BRPI0805313A2 - acid mixture for stimulation in underground oil, gas and water producing rocks - Google Patents
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Abstract
A presente invenção trata de uma mistura entre um ácido inorgânico e um quelante amoniacal para atuar na estimulação em rochas subterrânea produtoras de óleo, gás e água. A invenção descreve uma mistura ácida, alternativa ao Mud Acid, que contém um ácido inorgânico (HF) e um quelante amoniacal [(NH4)2H2EDTA] em diferentes proporções. Mais especificamente, o objetivo da invenção proposta foi substituir o ácido clorídrico (HCI) em uma mistura ácida HCI/HF, por um quelante que, junto com o ácido fluorídrico (HF), forma uma mistura que não promove sérios danos aos equipamentos de aço por corrosão e, desta forma, consegue melhorias significativas da produção de um poço.The present invention deals with a mixture between an inorganic acid and an ammoniacal chelator to act on stimulation in underground oil, gas and water producing rocks. The invention describes an acidic mixture, alternative to Mud Acid, which contains an inorganic acid (HF) and an ammoniacal chelator [(NH4) 2H2EDTA] in different proportions. More specifically, the aim of the proposed invention was to replace hydrochloric acid (HCI) in an HCI / HF acid mixture with a chelator which, together with hydrofluoric acid (HF), forms a mixture that does not cause serious damage to steel equipment. corrosion and thus achieves significant improvements in the production of a well.
Description
MISTURA ÁCIDA PARA ESTIMULAÇÃO EM ROCHASSUBTERRÂNEAS PRODUTORAS DE ÓLEO, GÁS E ÁGUAACID MIXER FOR STIMULATION IN ROCHASSUBTERRANEAN OIL, GAS AND WATER PRODUCERS
CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION
A presente inyenção tratg de uma mistura ácida, entre um ácidoinorgânico e um quelante, utilizada para a estimulação de rochassubterrâneas produtoras de óleo, gás e água, como alternativa para asoperações de acidificação.The present invention deals with an acid mixture, between an inorganic acid and a chelator, used for the stimulation of oil, gas and water producing underground rocks, as an alternative for acidification operations.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
A indústria petrolífera realiza corriqueiramente operações deacidificação para a otimização e restauração da produção de petróleo.Nessas operações há grande exposição dos metais ao ácido clorídrico(HCI) e ácido fluorídrico (HF)1 dentre outras soluções, o que eleva muito ataxa de corrosão nas tubulações de aço, mesmo com o uso intensivo deinibidores de corrosão.The oil industry routinely performs acidification operations for the optimization and restoration of oil production. In these operations there is high exposure of metals to hydrochloric acid (HCI) and hydrofluoric acid (HF) 1 among other solutions, which greatly increases the corrosion rate in the pipelines. even with the intensive use of corrosion inhibitors.
Cabe ressaltar, todavia, que a natureza da função do poço, isto é, seo poço será injetor ou produtor, tem enorme influência sobre asensibilidade e o projeto da acidificação. Em poços produtores, os fluidosde tratamento serão invariavelmente recuperados juntamente com osfluidos da formação (óleo ou gás), implicando na exposição dosequipamentos ao ácido gasto. Outro fator crítico é a demora no processode limpeza, o que aumenta bastante o tempo de residência dossubprodutos de reação na formação, e a exposição dos equipamentos dopoço à atmosfera composta pelo ácido gasto. Esta demora, associada aobaixo pH da fase aquosa recuperada provoca intensa corrosão,principalmente se a metalurgia utilizada for sensível.It should be noted, however, that the nature of the well function, ie whether the well will be an injector or producer, has a huge influence on the sensitivity and design of the acidification. In producing wells, treatment fluids will invariably be recovered together with formation fluids (oil or gas), resulting in exposure to spent equipment. Another critical factor is the delay in the cleaning process, which greatly increases the residence time of the reaction by-products in the formation, and the exposure of the doping equipment to the atmosphere composed of spent acid. This delay, coupled with the low pH of the recovered aqueous phase, causes intense corrosion, especially if the metallurgy used is sensitive.
Foi desenvolvida uma mistura alternativa ao "Mud Acid" (misturaHCI/HF), com a mesma eficiência que este sistema, porém, menoscorrosivo ao aço, especialmente o aço inox. A invenção propõe substituir oHCI por um quelante amoniacal, que forma uma mistura que não causasérios danos aos equipamentos de aço devido a corrosão e, desta forma,consegue-se melhorias significativas da produção de um poço.An alternative "Mud Acid" (HCI / HF) mixture was developed, with the same efficiency as this system, but less corrosive to steel, especially stainless steel. The invention proposes to replace HCI with an ammonia chelator, which forms a mixture that does not cause damage to steel equipment due to corrosion and thus achieves significant improvements in the production of a well.
A composição contendo esta mistura como componente principal,dentre outros, não contém concentrações elevadas de minerais corrosivosou ácidos orgânicos. Além da baixa taxa de corrosão observada, quepossibilita o tratamento de poços produtores, a redução significativa daconcentração de inibidores de corrosão reduz, também, o impactoambiental das operações de acidificação.The composition containing this mixture as a main component, among others, does not contain high concentrations of corrosive minerals or organic acids. In addition to the low corrosion rate observed, which makes it possible to treat producing wells, the significant reduction in the concentration of corrosion inhibitors also reduces the environmental impact of acidification operations.
TÉCNICAS CORRELACIONADASCORRELATED TECHNIQUES
O petróleo, normalmente, é encontrado em acumulações sobpressão no subsolo em rochas permo-porosas, conhecidas como rochasreservatórios ou, formações rochosas produtoras. As formaçõesgeológicas portadoras de hidrocarbonetos geralmente perdem suacapacidade de produção devido a uma redução na porosidade epermeabilidade da formação rochosa. Isto ocorre devido ao crescimentode depósitos nos poros e canais da rocha produtora, restringindo o livrefluxo de gás e óleo.Oil is usually found in underpressure underfloor accumulations in perforous rocks, known as reservoir rocks, or producing rock formations. Hydrocarbon carrier geological formations generally lose their production capacity due to a reduction in porosity and permeability of the rock formation. This is due to the growth of deposits in the pores and channels of the producing rock, restricting the free flow of gas and oil.
As companhias de exploração de petróleo têm investidoenormemente no aumento do índice de produtividade e a técnica deestimulação tem sido normalmente empregada com a finalidade derecuperar os níveis originais de produção.Oil exploration companies have been investing heavily in increasing productivity and the technique of stimulation has usually been employed in order to recover original levels of production.
As técnicas de estimulação de poços, introduzidos no início doséculo XX, têm sido desenvolvidas através da melhor compreensão dosprocessos envolvidos na produção do petróleo. A estimulação de umarocha reservatório é uma operação ou intervenção realizada em umajazida portadora de hidrocarbonetos, de forma a aumentar a suapermeabilidade, facilitando o escoamento do fluido da rocha para o poço.Well stimulation techniques, introduced in the early twentieth century, have been developed through better understanding of the processes involved in oil production. The stimulation of a reservoir rock is an operation or intervention performed in a hydrocarbon carrier field, in order to increase its permeability, facilitating the flow of fluid from the rock to the well.
Modelos de acidificação foram desenvolvidos com a utilização devários tipos de ácidos que promovem reação com as formações rochosas,no sentido de melhorarem as suas permeabilidades e porosidades. O usocomercial do ácido fluorídrico (HF) ocorreu a partir de 1940, quando aDowell investiu na idéia de combiná-lo com o ácido clorídrico (HCI),mantendo baixo o pH da solução, e reduzindo a possibilidade de formaçãode produtos que causassem algum dano a formação. Esta mistura,chamada "Mud Acid" foi inicialmente aplicada no Golfo do México pararemover dano causado por reboco de fluido de perfuração.Acidification models were developed using various types of acids that promote reaction with the rock formations in order to improve their permeability and porosity. The commercial use of hydrofluoric acid (HF) occurred from 1940, when Dowell invested in the idea of combining it with hydrochloric acid (HCI), keeping the pH of the solution low, and reducing the possibility of formation of products that caused some damage to the product. formation. This mixture, called "Mud Acid" was initially applied in the Gulf of Mexico to remove damage from drilling fluid plaster.
O ácido clorídrico entre 15% e 28% (p/v) é usualmente empregadoquando da presença de rochas carbonáticas, sendo a mistura HCI 12%(p/v) e HF 3% (p/v) empregada em rochas contendo silicatos. Neste caso,pode ocorrer dissolução da sílica, silicatos, calcita e dolomita. As reaçõesácidas entre o HF e argilas, feldspato e dolomitas podem gerarprecipitados que podem causar entupimento da formação. Por essemotivo, os projetos de acidificação, que utilizam misturas HCI/HF, sãoelaborados com o objetivo de prevenir tais reações.Hydrochloric acid between 15% and 28% (w / v) is usually employed when carbonate rocks are present, with the mixture HCl 12% (w / v) and HF 3% (w / v) employed in rocks containing silicates. In this case, dissolution of silica, silicates, calcite and dolomite may occur. Acid reactions between HF and clays, feldspar and dolomites can generate precipitates that can cause formation clogging. For this reason, acidification projects using HCI / HF mixtures are designed to prevent such reactions.
A utilização do ácido clorídrico ou da mistura de HCI/HF apresenta,contudo, limitações. A principal é a elevada taxa de corrosão imposta aosdiferentes materiais metálicos que compõem a estrutura do poço.The use of hydrochloric acid or the HCl / HF mixture, however, has limitations. The main one is the high corrosion rate imposed on the different metallic materials that make up the well structure.
Conseqüentemente, para preservação da integridade dos poços, o uso deinibidores de corrosão específicos é essencial, sendo que a natureza e aconcentração dos inibidores dependerão do fluido de acidificação usado,da composição dos metais envolvidos e da temperatura na qual érealizada a operação de acidificação. Adicionalmente, o inibidor decorrosão deverá ser eficiente na proteção de todas as ligas com as quais ofluido entrar em contato, garantindo um valor limite de taxa de corrosãoque não implique em dano significativo aos componentes metálicos queintegram a estrutura do poço.Therefore, in order to preserve the integrity of the wells, the use of specific corrosion inhibitors is essential, and the nature and concentration of the inhibitors will depend on the acidification fluid used, the composition of the metals involved and the temperature at which the acidification operation is performed. Additionally, the corrosion inhibitor should be effective in protecting all alloys with which the fluid comes in contact, ensuring a corrosion rate limit value that does not cause significant damage to the metal components that integrate the well structure.
Os inibidores de corrosão podem ser inorgânicos, como porexemplo, os sais de zinco, de cobre, de arsênico ou de níquel, os quaisproduzem bons resultados em alta temperatura, porém são tóxicos; oupodem ser orgânicos, tais como compostos complexos de gruposdiferentes e longas cadeias lineares ou cíclicas, os quais adsorvem assuperfícies metálicas formando um filme protetor. Contudo, estes produtospossuem um custo elevado e apresentam problemas de degradação coma temperatura.Corrosion inhibitors may be inorganic, such as zinc, copper, arsenic or nickel salts, which produce good results at high temperature but are toxic; or they may be organic, such as complex compounds of different groups and long linear or cyclic chains, which adsorb metallic surfaces forming a protective film. However, these products are costly and have problems with temperature degradation.
Nas operações de acidificação, parte do inibidor de corrosãoutilizado nas misturas ácidas fica funcionais adsorvidas nas paredes dastubulações e equipamentos, e outra parte pode ficar retida na rocha a sertratada. Como nos poços produtores os fluidos de tratamento sãorecuperados para a superfície, junto com o óleo ou gás, o ácido gasto jásem inibidor de corrosão, provoca intensa corrosão na metalurgia utilizada,como nos aços de elevado teor de cromo, com o Cr13. Sabe-se que o HFé totalmente consumido nas operações de acidificações, pois reagem comos alumino silicatos e sílica.In acidification operations, part of the corrosion inhibitor used in acid mixtures becomes functional adsorbed on the walls of pipes and equipment, and another part may be trapped in the rock to be treated. As in the production wells the treatment fluids are recovered to the surface, along with the oil or gas, the acid already worn without corrosion inhibitor causes intense corrosion in the metallurgy used, as in the high chromium steels, with Cr13. HF is known to be fully consumed in acidification operations as it reacts with alumino silicates and silica.
Existe a preocupação em se desenvolver composições alternativasque atenuem os problemas causados pela acidificação convencional dasmatrizes rochosas.There is a concern in developing alternative compositions that alleviate the problems caused by conventional acidification of rock matrices.
O pedido de invenção Pl 0206071-0 se refere às composições deacidificação para serem usadas em formações subterrâneas de petróleo,de água ou de gás, visando o aumento de permeabilidade das ditasformações. Mais particularmente, a invenção se refere à composições deacidificação contendo uma mistura de ácidos orgânicos e inorgânicos, asquais possuem uma ação de proteção do inibidor de corrosão.Application P1206071-0 relates to acidifying compositions for use in underground oil, water or gas formations for the purpose of increasing permeability of said formations. More particularly, the invention relates to acidifying compositions containing a mixture of organic and inorganic acids, which have a corrosion inhibitor protecting action.
O pedido de invenção Pl 0800448-0 trata de composições ácidasutilizadas para estimulação de rochas produtoras de petróleo, que écompreendida pela mistura de um ácido inorgânico e um ácido orgânico,como ácido fluorídrico (HF) e ácido metano sulfônico (MSA). Sabe-se queo MSA é menos corrosivo que o ácido clorídrico, porém forte o suficientepara manter as características físico-químicas da mistura.Pl 0800448-0 deals with acid compositions used for stimulation of petroleum producing rocks, which comprises the mixture of an inorganic acid and an organic acid such as hydrofluoric acid (HF) and methane sulfonic acid (MSA). MSA is known to be less corrosive than hydrochloric acid but strong enough to maintain the physicochemical characteristics of the mixture.
A patente US 6,772,847 descreve processos e substâncias paramelhorar quimicamente a perfuração. Fluidos contendo ácidos, tais como,ácido clorídrico, ácido fórmico, ácido acético ou combinações destes sãoúteis especialmente na perfuração química de formações contendominerais, tais como, carbonato de cálcio.US 6,772,847 describes processes and substances for chemically enhancing drilling. Acid-containing fluids such as hydrochloric acid, formic acid, acetic acid or combinations thereof are useful especially in the chemical drilling of mineral-containing formations such as calcium carbonate.
A patente US 7,380,602 B2 descreve uma composição e processode tratamento de uma formação subterrânea de carbonato em que oprocesso inclui contatar a formação com uma mistura ácida, um agentequelante e um surfactante em que o agente quelante utilizado é o HEDTA.US 7,380,602 B2 describes a composition and process for treating an underground carbonate formation wherein the process includes contacting the formation with an acid mixture, a chelating agent and a surfactant wherein the chelating agent used is HEDTA.
A publicação de patente WO 2007/007025 apresenta um inibidor decorrosão ou intensificador para uso em fluidos de tratamento de formaçõessubterrâneas atravessadas por um poço. A composição tem aplicação emtratamentos de acidificação, a qual, quando combinada com um fluidocorrosivo, inibe a corrosão de superfícies metálicas, especialmente açoscom alto teor de cromo. A composição compreende o ácido 3-hidróxipropiônico e um ácido ou precursor ácido, diferente do ácido 3-hidróxipropiônico, selecionado entre ácido clorídrico, ácido fórmico, ácidoacético, ácido cítrico, ácido fluorídrico, ácido glicólico, ácido etileno-diamino-tetra-acético, ácido sulfâmico, ácido carbônico, precursores dequaisquer deles e suas misturas.Patent publication WO 2007/007025 discloses a corrosion inhibitor or enhancer for use in well-formed underground formation treatment fluids. The composition has application in acidification treatments, which, when combined with a corrosive fluid, inhibits corrosion of metal surfaces, especially high chromium steels. The composition comprises 3-hydroxypropionic acid and an acid or acid precursor, other than 3-hydroxypropionic acid, selected from hydrochloric acid, formic acid, acetic acid, citric acid, hydrofluoric acid, glycolic acid, ethylene diamino tetraacetic acid, sulfamic acid, carbonic acid, precursors of any of them and their mixtures.
Assim, nesta invenção, a idéia foi substituir o ácido clorídrico por umquelante amoniacal que, junto com o ácido fluorídrico, forma uma misturaque não causa sérios danos aos equipamentos de aço devido à corrosãoe, desta forma, consegue-se melhorias significativas da produção de umpoço.Thus, in this invention, the idea was to replace hydrochloric acid with an ammoniacal chelator which, together with hydrofluoric acid, forms a mixture that does not cause serious damage to steel equipment due to corrosion and thereby achieves significant improvements in the production of wells. .
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
A presente invenção trata da obtenção de uma mistura ácida, quecontém um ácido inorgânico e um quelante amoniacal, para a utilizaçãoem operações de acidificação em formações subterrâneas, produtoras deóleo, gás e água. O objetivo é substituir o ácido clorídrico, em uma misturaácida HCI/HF, por um quelante que, junto com o ácido fluorídrico, formauma mistura que não promove sérios danos aos equipamentos de aço porcorrosão e, desta forma, consegue melhorias significativas da produção deum poço.The present invention is concerned with obtaining an acid mixture, which contains an inorganic acid and an ammonia chelator, for use in acidification operations in underground formations producing oil, gas and water. The goal is to replace hydrochloric acid in an HCI / HF acid mixture with a chelator that, together with hydrofluoric acid, forms a mixture that does not cause serious damage to corrosion-resistant steel equipment and thereby achieves significant improvements in the production of a well. .
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
A Figura 1 ilustra a curva de resposta da permeabilidade ao teste deestimulação do arenito Berea Sandstone, com uma composição contendoa mistura de (NH4)2H2EDTA 0,6% e HF 3%.Figure 1 illustrates the permeability response curve for the Berea Sandstone sandstone stimulation test, with a composition containing the mixture of (NH4) 2H2EDTA 0.6% and HF 3%.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Para que a invenção possa ser mais bem compreendida e avaliada,sua descrição será feita com referência a uma curva de resposta depermeabilidade e ao exemplo citado que acompanha este relatório, entreoutras referências possíveis.In order that the invention may be better understood and evaluated, its description will be made with reference to a permeability response curve and the quoted example accompanying this report, among other possible references.
Os ensaios típicos para avaliação da influência de fluidos detratamento em matrizes de poços consistem em medir a permeabilidade aum fluido padrão, de corpos de prova (plugs) de um material poroso cujaspropriedades são conhecidas, injetando-se o referido fluido no material aser ensaiado no sentido do fluxo de produção ou de injeção. Dependendoda mineralogia da rocha e do fluido ácido utilizado, o tratamento com ácidopode até causar um dano, ou restaurar a permeabilidade inicial, ou atémesmo estimular a produção de óleo devido a alterações provocadas pelapermeabilidade.Typical tests for evaluating the influence of detrimental fluids on well matrices consist of measuring the permeability to a standard fluid of plugs of a porous material whose properties are known by injecting said fluid into the test material as directed. production or injection flow. Depending on the mineralogy of the rock and the acidic fluid used, acid treatment can even cause damage or restore initial permeability, or even stimulate oil production due to changes in permeability.
Os ensaios para avaliação das composições, contendo a mistura,entre o ácido inorgânico e o quelante amoniacal, foram realizados em umAparelho de Simulação Física de Acidificação (SFA) e emprega-se umplug de arenito Berea Sandstone medindo 25,4mm de diâmetro e 45,5mmde comprimento, temperatura de 80°C e vazão de injeção de 2,0 mL/min.The tests to evaluate the compositions, containing the mixture between inorganic acid and ammonia chelator, were performed in a Physical Acidification Simulation Apparatus (SFA) and a Berea Sandstone sandstone plug measuring 25.4mm in diameter and 45, was used. 5mm length, 80 ° C temperature and 2.0 mL / min injection flow rate.
As leituras das permeabilidades iniciais, após o tratamento inicial(preflush), e após o tratamento principal (overflush), foram feitas injetando-se solução de NH4CI 3% (p/v). Numa etapa inicial obtém-se um gráfico emque são comparadas as permeabilidades antes e após o tratamento com ofluido que está sendo testado, e que representa a curva de resposta domaterial ao tratamento. Para estabelecer a faixa inicial de permeabilidadedos plugs, antes do ensaio, fazem-se medições com nitrogênio,preservando-se, desta forma, as características do corpo de prova. Sãolançados em gráfico os valores da relação entre a permeabilidadecalculada pelo simulador (K) e a permeabilidade do plug limpo (K0) comuma solução padrão de NH4CI 3% (p/v) versus volume de poros.Initial permeability readings after preflush and overflush were made by injecting 3% (w / v) NH4Cl solution. At an early stage a graph is obtained comparing the permeabilities before and after the treatment with the fluid being tested, and representing the material response curve to the treatment. To establish the initial permeability range of the plugs, before the test, nitrogen measurements are made, thus preserving the specimen characteristics. The values of the ratio between the simulated calculated permeability (K) and the clean plug permeability (K0) are plotted with a standard 3% (w / v) NH4Cl solution versus pore volume.
A curva de resposta vai indicar se o fluido em questão estácausando um dano, restaurando ou estimulando a formação.Resumidamente o método de ensaio e o tratamento se constituem dasseguintes etapas:The response curve will indicate whether the fluid in question is causing damage, restoring or stimulating formation. Briefly, the test method and treatment consist of the following steps:
-corte e limpeza do corpo de prova (plug).-Cutting and cleaning the specimen (plug).
-determinação da permeabilidade e do diâmetro do plug.- Determination of permeability and plug diameter.
-seleção dos corpos de prova,-selection of specimens,
-seleção dos fluidos a serem testados,-selection of fluids to be tested,
-determinação da solubilidade da rocha ao ácido.-determination of rock solubility to acid.
-obtenção das curvas de resposta ao ácido,- obtaining acid response curves,
-análise dos efluentes-analysis of effluents
O exemplo apresentado a seguir visa unicamente ilustrar ainvenção, contudo sem representar qualquer restrição ou limitação àscondições de teste.The following example is intended solely to illustrate the invention, however without representing any restriction or limitation to the test conditions.
A idéia foi substituir o ácido clorídrico utilizado na mistura do MudAcid inorgânico convencional, pelo quelante amoniacal [(NH4)2H2EDTA].The idea was to replace the hydrochloric acid used in the conventional inorganic MudAcid mixture with the ammonia chelator [(NH4) 2H2EDTA].
Uma troca catiônica entre os íons sódio e potássio existentes na rocha,pelo íon amônio do quelante, diminui a possibilidade da formação desubprodutos indesejáveis daqueles cátions com o ácido fluorídrico, durantesua injeção.A cationic exchange between the sodium and potassium ions in the rock by the chelating ammonium ion decreases the possibility of formation of undesirable by-products of those cations with hydrofluoric acid during their injection.
Nos ensaios de acidificação, utilizou-se um tratamento inicial(preflush) do quelante (NH4)2H2EDTA 0,6% (p/v) e no tratamento principal(overflush) as misturas (NH4)2H2EDTA 0,6% (p/v) e HF 3% (p/v). Autilização do quelante ((NH4)2H2EDTA) foi de 0,012% a 0,6% (p/v) e do HFde 0,5% a 8% (p/v).Quelantes são preferencialmente utilizados nas operações deremoção e inibição de incrustações, em temperaturas abaixo de 200°F(93,3°C). Utiliza-se nas misturas ácidas para quelar íons metálicos.In the acidification tests, a pre-treatment of chelating (NH4) 2H2EDTA 0.6% (w / v) was used and the main treatment (overflush) of mixtures (NH4) 2H2EDTA 0.6% (w / v) ) and 3% HF (w / v). Use of chelator ((NH4) 2H2EDTA) was 0.012% to 0.6% (w / v) and HFde 0.5% to 8% (w / v). Chelating agents are preferably used in scale removal and inhibition operations. at temperatures below 200 ° F (93.3 ° C). It is used in acid mixtures to chelate metal ions.
Neste trabalho, misturado ao ácido fluorídrico, ele é utilizado não sópara controlar reações de íons metálicos indesejáveis, como naestimulação da rocha de arenito.In this work, mixed with hydrofluoric acid, it is used not only to control undesirable metal ion reactions, but also in the stimulation of sandstone rock.
Vários quelantes foram utilizados, mas o EDTA diamoniacal[(NH4)2H2EDTA] foi o que apresentou melhor resultado. Até porque ossubprodutos do ácido fluorídrico com o íon amônio são mais solúveis queos subprodutos com os íons sódio e potássio.Several chelators were used, but diamoniacal EDTA [(NH4) 2H2EDTA] showed the best result. In particular, by-products of hydrofluoric acid with ammonium ions are more soluble than by-products with sodium and potassium ions.
Sabe-se também que este quelante é fraco e retardado e estimulaos carbonatos de alta temperatura, sem danificar as formações dearenitos. Além disto, é menos tóxico para mamíferos, tais como osorganismos aquáticos, do que os ácidos minerais como o ácido fluorídricoe o ácido clorídrico. Retorna à superfície com valores de pH entre 5 e 7.Apresenta pequenas taxas de corrosão em ligas resistentes, contendobaixa concentração de níquel (Ni) e Cromo (Cr), comparado quando seutiliza ácido clorídrico, que pode conter antimônio como inibidor decorrosão.It is also known that this chelator is weak and retarded and stimulates high temperature carbonates without damaging the sandstone formations. In addition, it is less toxic to mammals such as aquatic organisms than mineral acids such as hydrofluoric acid and hydrochloric acid. Returns to surface with pH values between 5 and 7. It has low corrosion rates in resistant alloys, containing low concentration of nickel (Ni) and Chromium (Cr), compared when using hydrochloric acid, which may contain antimony as a corrosion inhibitor.
Agentes quelantes são minerais usados para controlar reaçõesindesejáveis de íons metálicos.Chelating agents are minerals used to control undesirable reactions of metal ions.
No tratamento químico de campos de petróleo, agentes quelantessão freqüentemente adicionados aos fluidos ácidos como preventor deprecipitação de sólidos. Esses precipitados incluem hidróxido e sulfeto deferro. Agentes quelantes são utilizados também como preventor eremovedor de incrustações. Sabe-se pela literatura que as moléculas dequelantes não contêm altas concentrações de minerais corrosivos ouácidos orgânicos. No caso da mistura proposta, a mistura de ácidofluorídrico com o quelante vai reagir com a sílica e os argilominerais da rocha.EXEMPLOIn the chemical treatment of oil fields, chelating agents are often added to acidic fluids as a preventer of solids. Such precipitates include hydroxide and ferrous sulfide. Chelating agents are also used as a scale remover and scale remover. It is known from the literature that dequelant molecules do not contain high concentrations of corrosive minerals or organic acids. In the case of the proposed mixture, the mixture of fluorofluoric acid and chelator will react with the silica and rock minerals.
Inicialmente, o corpo de prova, saturado em solução de NH4CI 3%(p/v), foi colocado dentro de uma camisa de borracha de viton e instaladona célula de confinamento do Simulador Físico de Acidificação (SFA).Initially, the specimen, saturated with 3% (w / v) NH4Cl solution, was placed inside a viton rubber jacket and installed in the Physical Acid Simulator (SFA) confinement cell.
Através de uma bomba hidráulica aplicou-se 1000 psi e 2000 psi decontrapressão e pressão de confinamento, respectivamente. Estaspressões permaneceram durante todo o teste a 80°C.Through a hydraulic pump was applied 1000 psi and 2000 psi decontraction and confinement pressure, respectively. These pressures remained throughout the test at 80 ° C.
Em seguida, os fluidos de tratamento contidos nos tanques foraminjetados no plug, por deslocamento. Utilizou-se uma bombacromatográfica à vazão constante, que injetou óleo mineral pela partesuperior dos tanques.Thereafter, the treatment fluids contained in the tanks were injected into the plug by displacement. A constant flow bombachromatograph was used, which injected mineral oil through the upper part of the tanks.
Nos ensaios realizou-se o monitoramento da variação dapermeabilidade resultante durante a injeção dos fluidos de tratamento. Ascurvas de resposta à mistura ácida foram levantadas através das planilhasde dados geradas pelo sistema de aquisição do SFA. Essas curvasindicam como o fluido de tratamento afetou a permeabilidade da rocha,auxiliando no estudo o qual se procura obter um aumento depermeabilidade considerável.In the tests, the variation of the permeability resulting during the injection of the treatment fluids was monitored. Acid mixture response rates were surveyed through data sheets generated by the SFA acquisition system. These curves indicate how the treatment fluid affected the rock permeability, helping in the study which seeks to obtain a considerable increase in permeability.
Foi utilizado um plug cuja permeabilidade ao nitrogênio foi de 197,15mD [N2] a temperatura ambiente. Os ensaios de permeabilidade foramrealizados com um tratamento inicial (preflush) injetando uma solução de(NH4)2H2EDTA 0,6% (p/v) e um tratamento principal (overflush) injetandouma mistura de (NH4)2H2EDTA 0,6% (p/v) e HF 3% (p/v) a umatemperatura de 80°C.A plug whose nitrogen permeability was 197.15mD [N2] at room temperature was used. Permeability tests were performed with an initial preflush treatment by injecting a 0.6% (w / v) (NH4) 2H2EDTA solution and an overflush treatment injecting a 0.6% (w / v) mixture of (NH4) 2H2EDTA v) and 3% HF (w / v) at a temperature of 80 ° C.
Conforme mostrado na Figura 1, verifica-se que ocorreu estimulaçãoda formação com o tratamento durante o overflush com a mistura ácidaproposta nesta invenção.As shown in Figure 1, it is found that formation formation stimulation occurred during overflush with the acid mixture proposed in this invention.
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| BRPI0805313 BRPI0805313A2 (en) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | acid mixture for stimulation in underground oil, gas and water producing rocks |
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