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Oil & Gas

Principales preguntas técnicas

INHIBIDORES DE CORROSIÓN

Los inhibidores de corrosión son compuestos orgánicos o inorgánicos capaces de reducir o eliminar la corrosión provocada en ambientes con presencia de agentes corrosivos.

En la industria petrolera se utilizan aminas fílmicas con la característica de adsorberse o formar una película protectora sobre la superficie metálica contra la acción de compuestos causantes de corrosión.

La corrosión es causada por factores como la temperatura, alta salinidad del medio, presencia de dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S) y condiciones de flujo.

Las siguientes pruebas se usan comúnmente para evaluar el desempeño de los inhibidores de corrosión:

  • Bubble test
  • Rotating cylinder electrode (RCE) test
  • Rotating Cage test
  • Flow loop test

La cinética de un inhibidor de corrosión está relacionada con la velocidad de formación de una película protectora alrededor del metal. Con esta película, se produce una disminución de las reacciones electroquímicas entre el metal y el medio y, en consecuencia, una disminución de la velocidad de corrosión.

DEMULSIFICANTE

Los desemulsionantes son tensoactivos que actúan para romper la emulsión estable en el aceite entre las fases acuosa y oleosa.

La emulsión es la combinación de dos medios que inicialmente son incompatibles, pero en presencia de agentes estabilizadores como el agua y los sedimentos básicos, pueden formar un sistema estable.

El Número de Solubilidad Relativo es una alternativa práctica al HLB y se utiliza como consulta para verificar las características hidrofóbicas-hidrofílicas de cada producto.

La determinación de RSN se realiza mediante la titulación de la muestra con dioxano o tolueno.

Los desemulsionantes se pueden separar por grupos químicos o por funcionalidad. En el primero se encuentran las resinas alcoxiladas, los copolímeros en bloque, los polioles alcoxilados, la polietilenimina, los poliglicoles, etc. En el segundo, se puede hablar de la aplicación de cada químico en el petróleo: Treater, Droppers, Dryers y Cleaners.

LUBRICANTE

Es el producto encargado de reducir la fricción, el desgaste y/o el calentamiento de las superficies que están en contacto y movimiento.

La fricción o fricción es una fuerza mecánica de resistencia a un movimiento (deslizante o rodante) entre dos superficies. De lo que hablamos de fluidos de perforación y terminación, tenemos movimientos de rotación y movimientos de descenso y ascenso de columna y equipos. La fricción generada por el movimiento giratorio de la sarta de perforación se conoce como Torque. La fuerza de resistencia resultante del ascenso y descenso de las sartas de perforación u otros equipos se conoce como fuerza de arrastre.

La prueba principal para lubricantes es la prueba de lubricidad, realizada en un equipo desarrollado para la evaluación de fluidos de perforación y terminación llamado Lubrity Tester. Simula una condición similar al proceso de perforación, donde tenemos fricción entre dos superficies metálicas, empapadas en el fluido a evaluar (perforación o terminación). Es importante tener en cuenta que, además de la evaluación de la lubricidad, se deben realizar todas las evaluaciones de los fluidos acuosos (descritos en la norma API 13B-1) para cualquier aditivo de fluidos de perforación y terminación.

En la Terminación, superar el desafío del torque no es tan problemático como en la perforación, pero la adición de lubricante sigue siendo fundamental para optimizar el descenso del equipo, especialmente en la terminación de zonas horizontales o muy extensas. La elección de este lubricante también debe ser acertada, ya que entrará en contacto directo con la zona de producción y no podrá dañarla.

Todos los aditivos para fluidos tienen un propósito específico, que se adaptan al tipo de operación y al tipo de formación a perforar. Cuando hablamos de perforación y terminación, tenemos diferentes escenarios operativos. Por ejemplo: la perforación requiere mucho más que un lubricante en términos de rendimiento, ya que la fricción del proceso de perforación es mucho mayor, especialmente en pozos de alta extensión o direccionales. Por otro lado, los lubricantes utilizados en las salmueras de terminación necesitan someterse a una evaluación adicional: la de turbidez, ya que este tipo de lubricante debe ser soluble en el medio salino y no perder rendimiento en medio de alta concentración de iones en el medio.

NO EMULSIONANTES

Clase de compuestos usados para prevenir la formación de emulsión que ocurre cuando los fluidos de terminación o estimulación entran en contacto con el petróleo de formación.

Utilizado en fluidos de terminación y estimulación.

La diferencia está relacionada con su actividad principal, es decir, un no emulsionante tiene la función principal de evitar la formación de la emulsión, mientras que un desemulsionante tiene la función principal de romper la emulsión existente.

El bombeo de ácido en la estimulación ácida conduce a la formación de una emulsión estable entre el fluido ácido y el petróleo, esta emulsión dada puede bloquear el flujo de petróleo a través de la formación. Así, los no emulsionantes actúan sobre la tensión interfacial entre el petróleo y el fluido ácido para evitar la formación de esta emulsión.

Existen protocolos específicos para probar los no emulsionantes. Prueban la eficiencia de ruptura de la emulsión del no emulsificante agregado al fluido y al petróleo, también evalúan la compatibilidad del mismo con el fluido.

CASING CLEANER

Surfactante desengrasante que ayuda a limpiar el pozo cuando se cambia de fluidos sintéticos a fluidos a base de agua.

El producto es responsable de eliminar los depósitos aceitosos en la superficie metálica downhole. Si no hay una limpieza eficiente, puede ocurrir la formación de emulsiones en la salmuera de base acuosa, lo que dificulta su bombeo.

En la terminación, con el uso de un fluido llamado colchón lavador o químico.

Evaluación gravimétrica de remoción de petróleo en rotor con superficie metálica.

No hay restricciones específicas para esta aplicación, ya que el fluido se alimenta al pozo en un flujo con retorno a la superficie.

VISCOELÁSTICO

Los materiales viscoelásticos combinan dos propiedades diferentes. El término viscoso implica que se deforman cuando se exponen a una fuerza externa. El término elástico implica que una vez eliminada la fuerza externa, el material volverá a su configuración original. Los materiales que combinan las dos características presentan singularidades, como una buena absorción de impactos y una mayor rigidez al aumentar la fuerza aplicada al material. Los fluidos viscoelásticos utilizados en operaciones realizadas en pozos y yacimientos de petróleo y gas mejoran la productividad y reducen la complejidad y número de aditivos químicos utilizados.

La reología es el estudio de cómo los materiales fluyen o se deforman cuando se aplica una fuerza. Si se aplica fuerza a un líquido puramente viscoso, se deforma proporcionalmente a la cantidad de fuerza aplicada. Un sólido ideal se deforma elásticamente, es decir, cuando se elimina la energía necesaria para la deformación, el cuerpo vuelve a su forma original. La reología describe el comportamiento de los materiales reales, que exhiben una combinación de comportamiento elástico y viscoso. Además de establecer relaciones entre el comportamiento mecánico del material y su estructura micro o nanométrica.

Las propiedades viscoelásticas de un fluido se pueden optimizar para satisfacer necesidades específicas. Las aplicaciones de los materiales viscoelásticos son múltiples en la industria farmacéutica y cosmética, la industria alimentaria, la industria química y de química fina, la industria de la construcción, la industria agroquímica y la industria del petróleo y el gas. Los fluidos viscoelásticos utilizados en operaciones realizadas en pozos y yacimientos de petróleo y gas mejoran la productividad y reducen la complejidad y el número de aditivos químicos utilizados.

Los fluidos viscoelásticos tienen características tanto de líquidos viscosos como de sólidos elásticos. Cuando se aplica una fuerza a un material viscoelástico, almacena energía en forma elástica y vuelve parcialmente a su estado original, pero parte de la energía también se disipa por deformación viscosa. El fluido viscoelástico utilizado en las operaciones de estimulación de yacimientos de petróleo y gas está diseñado para fluir fácilmente a través de canales de roca, transportar materiales sólidos (conocidos como apuntalantes) y regresar a la superficie, cuando se alivia la presión aplicada al yacimiento, arrastrando consigo residuos de minerales disueltos y fluidos de perforación.

Los fluidos viscoelásticos están desarrollados para presentar una buena eficiencia en el rango de temperatura de operación. Un fluido viscoelástico desarrollado para operaciones de estimulación de yacimientos de petróleo y gas, por ejemplo, será eficiente en el rango de temperatura de los yacimientos.

FLOWBACK

El flowback (o fluido de reflujo) es el retorno del fluido inyectado en la roca, durante la operación de estimulación del yacimiento de petróleo, debido a la impulsión provocada por la presión interna de la roca. Los aditivos de reflujo reducen el daño a la formación, contribuyen al retorno de los fluidos inyectados y facilitan la separación entre estos y el petróleo producido.

La tensión interfacial se define como el trabajo requerido para aumentar el tamaño de la interfaz entre dos fluidos inmiscibles. Si la interfaz es aire/líquido, se puede utilizar el término tensión superficial. Aunque las fuerzas cohesivas son relevantes, las principales fuerzas involucradas en la tensión interfacial (o superficial) son las fuerzas adhesivas (tensión) entre fluidos. Por lo tanto, los surfactantes, que se encuentran en la interfase agua/petróleo (o en la superficie del agua), reducen la tensión interfacial (o superficial).

La fracturación hidráulica es una técnica de estimulación de yacimientos de petróleo y gas adecuada para rocas con baja permeabilidad. La fracturación hidráulica consiste en inyectar agua, arena y productos químicos a alta presión en una formación rocosa a través del pozo. Este proceso tiene como objetivo aumentar la permeabilidad del yacimiento mediante la creación de nuevas fracturas en la roca, aumentando el tamaño, la extensión y la conectividad de las fracturas existentes.

El retorno a la superficie de los fluidos inyectados en el yacimiento (flowback) es necesario para reducir el daño causado a la formación después de las operaciones de estimulación de los yacimientos de petróleo. El uso de aditivos de reflujo contribuye a mejorar la limpieza de los yacimientos, manteniendo las características de humectación de las rocas y evitando la formación de emulsiones estables con los fluidos inyectados y el petróleo producido.

Los surfactantes son moléculas que tienen dos grupos de diferentes tendencias de solubilidad, un grupo polar soluble en agua comúnmente llamado cabeza y un hidrocarburo soluble en aceite llamado cola. El surfactante utilizado como aditivo de reflujo reduce la tensión superficial de los fluidos utilizados en las operaciones de estimulación de yacimientos y la tensión interfacial entre estos fluidos y el petróleo. Lo que provoca que los fluidos de estimulación no se acumulen en los poros de las rocas y, por tanto, regresen a la superficie; el petróleo fluye por los canales del depósito más fácilmente; y no se forman emulsiones estables con los fluidos de estimulación y el petróleo.