Comportamiento reológico. shales argentinos

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Catalina Maidana Romero
hace 5 años
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1 Comportamiento reológico de y WBM para shales argentinos Gallardo Felipe, Erdmann Eleonora y Abalos Roxana Instituto Tecnológico de Buenos Aires Av. Madero 399, Capital Federal, ARGENTINA. Agenda Introducción: contexto argentino y tipo de fluidos Objetivo Desarrollo experimental Resultados y análisis Conclusión Futura investigación 1

Introducción: contexto argentino Situación Energética Matríz Energética 214 Energías Energía Renovables; Nuclear ; 2% 11,5%

Ministerio de energía y minería argentino Investigación y desarrollo de recursos no convencionales Introducción: tipo de

corrosión Control de filtrado Lubricidad Mínima interacción roca fluido Cumplir con requisitos ambientales a costo razonable

2 Introducción: contexto argentino Situación Energética Matríz Energética 214 Energías Energía Renovables; Nuclear ; 2% 11,5% Carbón Mineral; 1,8% Recursos no convencionales mundiales Petróleo ; 32,3% Gas Natural de Pozo; 52,4% Fuente: EIA 213 Fuente: Ministerio de energía y minería argentino Investigación y desarrollo de recursos no convencionales Introducción: tipo de fluidos para shale El fluido de perforación debe cumplir los siguientes requerimientos: Adecuada reología y densidad Mínima corrosión Control de filtrado Lubricidad Mínima interacción roca fluido Cumplir con requisitos ambientales a costo razonable Tipo de fluido usado en Argentina: Mínima interacción roca fluido Alto impacto ambiental Limpieza de con agua a 85ºC Recortes Fluido 2

3 Objetivos Desarrollo de un WBM con propiedades similares a s usados en perforaciones de Shale argentinos. WBM Alto control de la interacción fluido roca Menor impacto ambiental Mediante: Estudio de las propiedades de : reológicas y de filtrado. Adecuada selección de aditivos y concentraciones para el WBM. Estudio de interacción fluido roca. Desarrollo experimental Se estudiaron los fluidos de perforación usados para shale y se propuso un WBM base. Los aditivos usados fueron: Ejemplos de fluidos Fuente SPE RelacionOil/agua 9/1 Salmuera CaCl 2 (3%peso) Emulsificante Cal hidratada Gilsonita Arcilla Organofilica Fluidos en Argentina actualmente usada Diesel Arcilla organofilica Emulsificante agente de mojado Ca(OH) 2 Salmuera CaCl2 22% CaCO3 Agente de control de filtrado 1 Densificante Agente de control de filtrado 2 WBM Fuente SPE Agua Derivado de almidón Goma Xanthana Encapsulador NaCl Inhibidor de shale Mejorador de ROP Mejorador de membrana Bloqueador de poros WBM base propuesto Agua BentoNita Polímero de control de filtrado (A) Polímero viscosificante (B) Polímero encapsulante Amina Lubricante t Anti Accretion CaCO 3 Agente de control de filtrado Densificante Sólidos de formación 3

4 Desarrollo experimental Se prepararon 9 fluidos de perforación siguiendo las normas API 13I. Paso 1 Paso 2 Paso 3 WBM2 WMB6 WBM4 WBM7 WBM8 WBM5 Ensayos realizados siguiendo las normas API 13B1 y 13B2: Envejecimiento de los lodos Reología en un rango de SR: 25.5 a /s y variando la temperaturas entre 75ºF, 12 ºF y 15ºF (24ºC, 49 ºC y 65ºC). Filtrado API y HTHP Ensayos químicos: dureza, CEC y cloruros. SS lb/1ft 2 Resultados y análisis Análisis de los fluidos envejecidos en horno de rolado a 194ºF durante 16 hrs : Fluido VP (cp) YP (Pa) Filtrate API Filtrate HTHP (ml) (ml) Cl (mg/l) Hardness (mg/l) EE (volts) , Reología 75ºF SR 1/s cp Viscosidad 75ºF Rediseño del : variación de la concentración de polímero viscosificante o de control de filtrado: WBM 1 Aumento de concentración de polímero Disminución de concentración de polímero SR 1/s Control de filtrado WBM2 Viscosificante Control de filtrado WBM4 Viscosificante WBM5 4

5 Resultados y análisis cp Viscosidad plástica 75ºC WBM2 WBM4 WBM5 Volumen de filtrado ml Filtrado API Los WBMs fueron envejecidos a temperatura ambiente mientras que el en horno de rolado. Se rediseño el 1%[A] y 2%[B] WBM2 WBM4 WBM5 WMB3 2% [B] WBM7 2%[A] y 2%[B] WBM8 2%[A] y 2%[B] Objetivo: Filtrado menor a 1 ml VP entre 45 a 55 cp (75ºF) Resultados y análisis Análisis de los fluidos envejecidos en horno de rolado a 194ºF durante 16 hr: 1%[A] y 2%[B] SS lb/1ft2 Reología 75ºF /s WBM7 WBM8 Volunen de filtrado ml Filtrado API WBM7 WBM8 Filtrado HTHP Volumen de filtrado ml WBM 7 WBM8 Tortas de filtrado API WBM 6 5

6 Resultados y análisis Evaluación de la reología a diferentes temperaturas de con 1%[A] y 2%[B] Se tomó como referencia 12ºF; temperatura a la cual se encuentra el lodo luego de circular en el pozo. Reología vs Reología 12 ºF * vs SS lb/1 ft Pa SR 1/s Reología vs 75ºF /s 75ºF 75ºF 12ºF 12ºF 15ºF 15ºF 1 sin env 1 env env sin env SS lb/1 ft SR 1/s * sin sólidos de perforación Objetivo: Filtrado menor a 1 ml VP entre 2 a 3 cp (12ºF) * Conclusiones El tiene un comportamiento reológico similar al a 75ºF ambos envejecidos. A 12ºF el compartimiento reológico es superior al, sin embargo los valores de VP se encuentran dentrode rangos aceptables para esta temperatura. El * a pesar de tener menos concentración de sólidos tiene un comportamiento similar al original a 12ºF. Para bajar la concentración de sólidos en y por lo tanto alcanzar una menor VP a 12ºF se debe seleccionar densificantes con mayor peso específico. Para mejorar las propiedades de filtrado a HPHT de se necesita mejorar la selección de agentes de controlde filtrado. 6

7 Futura investigación Se debe garantizar la estabilidad del pozo en el tiempo. Densidad del lodo Primera etapa Reducción del la presión de hinchamiento Mínima alteración de los enlaces del cemento de la roca. Inhibidores de arcilla Solutos del fluido de perforación Optimizar: reducción de la presión poral Viscosidad del filtrado Membrana osmótica Bloqueo de las gargantas porales Futura investigación Caracterización en laboratorio de la roca Contenido de arcillas: tipo y proporciones Garganta poral Elección de agente de puenteo Concentración del aditivo y tamaño Shale membrane test 7

8 Bibliografía Polímeros empleados en fluidos de perforación en base agua para shale en Argentina: efecto de XGD y PAC sobre el comportamiento reológico. Autores: Y. Villada, F. Gallardo, N. Casis, E. Erdmann, M. Olivares, D. Estenoz. SAP 215, XI Simposio Argentino de Polímeros, 1/ 215. N. Di Sbroiavacca, (213). Shale Oil y Shale Gas en Argentina. Estado de situación y prospectiva, Fundación Bariloche, Departamento de Economía y Energía, Conicet. MC Environmentally Friendly Drilling Fluids for Unconventional Shale 213 SPE MS High Performance Water Base Mud Using Nanoparticles for Shale Reservoirs 213 IPTC MS Shale Fluid interactionand drillingfluid designs 214 SPE MS Characterization ofshale for drillingpurpose 22 SPE MS Rock Drilling fluid interaction studies on the diffusion cell 25 Gracias!! 8

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ISSN 1517-7076 artículo e-12136, 2018 Evaluación reológica de fluidos de perforación base agua con nanosílice Felipe Eusebio Gallardo 1, Eleonora Erdmann 1, Roxana Abalos 1 1 Departamento de Ingeniería