undo/
En el campo de la &ecupe&aci#n secunda&ia pa&a el me-o&amiento del 2ndice de in)ecti$idad del pozo ) la c&eaci#n de canales de *lu-o de alta p&oducti$idad en el %&ea de d&ene del pozo p&oducto&/
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Estimulaciones de pozos
CAPÍTULO V
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