Selección De Sistema De Fluido Con Sólidos.docx

Selección de sistema de fluido con sólidos Al determinar si un fluido se comportará eficazmente en la planeada operación de terminación o reparación considérense los siguientes factores:  Densidad  Punto de cristalización  Compatibilidad de la salmuera/agua de la formación  Corrosión  Densidad Las salmueras claras se usan en condiciones tanto desbalanceadas como sobrebalanceadas. Frecuentemente, un pozo es terminado en una situación sobrebalanceada y la salmuera pesada es reemplazada por un fluido de empaque más liviano. Punto de cristalización El punto de cristalización de una salmuera es la temperatura a la cual se comienzan a formar los cristales de sal, dado el tiempo suficiente y las condiciones nucleantes apropiadas. Nota: La nucleación es el proceso por el cual una materia insoluble provee una plataforma física sobre la cual pueden formarse cristales. La precipitación de sales insolubles puede causar un número de problemas. Por ejemplo, cuando la sal disuelta en el fluido se cristaliza y se asienta en un tanque, la densidad del fluido comúnmente disminuye. La cristalización de salmueras puede también ser causa de taponamiento de líneas y trabado de bombas. Para asegurarse de que no ocurra cristalización en una salmuera:   

Determinar el punto de cristalización requerido del fluido Verificar el punto real de cristalización del fluido Ajustar el punto de cristalización del fluido, según sea necesario

Los siguientes párrafos tratan sobre cómo determinar, verificar y ajustar el punto de cristalización de un fluido. Determinación del punto de cristalización requerido. Al elegir la fórmula de más bajo costo para una densidad dada, considerar las temperaturas a las cuales la salmuera será transportada, almacenada y usada. El punto de cristalización de un fluido debe ser como mínimo 10°F (6°C) menor que la temperatura más baja de exposición prevista. Para proyectos de aguas profundas, considérese la temperatura del agua de mar en el fondo del océano. Verificación del punto de cristalización real. Son usados tres valores de temperatura para describir el punto de cristalización de un fluido. Estos incluyen:

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El primer cristal en aparecer (FCTA) La temperatura de cristalización verdadera (TCT) Ultimo cristal en disolverse (LCTD)

El TCT es el método recomendado por API para describir el punto de cristalización; se pueden determinar al pie del pozo todos los valores de temperatura, usando el kit de prueba de cristalización de salmuera. El procedimiento para determinar el punto de cristalización de un fluido se provee en el capítulo titulado Ensayos en el campo. Ajuste del punto de cristalización. Aunque la fórmula del fluido que se entrega al sitio de un pozo sea de la densidad y punto de cristalización correctos para el pozo y las condiciones climáticas, puede ser necesario ajustar el punto de cristalización del fluido. Esto se hace agregando sales secas (p.ej., CaBr ó CaCl ), salmueras de stock (p.ej., CaBr de 14.2 lb/gal (peso espec. 1.70), CaBr /ZnBr de 19.2 lb/gal (peso espec. 2.30), o agua. El ajuste de la densidad de un fluido usando sales secas afecta el punto de cristalización del fluido. Para soluciones de sal única, la adición del mismo tipo de sal seca hace bajar el punto de cristalización de la solución a un punto eutéctico, que es el más bajo punto de congelación de una solución obtenible por aumento de la concentración de un soluto. Por ejemplo, la adición de cloruro de calcio seco al agua y a salmueras de calcio reduce el punto de cristalización de la solución de salmuera hasta que llega a una densidad de 10.8 lb/gal (peso espec. 1.29). Más aún, la adición de cloruro de calcio seco a una solución de salmuera de 10.8 lb/gal (peso espec. 1.29) eleva el punto de cristalización, aún cuando la densidad continúa en aumento. En salmueras de dos sales con un punto de cristalización de 30°F (1°C), la adición de una sal seca generalmente eleva el punto de cristalización. La adición de agua dulce a una salmuera de sal única cuya densidad esté por encima del punto eutéctico reduce la densidad y el punto de cristalización.

La adición de agua dulce a un sistema de dos sales tiende a reducir la densidad y el punto de cristalización. Para determinar con exactitud el punto de cristalización de una mezcla de salmueras, realizar un ensayo piloto de la salmuera usando el kit de ensayo de cristalización de salmuera.

Compatibilidad de salmuera/agua de formación Para elegir el tipo de salmuera correcto, considerar las interacciones potenciales del fluido de terminación o de reparación con los sólidos, agua y gases de la formación. Los problemas de incompatibilidad más comunes incluyen:          

Producción de incrustaciones de la reacción de una salmuera bivalente con dióxido de carbono disuelto Precipitación de cloruro de sodio del agua de la formación cuando está expuesta a ciertas salmueras Precipitación de compuestos de hierro de la formación resultante de interacción con hierro soluble en el fluido de terminación Reacción arcillas de la formación con salmuera clara Los siguientes ensayos de laboratorio pueden ser usados para evaluar la compatibilidad de un fluido claro con una formación: Retorno de permeabilidad Análisis del agua de la formación Mineralogía de la formación Compatibilidad salmuera/agua

Corrosión La corrosividad de un fluido de terminación o de reparación depende de su tipo. Generalmente, los fluidos monovalentes denotan menor corrosividad, aún a temperaturas en exceso de 400°F (204°C). La corrosividad de los fluidos bivalentes depende de la densidad y composición química del fluido. Los datos de laboratorio indican que en fluidos bivalentes no tratados con inhibidores de corrosión, la adición de cloruro de calcio da un índice de corrosión más bajo que el bromuro de zinc, que da un mayor índice de corrosión.

Fluidos de terminación/reparación La corrosividad de un fluido dado de terminación o reparación depende del tipo de salmuera. Las salmueras se dividen en dos categorías: monovalentes y bivalentes.

Salmueras monovalentes Las salmueras monovalentes contienen sales que tienen cationes monovalentes; estas sales incluyen el cloruro de sodio, cloruro de potasio, bromuro de potasio, bromuro de sodio, formiato de sodio y formiato de potasio. El bromuro de potasio y el bromuro de sodio son especialmente efectivos en formaciones sensibles al calcio y en formaciones donde el gas dióxido de carbono pueda reaccionar con salmueras de calcio para crear un precipitado de carbonato de calcio. Las salmueras monovalentes generalmente presentan baja corrosividad, aún a temperaturas mayores de 400°F (204°C).

Salmueras bivalentes Las salmueras bivalentes contienen sales que tienen cationes bivalentes; estas sales incluyen el cloruro de calcio, el bromuro de calcio y el bromuro de zinc. Una salmuera bivalente puede estar compuesta de una sal única o de una mezcla de sales, dependiendo de la densidad de la salmuera requerida y del punto de cristalización. La corrosividad de estas salmueras depende de su densidad y su composición química. Los datos de laboratorio demuestran que la adición de cloruro de calcio hace bajar el índice de corrosión, mientras que la adición de bromuro de zinc eleva rápidamente el índice de corrosión.