PRACTICAS DE ESTIMULACION DE POZOS

INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

UNIDAD TICOMAN

PRACTICA 1

EXPANSION E INHIBICIÓN DE ARCILLAS

ASIGNATURA: ESTIMULACION DE POZOS

ALUMNO: SANTILLAN MORENO ALAN ISSAC

INGENIERO: JIMENEZ CHONG GUMESINDO ALEJO

BOLETA: 2011390658

INGENIERIA PETROLERA

PRACTICAS DE ESTIMULACION DE POZOS

OBJETIVO:

o Cuantificar el fenómeno de la expansión de arcillas

o Evaluar la eficacia de distintos agentes inhibidores

ANTECEDENTES:

ARCILLAS MONTMORRILLONITÍCAS

Son aquellas en las que la montmorrillonita es el componente principal. se diferencia entre tierras de fuller y bentonitas. las primeras son arcillas magnésicas con poder de decoloración natural y las segundas sódicas las cuales aumentan su volumen con la absorción de fluidos, no decoloran y cálcicas que ni aumentan su volumen, ni decoloran minerales.

Se originan por alteración, en condiciones alcalinas de roca volcánica (basaltos, vidrios) y algunas montmorrillonitas sódicas por precipitación química de aguas marinas. su principal uso industrial es en decoloración y desodorizacion en procesos químicos, lodos de perforación, síntesis orgánicas y fundido de metales.

Es notable que la mayoría de los posibles mecanismos de DF están vinculados con la presencia de minerales de arcilla dentro del yacimiento. Lo que indica que la presencia de las mismas es potencial para generar DF por tal razón para evitar el DF es preciso estudiar el tipo de arcilla presentes en la formación y su reacción con distintos fluidos.

Por lo tanto se puede decir que el DF es cualquier proceso que deteriore la permeabilidad de la roca reservorio y disminuya la producción o la inyectividad. Las arcillas son los minerales reactivos de la roca reservorio frente al agua invasiva de cualquier origen (sin incluir los ácidos que reaccionan con disolución de minerales).

Unas de las consecuencias más catastróficas que generan el contacto entre un agua invasiva y las arcillas de la formación son el conocido fenómeno del hinchamiento de arcillas y el no menos importante defloculacion de arcillas que comúnmente son confundidos.

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El fenómeno de hinchamiento de arcillas es característico de las arcillas smectíticas (Montmorillonitas). La doble capa eléctrica se origina entre el desbalance negativo de la superficie de la arcilla y los iones de agua que rodean el cristal de la arcilla (Cationes).

Si los cationes son escasos (aguas dulces), el carácter polar de la molécula de agua hace que esta sustituya a los mismos pero, como su molécula es más voluminosa, “destruye” el cristal (téngase en cuenta que la doble capa eléctrica se extiende en todo el volumen y entre las capas constitutivas de la columna arcillosa). La expansión de la arcilla hace que la misma se disgregue, rompa y migre.

El fenómeno de defloculación de arcillas es diferente aunque sus consecuencias pueden también ser graves para el reservorio. Este fenómeno se debe a la alteración de las fuerzas electrostáticas entre partículas de arcillas. En aguas salinas la doble capa eléctrica o difusa se encuentra contraída pero en aguas dulces expandida. Cuando las fuerzas de repulsión son mayores que las de atracción (de Van der Waals) la arcilla se deflocula (las partículas coloidales se rompen) y la arcilla se hace migratoria.

CONDICIONES PARA QUE UN SUELO SEA EXPANSIVO.

Básicamente son dos las condiciones que deben cumplirse para que un suelo sea expansivo:

1. El suelo debe contener un mineral arcilloso que manifieste cambios de volumen al ser sometido a cambios en su contenido de humedad.

2. El suelo debe estar en condiciones de secado durante por lo menos parte de los ciclos estaciónales.

Además, para tener un efecto ingenieril significativo, el estrato que contiene al mineral arcilloso expansivo debe poseer un espesor suficiente como para crear movimientos notables.

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FACTORES QUE AFECTAN LA EXPANSIÓN DEL SUELO.

El potencial de expansión de los suelos depende de muchos factores, algunos de los más importantes son:

TIPO Y CANTIDAD DEL MINERAL ARCILLOSO EXPANSIVO PRESENTE:

Se ha comprobado que los problemas más graves de expansión, ocurren en los suelos con un alto contenido montmorilonítico.

Si bien una montmorilonita pura puede expandirse más de 15 veces su volumen original, es difícil encontrarla en ese estado, por lo que típicamente no se expandirá más de un 35 o un 50 % de su volumen. Cabe destacar que existen dos tipos de arcillas montmoriloníticas: la montmorilonita cálcica y la montmorilonita sódica (bentonita). Esta última mucho más expansiva que la primera, aunque menos común.

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ADITIVOS PARA CONTROLAR LA INHIBICIÓN DE LAS ARCILLAS

Max Guard – Claytrol (Premium amine salt mixture; mixtura de Sales y aminas Premium): Es un supresor de hidratación de arcilla, soluble en agua, compatible con el sistema de lodos PERFLEX.

El aditivo suprime la hidratación y la dispersión de arcillas y gumbos reactivas en fluidos de perforación con base en agua. Reacciona con los sitios activos de las plaquetas del mineral de arcilla, manteniéndolas electrostáticamente unidas y reduciendo significativamente su tendencia a la hidratación, hinchamiento y dispersión, aumentando la inhibición de lutita, prevención de Gumbo, y evitando embolamiento de broca y sarta.

New-Drill (poliacrilamida Parcialmente Hidrolizada): Se envuelve alrededor de las plaquetas de arcilla evitando que el agua penetre la estructura intermedia de arcilla. 43 Absorbe el agua de fase líquida reduciendo la cantidad de agua disponible para entrar en la estructura intermedia de arcilla.

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Max-Plex (Complejo de Aluminio): Son complejos de aluminio altamente solubles en agua que ofrecen una alternativa eficiente, superior a otros inhibidores de lutita convencionales.

Los complejos de aluminio actúan como estabilizadores de lutita, previniendo que el filtrado del fluido invada totalmente la lutita a través de los poros y microfracturas, mediante una precipitación de Hidróxido de Aluminio, Al(OH)3, inducida por el pH, dentro de la matriz de la roca

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MATERIAL

- ARCILLA MONTMORRILLONITICA (BENTONITA)- AGUA DESTILADA- CLORURO DE SODIO- CLORURO DE POTASIO- CLORURO DE CALCIO- HIDROXIALUMINIO

EQUIPO:

-TUBOS DE CENTRIFUGA (8)

-BÁSCULA DE PRESICIÓN (2)

-CENTRIFUGA (2)

-PROBETA (2)

-ALAMBRES (6)

-VASO DE PRECIPITAOS (8)

- AGITADORES DE VIDRIO (4)

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. FASE- PESAR 2GR DE ARCILLA- INTRODUCIRLO A UN TUBO DE CENTRIFUGA- AGREGAR SALMUERA DE CLORURO DE POTASIO AL 5%- HOMOGENIZAR LA ARCILLA EN EL TUBO- AFORAR A 10 CC CON SOLUCION DE NaCl- CENTRIFUGAR 10 min A 1500 RPM

2. FASE

INHIBICION EQUIPO 1 EQUIPO 2NaCl 5 % 7 %CaCl 5 % 7 %AlOH 7 % 9 %

TUBO SOLUCIÓN 1 AGUA2 KCl3 CaCl4 AlOH

- RETIRAR LA SALMUERA DEL TUBO- AFLOJAR LA ARCILLA DEL FONDO- AGREGAR LA SOLUCIÓN CORRESPONDIENTE- HOMOGENIZAR- AFORAR A 10 CC- CENTRIFUGAR 10 MIN A 1500- MEDIR VOLUMEN DE ARCILLA

3. FASE- PESAR 2GR DE ARCILLA- INTRODUCIRLO A UN TUBO DE CENTRIFUGA- AGREGAR AGUA- HOMOGENIZAR LA ARCILLA EN EL TUBO- AFORAR A 10 CC CON SOLUCION DE AGUA- CENTRIFUGAR 10 min A 1500 RPM

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4. FASE- PESAR 2GR DE ARCILLA- INTRODUCIRLO A UN TUBO DE CENTRIFUGA- AGREGAR AGUA- HOMOGENIZAR LA ARCILLA EN EL TUBO- AFORAR A 10 CC CON SOLUCION DE NaCl- CENTRIFUGAR 10 min A 1500 RPM

5. FASE- PESAR 2GR DE ARCILLA- INTRODUCIRLO A UN TUBO DE CENTRIFUGA- AGREGAR AGUA- HOMOGENIZAR LA ARCILLA EN EL TUBO- AFORAR A 10 CC CON AGUA- CENTRIFUGAR 10 min A 1500 RPM

TABLA DE RESULTADOS EQUIPO 2

FASE TUBO 1 2 3 4

1 2.6 3 2.9 3 SATURACIONH20 KCl CaCl AlOH

2 5.6 3 3 3.4 INHIBICION3 9.1 3 2.6 3.9 1 EXPANSION4 8 3.3 3 3.5 SATURACION5 8.8 5.8 3.4 3.4 2 EXPANSION

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