Daño A La Formación (DF). Causas y Consecuencias
Primordialmente el origen del DF está ligado a factores como: El transporte y entrampamiento de sólidos finos y/o Ciertas reacciones químicas entre fluidos invasivos y roca reservorio.
Para evitar el DF por perdida de permeabilidad o estimular eficazmente un pozo es importante que se determine con gran exactitud el mecanismo del DF.
Analizando una roca yacimiento tal como una arenisca, se notara que los fluidos que se muevan a través de los poros tropezaran con condiciones críticas de flujo, caminos porales tortuosos, paredes porales rugosas con alta superficie específica y minerales reactivos tales como arcillas, micas, feldespatos, y compuestos de hierro.
Los fenómenos de entrampamiento, migración de sólidos y reacciones de intercambio fluido – sólido tienen lugar en el sistema poral que es un medio ideal para estos procesos. Al mismo tiempo la naturaleza física del sistema poral, y la composición de las especies minerales y el grado de reactividad de los mismos frente a un fluido externo.
En un modelo simple la permeabilidad de cualquier formación arcillosa (Clay bearing) depende en gran medida del grado de tenacidad de la unión entre las partículas individuales. La permeabilidad será máxima si todas las partículas están compactadas y agregadas y mínimas si están dispersas y circulando con los fluidos.
Fluidos y rocas reservorio han permanecido en equilibrio por millones de años, la irrupción de un pozo genera un flujo de fluidos desde el interior del reservorio hacia el pozo. Este solo hecho puede generar un tipo de DF conocido como migración de finos.
El segundo factor generador de DF es el ingreso al reservorio de fluidos foráneos que llamaremos invasivos usados durante la perforación y para realizar distintas pruebas en el pozo.
Algunas de las consecuencias que generan estos fluidos invasivos al ser usados en distintas operaciones de pozos se muestran a continuación:
Es notable que la mayoría de los posibles mecanismos de DF están vinculados con la presencia de minerales de arcilla dentro del yacimiento. Lo que indica que la presencia de las mismas es potencial para generar DF por tal razón para evitar el DF es preciso estudiar el tipo de arcilla presentes en la formación y su reacción con distintos fluidos.
Por lo tanto se puede decir que el DF es cualquier proceso que deteriore la permeabilidad de la roca reservorio y disminuya la producción o la inyectividad. Las arcillas son los minerales reactivos de la roca reservorio frente al agua invasiva de cualquier origen (sin incluir los ácidos que reaccionan con disolución de minerales).
Unas de las consecuencias más catastróficas que generan el contacto entre un agua invasiva y las arcillas de la formación son el conocido fenómeno del hinchamiento de arcillas y el no menos importante defloculacion de arcillas que comúnmente son confundidos.
El fenómeno de hinchamiento de arcillas es característico de las arcillas smectíticas (Montmorillonitas). La doble capa eléctrica se origina entre el desbalance negativo de la superficie de la arcilla y los iones de agua que rodean el cristal de la arcilla (Cationes).
Si los cationes son escasos (aguas dulces), el carácter polar de la molécula de agua hace que esta sustituya a los mismos pero, como su molécula es más voluminosa, “destruye” el cristal (téngase en cuenta que la doble capa eléctrica se extiende en todo el volumen y entre las capas constitutivas de la columna arcillosa). La expansión de la arcilla hace que la misma se disgregue, rompa y migre.
El fenómeno de defloculación de arcillas es diferente aunque sus consecuencias pueden también ser graves para el reservorio. Este fenómeno se debe a la alteración de las fuerzas electrostáticas entre partículas de arcillas. En aguas salinas la doble capa eléctrica o difusa se encuentra contraída pero en aguas dulces expandida. Cuando las fuerzas de repulsión son mayores que las de atracción (de Van der Waals) la arcilla se deflocula (las partículas coloidales se rompen) y la arcilla se hace migratoria.
Tomado de www.oilproduction.com Arcillas, rocas reservorio y daño de formación por Juan Carlos Sotomayor y Alberto Lijó GPA Estudios y Servicios Petroleros S.R.L.
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