FLUIDO%20VISCOELASTICO

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FLUIDO VISCOELASTICO

• Por Dario Hideg - BJ Services Company
• Jornadas de Producción IAPG 2008
• Comodoro Rivadavia - Argentina
• Agosto 21 22, 2008

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Viscoelástico - Aniónico
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Geles Viscoelásticos

• Se basan en la Concentración Miscelar de
  Cationes, Balance Hidrofílico - Lipofílico y el
  Número de Agregación para producir micelas 3D
• Requieren un Surfactante y un Ion Opuesto
• Fluidos que adelgazan por Corte, Baja Fricción
• Debido al alineamiento de las Micelas en la
  dirección del Flujo a altas velocidades de
  corte
• Rompimiento limpio sin residuos en presencia de
  Hidrocarburos, Alcoholes, Glicoles y Acidos

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Comportamiento del Gel Viscoelástico
Viscoso
Viscoelástico
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Viscoelasticidad
Encima del CMC
Gel 3D
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Sistema Surfactante Viscoelástico
Sistema con dos componentes SURFACTANTE
Contador de Iones Para Surfactante
Catiónico Anión (cloruros,) ó Surfactante
Aniónico Catión (K, NH4,.)
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Gel Viscoelástico

• Ruptura limpia, sin residuo, en la presencia de
  hidrocaburos, alcoholes, glicoles y ácidos
• Acuohumecta la formación
• Dispersa Asfaltenos
• Suspensión del agente de sostén casi perfecta
• Baja presión de fricción Fluido más denso

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Gel Viscoelástico

• Reduce requerimiento de HHP entre un 25 y 35
• 2 mecanismos internos adicionales de ruptura,
  aplicables para pozos de agua y gas
• Estable hasta 260 F
• Compatible con sales hasta un 20 para mejor
  estabilización de arcillas

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• FLUIDOS DE FRACTURA, FUNCIONES Y PROPIEDADES (SPE
  37359)

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• FLUIDOS DE FRACTURA, FUNCIONES Y PROPIEDADES (SPE
  37359)

• Viscoso, para iniciar y propagar la fractura.
• No viscoso, para ser fácil de manejar en
  superficie.
• Viscoso, para transportar el agente de sostén al
  pozo.
• No viscoso, para minimizar la fricción tubular.

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• FLUIDOS DE FRACTURA, FUNCIONES Y PROPIEDADES (SPE
  37359)

• Viscoso, para llevar el agente de sostén dentro
  de la fractura.
• Viscoso, para prevenir la decantación de agente
  de sostén hacia el fondo de la fractura.
• Viscoso, para minimizar pérdidas de fluido.
• No Viscoso, para facilitar su recuperación y
  limpieza.

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Viscosidad Aparente
El AGUA tiene n 1 Alta presión de
fricción. k 0.00002 Pobre capacidad de
transporte.
n (Indice de consistencia) k (Indice de comportamiento de flujo) Viscosidad Aparente cps
0.4 0.0875 458
0.6 0.0418 458
0.8 0.0300 458

• Fluidos Viscoelásticos
• n gt 0.1 a 0.5
• K gt 0.1 a 1.0
• Fluidos Poliméricos XL
• n gt 0.5 a 0.8
• K gt 0.001 a 0.1
• Fluidos Base Oil
• n gt 0.5 a 0.9
• K gt 0.001 a 0.1

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Reología de Fluido Viscoelástico
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Comparación de velocidad de decantación del
agente de sostén para distintos fluidos
Static settling test showing that EFAS have
superior suspending properties than other
Fracturing fluids even though its viscosity is
slightly lower. EFAS Environmentally Friendly
Anionic Surfactant
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4 ppa 8 ppa
VES Mezcla de 4 Horas Fluido
de VES-Fluido Después Fracturamiento Arena
Carlos Castro
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Presión de Fricción
ZONA IDEAL Baja Fricción Buena Suspensión
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EFAS Propiedades de Baja Fricción
Comparing A B vs. C D shows that EFAS gel
produce 50 less friction than water and
comparing E vs. F shows that EFAS produce pumping
rates 60 higher than water for equivalent
pressure (5000 PSI).
See the shear thinning property of EFAS gel,
increasing the rate slightly affect friction
pressures, on the other hand with water, friction
pressures increase drastically.
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Requerimiento de Viscosidad para Fracturar con
Viscoelástico

• 100 - 200 cps _at_ 40 sec-1 , debido al bajo n y
  al alto k, mientras que el requerimiento para
  otros fluidos es de 400 a 800 cps.
• Suficiente viscosidad _at_ 300 sec-1 para
  propósitos de Leak-off para control de la
  eficiencia del fluido.
• La eficiencia del fluido se puede mejorar con
• Almidón biodegradable
• Aditivo para control de agua

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• Daño en el pack de fractura

• Invasión por Leakoff a las caras de la fractura
  10 a 30 de daño
• Daño en la formación debido a cambio en el pH,
  baja concentración de sal, tensión superficial y
  depósitos orgánicos debido a los efectos de
  enfriamiento
• Pack de la fractura con polímero concentrado 15
  a 60 de daño

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• Propiedades Adicionales Requeridas para Prevenir
  Daño a la Formación

• Suficiente KCl del 5
• Para prevenir la hidratación y dispersión de
  arcillas.
• pH cercano al de la formación
• Para reducir el cambio catiónico.
• Para prevenir la hidratación de arcillas.
• Acuohumectar la formación
• Para una mejor y mayor producción.
• Baja tensión superficial
• Para prevenir bloqueos por agua.
• Prevenir emulsiones
• Para mejorar la producción.

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• Ruptores de fluidos de fractura

• El principal objetivo está en el pack de fractura
  !!
• Romper el fluido después de terminado el
  tratamiento.
• Destruir el daño del filter cake.
• Remover el residuo de gel del pack de fractura.
• Maximizar la conductividad de la fractura.

Broken Low Polymer Frac Fluid
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COMPORTAMIENTO - VES
VES - va a producir FIS como cualquier otro
fluido, pero en menor grado. La baja tensión
superficial también reducirá el FIS en las caras
de la fractura, pero el FIS existe y está.
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VES Mecanismo de ruptura

• Sistema con Potasio
• Hidrocarburos
• Dilución
• Surfactantes
• Cambio de pH

• Sistema con Amonio
• Hidrocarburos
• Dilución
• Surfactantes
• Cambio de pH
• NH3 evaporación

• Solamente aplicable a Surfactante Aniónico

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EFECTO DE RUPTURA
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COMPORTAMIENTO - VES
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COMPORTAMIENTO - VES
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COMPORTAMIENTO - VES
El flujo de petróleo / Gas rompe la estructura
del gel que no fue removida durante el proceso de
limpieza inicial y la alta volatilidad del amonio
hará que se evapore por el calentamiento y la
presión diferencial, rompiendo el balance
Surfactante Contador de cationes rompiendo
completamente el gel.
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VAPORIZACION DEL AMONIO EN EL FLUJO DE GAS
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VAPORIZACION DEL AMONIO EN EL FLUJO DE GAS
Mayor longitud efectiva de fractura, mayor
respuesta de producción de manera temprana y
mejor recuperación de petróleo / gas.
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Elastra Frac con Sales de Potasio

• 10 - 12 KCl KOH ó BF-7L
• Desde pH 7.5 a 8.5 lower gt Buena viscosidad
• 6 - 7.0 KF KOH ó BF-7L
• Desde pH 8.0 a 9.5 higher gt Buena viscosidad
• 12 - 15 KH2PO4 4 - 7 KOH
• Desde pH 6.5 a 9.0 pH 8.5 higher gt buena
  viscosidad
• Fosfonato Potásico Mono-Básico
• 17 19 K2HPO4
• pH 8.2 a 8.7 pH 8.5 higher gt Buena viscosidad
• Fosfonato Potásico Di-Basico, también funciona en
  rango de pH 6.5 a 9 en combinación con KOH

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ElastraFrac con Sales de Amonio

• 5 - 6 NH4Cl KOH
• Desde pH 7.0 a 9.0
• 2.5 - 3.0 ABF KOH
• Desde pH 7.0 a 9.0
• 8 - 9 DAP (Di-Basic Ammonium Phosphate) 4 -
  6 KOH
• Desde pH 7.0 a 10.0
• El pH recomendado para todos los sistemas 8.5, en
  el momento de testearse con MonoEtanolAmina como
  buffer para prevenir la interferencia con el K
  (Potasio)

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Aplicaciones

• Pozo bueno (alta k, skin), Frac Pack, o donde
  conductividad es crítica
• Pozo con problemas de producción de agua
  (ConformFrac Technique)
• Pozo profundo con pequeño tubing fricción
  problemática
• Tratamiento de FraCT (Fracturamiento con Coiled
  Tubing)
• Re-fracturamientos

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Ventajas - Viscoelástico

• Operativamente es simple
• No necesita hidratación de Polímero
• No necesita Bactericida
• No necesita crosslinker
• No necesita ruptor

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Resumen Viscoelástico

• No contiene ningún polímero ( gt100 permeabilidad
  retenida)
• VES - Surfactante Aniónico
• Excelente transporte de agente de sostén
• Rompe limpio en contacto con petróleo, dilución
  con agua, o cambio de pH
• Controlar la producción de agua
• Baja fricción tubular
• Excelente para frac packs
• Dispersión de asfaltenos

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Gracias por su tiempo.Preguntas?

• Dario Hideg
• Project Engineer Sr.
• Agosto 21, 2008 Comodoro Rivadavia
• Patagonia Argentina