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Estudios de laborartorio liquid oil (reemplazo de surfactante) ene venezuela. Faja del orinoco

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Published on March 2, 2014

Author: EndersonCruz

Source: slideshare.net

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Estudios del uso del producto Liquid Oil. Venezuela
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LIQUID OIL: Aditivo reductor de fricción e inhibidor de embolamiento de mecha para perforar yacimientos de crudos pesados con problemas de torque excesivo Jefe proyecto : Ing. Enderson Cruz

Liquid Oil: Nombre (Compañía) POLY ALPHAS DE VENEZUELA Descripción Mezcla surfactante aniónico / no-iónico CMC (ppm) Materia Activa (%p/p) 100 50 •El pH de una solución acuosa al 1% p/p del surfactante Liquid Oil es de 2,5 unidades, pudiendo neutralizarse con NaOH, KOH o MEA •Soluble tanto en agua como en aceite (Diésel, LP-90) Usos en la Industria Petrolera • Aditivo en fluidos de completación y rehabilitación de pozos para reducir el do ocasionado por los fluidos de trabajo. (SEA-0033,2007; INT-12523,2008; INT-12803,2009) • Múltiples aplicaciones. Las propiedades interfaciales del sistema surfactante permiten definir las siguientes aplicaciones: aditivo en fluidos de perforación de alto desempeño, aditivo lubricante para liberación de tuberías atascadas por pega diferencial, fluidos de completación de baja densidad basados en emulsiones O/W.

Aditivo reductor de fricción e inhibidor de embolamiento de mecha para perforar yacimientos de crudos pesados con problemas de torque excesivo Ventajas: Problemática asociada/Necesidad tecnológica •Torque y arrastres excesivos – altos valores de fricción entre la sarta de perforación y la formación como consecuencia de la formación de aglomerados de arena y crudo pesado. • Atascamiento de tubería . •Taponamiento de las mallas en las zarandas por efecto del crudo pesado. Propuesta tecnológica de Intevep Surfactante Liquid Oil como aditivo reductor de fricción e inhibidor de embolamiento de mecha. Este surfactante en solución acuosa posee excelentes propiedades detergentes y una alta capacidad para dispersar crudos pesados en agua, adicionalmente confiere excelentes propiedades lubricantes al fluido base agua. •Reduce el coeficiente de lubricidad: menor torque y arrastre. •Alta capacidad de dispersión y propiedades antiadherentes: minimiza el embolamiento de la mecha. •No afecta las propiedades reológicas. •Bajo impacto ambiental y no daña la formación. Mecanismos involucrados: •Excelente aditivo lubricante para fluidos base agua. En solución acuosa el surfactante Liquid Oil es capaz de reducir significativamente el coeficiente de lubricidad del agua. •Excelentes propiedades detergentes y anti-adherentes. El surfactante Liquid Oil posee una alta capacidad de detergencia con crudos pesados, excelentes propiedades anti-adherentes que evitan que el crudo se adhiera a superficies metálicas y de vidrio. •Alta capacidad de dispersión de crudo pesado Cerro Negro en agua. Dispersión Crudo Cerro Negro/ Agua+Surfactante (50/50); pH:7; T:60°C

PARTE EXPERIMENTAL Materiales Aditivos lubricantes evaluados Nombre (Empresa) EZ-GLIDE (Halliburton) Liquid Oil (PAV) Descripción Aditivo lubricante Mezcla PAO (aniónico/no-iónico) FL-EF01G (PPS) Mezcla surfactante (aniónico/noiónico)-gasoil Gasoil (PDVSA) Nota: La arena utilizada en las pruebas de compatibilidad fue suministrada por el Distrito Morichal, la misma se encontraba impregnada con crudo (AIC), fue utilizada sin llevar a cabo ningún procedimiento de limpieza. Gasoil Aditivos empleados para la formulación del fluido de perforación polimérico Nombre Empresa (Lote) Función XCD (goma xántica) CNPC Drilling Fluids (ND) Viscosificante Starch (almidón) CNPC Drilling Fluids (ND) Controlador de filtrado Carbonato de calcio CNPC Drilling Fluids (ND) Agente puenteante Potasa cáustica CNPC Drilling Fluids (ND) Agente alcalinizante ND: información no disponible

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto del aditivo lubricante Liquid Oil sobre las propiedades reológicas y de filtrado del fluido polimérico Formulaciones evaluadas con los aditivos suministrados por el Distrito Morichal Aditivos Formulaciones A B B1 B2 C D Agua, [bbl] 0,88 0,95 0,95 0,94 0,94 0,94 Goma Xántica (XCD), [lpb] 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Starch (almidón) , [lpb] 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 CaCO3, [lpb] 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 Gasoil, [lpb] 20,0 - - - - - FL-EF01, [lpb] - 2,5 3,5 4,5 - - FL-EF01-G, [lpb] - - - - 4,5 - EZ-GLIDETM, [lpb] - - - - - 4,5 Potasa cáustica, [lpb] 0,03 0,18 0,20 0,43 0,08 0,05 Para determinar el comportamiento reólogico (antes y después de envejecer) y el filtrado API se siguieron los procedimientos descritos en la norma ISO 10414-1, referida a la evaluación de fluidos de perforación base agua.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto del aditivo lubricante Liquid Oil sobre las propiedades reológicas y de filtrado del fluido polimérico Formulaciones evaluadas con los aditivos suministrados por el Distrito Morichal a 120°F Propiedades A B B1 B2 C D AE DE AE DE AE DE AE DE AE DE AE DE Densidad, [lpg] 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 8,7 pH 9,40 9,38* 9,50 9,41* 10,15 9,45* 9,20 9,35* 9,40 9,41* 10,22 9,53* L600/L300, [lbf/100 pie2] 39/30 35/29 43/36 40/30 41/32 39/30 44/36 37/29 41/32 33/27 34/28 34/28 L200/L100, [lbf/100 pie2] 27/23 26/23 33/28 27/23 28/24 26/21 32/26 26/22 29/24 25/23 26/22 26/22 L6/L3, [lbf/100 pie2] 12/10 11/10 16/14 11/10 12/11 10/9 17/14 13/11 15/14 14/12 13/12 11/10 VP, [cP] 9 6 7 10 9 9 8 8 9 6 6 6 PC, [lbf/100 pie2] 21 23 29 20 23 21 28 21 23 21 22 22 Geles 10s/10min, [lbf/100 pie2] 10/10 10/10 14/14 10/11 13/14 10/10 14/14 11/11 14/14 12/12 14/15 11/12 Filtrado API, [cc/30 min] - 12,5 - 12,9 - 11,9 - 10,1 - 12,4 - 12,0 *pH ajustado después de envejecer El aditivo lubricante PX4 - MO, a las distintas concentraciones evaluadas (B, B1, B2), no produce un cambio significativo en las propiedades reológicas del fluido polimérico, respecto al fluido con el aditivo base gasoil.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Pruebas de compatibilidad. Evaluación de la interacción del sistema crudo-arena/fluido de perforación La prueba fue realizada agitando una mezcla de crudo Cerro Negro/AIC (40/60) con fluido de perforación en relación 50/50 (2000 rpm, 15 min). Comportamiento de fases del sistema crudo-AIC/FP a 140 °F (60°C) luego de 3 horas Las fotografías muestran el efecto de los aditivos lubricantes sobre la interacción del sistema crudo Cerro NegroAIC/FP. Se observa que el aditivo FL-EF01 utilizado en las formulaciones B, B1 y B2 es capaz de provocar una mayor decantación de la arena con respecto a la formulación A. Cuando se compara el desempeño de los aditivos Liquid Oil (B, B1, B2), FL-EF01-G (C) y EZ-GLIDE (D) se observa un comportamiento similar en cuanto a capacidad para decantar la arena, así como en el comportamiento de fases del sistema crudo Cerro Negro/FP, bajo las condiciones experimentales empleadas.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Pruebas de compatibilidad. Evaluación de la interacción del sistema crudo-arena/fluido de perforación Volumen de separación de arena del sistema Crudo-AIC/FP, según la formulación evaluada Sistema relación 50/50 Volumen de separación arena (ml) Crudo-AIC/fluido de perforación A 6 Crudo-AIC/fluido de perforación B 25 Crudo-AIC/fluido de perforación B1 15 Crudo-AIC/fluido de perforación B2 15 Crudo-AIC/fluido de perforación C 20 Crudo-AIC/fluido de perforación D 20 Se observa como en las formulaciones B2, C y D (mismo comportamiento B y B1) son expulsados los cúmulos de arena de la dispersión crudo-AIC/FP, este efecto puede deberse a una disminución de la fuerza de adhesión entre las moléculas del crudo y el sólido (AIC), es decir, una modificación del ángulo de contacto que permite que la arena no sea mojable al crudo. En la formulación A, donde el aditivo lubricante empleado es gasoil, no se observa cúmulos de arena saliendo de la dispersión crudo-AIC/FP, esto debido a que el gasoil no es capaz de cambiar la mojabilidad de la AIC para así generar una mayor separación de la misma en el sistema. . Fotos ampliadas del comportamiento de fases del sistema crudoAIC/FP a 140°F (60°C) luego de 3 horas

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Las pruebas de lubricidad fueron realizadas para evaluar el desempeño del surfactante Liquid Oil como aditivo lubricante de fluidos de perforación base agua, se estudio el efecto de la concentración (B, B1, B2) y el envejecimiento (150°F, 16 Horas) manteniendo la formulación del fluido polimérico invariante (XCD, almidón, CaCO3, potasa cáustica). Con el fin de realizar una evaluación comparativa se estudiaron otros aditivos lubricantes, tales como: gasoil, FL-EF01-G y EZ-GLIDE, los cuales han sido empleados en las operaciones de perforación del Distrito Morichal. 0,40 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Formulaciones Coeficiente de fricción de las distintas formulaciones evaluadas a 25°C D_DE D_AE C_DE C_AE B2_DE B2_AE B1_DE B1_AE B_DE B_AE A_DE A_AE 0,00 W Coeficiente de fricción (CF) 0,35

CONCLUSIONES  El aditivo Liquid Oil es capaz de reducir el coeficiente de fricción del fluido polimérico, su efectividad depende de la concentración del mismo, a mayor concentración menor coeficiente de fricción. Adicionalmente, su efectividad lubricante tiende a mejorar con el envejecimiento del fluido. El aditivo puede ser empleado a partir de una concentración de 2,5 lbm/bbl, para la cual se obtiene el mismo coeficiente de fricción (0,25) que el obtenido con gasoil (0,26) como aditivo lubricante y tan sólo un 20% superior al coeficiente obtenido con EZ-GLIDE (0,2).

 El aditivo lubricante Liquid Oil bajo las distintas formulaciones evaluadas (B, B1, B2) no tiene efecto significativo ni en las propiedades reológicas del fluido polimérico ni en el filtrado API, bajo las condiciones experimentales usadas y con los aditivos suministrados por el Distrito Morichal.  El producto Liquid Oil bajo las distintas formulaciones evaluadas (B, B1, B2) minimiza la estabilidad de los cúmulos arena-crudo Cerro Negro suspendidos en la dispersión crudo-AIC/FP, permitiendo la decantación y limpieza de la arena. El aditivo puede ser utilizado a partir de una concentración de 2,5 lbm/bbl.  A la concentración mínima evaluada del aditivo Liquid Oil de 2,5 lbm/bbl se alcanzan valores de coeficiente de fricción (0,25) comparables con los obtenidos con gasoil (0,26) y con EZ-GLIDE (0,20) a concentraciones de 20 lb/bbl y 4,5 lbm/bbl, respectivamente.

 Basado en los resultados obtenidos en las pruebas comparativas de comportamiento reológico, las pruebas de compatibilidad y lubricidad, se puede inferir que el Liquid Oil puede ser utilizado como aditivo lubricante e inhibidor de embolamiento de mecha para perforar yacimientos de crudos .

RECOMENDACIONES  En la prueba de campo se propone iniciar con una concentración de 2,5 lb/bbl y hacer seguimiento al comportamiento operacional para así establecer la necesidad de optimizar el uso del aditivo Liquid Oil .

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