Acidificación de areniscas

Abstract

Poco tiempo después del descubrimiento de petróleo en el pozo Drake en 1859* el ingenio de los petroleros empezó a idear métodos para aumentar la producción de sus pozos. En su inicio los métodos de estimulación de pozos incluyeron explosiones con dinamita o nitroglicerina, raspado de la superficie interior del pozo, invasión de las arenas petrolíferas con agua, etc. Todos estos métodos se usan aún. Fue en 1895 que los ácidos se usaron por primera vez para la estimulación de pozos. Estos productos químicos, cuando se bombean dentro de los canales microscópicos de flujo de la formación, disuelven la roca, ampliando estos pasajes y facilitando el flujo de fluidos del reservorio hacia el hueco del pozo. Aun cuando, en un inicio, se obtuvo el aumento notable de producción, estas soluciones acidas han resultado extremadamente corrosivas para el equipo de pozo y este meto do pronto fue abandonado. Posteriormente el desarrollo de inhibidores químicos y de soluciones acidas para reaccionar se lectivamente con rocas de formación sin atacar el metal del equipo de pozo, han despertado nuevo interés en acidificación de pozos de petróleo en 1932. La mezcla de los ácidos fluorhídrico y clorhídrico se han utilizado para el tratamiento de formaciones areniscas dañadas por la presencia de arcillas. La remoción de tal daño resalta de la disolución de la arcilla por reacción con el ácido fluorhídrico: 36 HF + Al2Si4O10(OH)2  4H2SiF6 + 12H2O + 2H3AlF6 El ácido también reaccionará con la arena y otros minerales silíceos: 6HF + SiO2  H2SiF6 + 2 H2O Estas reacciones, aunque parecen simples, son real mente muy complejas. Pueden tomar lugar más reacciones que produzcan productos insolubles. Es por esta razón que se debe mantener exceso de ácido clorhídrico en la mezcla y soluciones de ácido clorhídrico diluido se usan para lavado pre vio de los ácidos mezclados. Una discusión de estas reacciones y su efecto en la productividad han sido presentados por Smith and Hendricks. El conocimiento de estos posibles problemas nos permite idear tales tratamientos con los arreglos convenientes para evitar resultados no deseados. Igualmente, otro aspecto importante para la aplicación satisfactoria del ácido es el conocimiento del efecto de la reacción del ácido clorhídrico en la profundidad de su penetración. Este aspecto es el que finalmente determina el alcance de la eliminación del daño y el subsiguiente aumento de la productividad. Relativamente se han hecho pocas determinaciones de velocidades de reacción del ácido clorhídrico, o ácidos mezclados en sílice y silicatos, en el área de investigación. Generalmente, se ha establecido que la reacción es más rápida en arcillas que en arena, pero no se han realizado cálculos cuantitativos. Durante mucho tiempo unos han asumido que estos sistemas de ácidos podrían inyectarse dentro de una formación arenisca para disolver la arcilla a casi cualquier profundidad del hueco del pozo, y que la reacción en la arena es tan baja que da lugar a muy poca reacción. El propósito ha sido investigar las velocidades de reacción de ácidos fluorhídrico -clorhídrico en sílice, varias arcillas y mezclas de estos, y entonces determinar matemáticamente las cantidades de ambos: arena y arcilla eliminadas de la formación a varias profundidades, como una función de la reacción de ácido. También, se han calculado incrementos teóricos en la productividad, en base a las determinaciones de penetración, para casos de formaciones no dañadas y dañadas por lodo y para formaciones dañadas en forma natural por arcilla. Los excelentes resultados obtenidos de este proceso de estimulación han causado su rápida propagación, hasta que ahora la acidificación es considerada una de las técnicas normales de completación y de reacondicionamiento de pozos. Para ilustrar su alcance, se estima que en 1958 más de 200’000,000 de galones de ácido se usaron en aproximadamente 80,000 tratamientos de pozos en los Estados Unidos y Canadá. Y no hay discusión que el proceso de acidificación haya añadido millones de barriles de petróleo a las reservas recuperables del mundo.