reacciones del hcl

Preparado por: Jaime Rabines

Estimulacin Matricial

BP, JSK

(2)(3)

HCLCaCl2 + H2O + CO2

(4) (1)

Reacciones del HCl(en Calizas)

2223 02 COHCaClCaCOHCl ++=+cido

Clorhdrico

Carbonato de Calcio Caliza

Cloruro de Calcio Agua

Dixido deCarbono Gas

1000 gal 15% 10.9 ft31842 lbs.

40 gal331 lbs.2050 lbs.

6620 ft3811 lbs.

Reacciones del HCl(en Dolomias)

222223 202)(4 COHMgClCaClCOCaMgHCl +++=+cido

Clorhdrico

Carbonato de Calcio Magnesio

DolomiaCloruro de

CalcioCloruro de Magnesio Agua

Dixido deCarbono Gas

1000 gal 15% 9.5 ft31700 lbs.

1040 lbs. 875 lbs. 40 gal331 lbs.

6620 ft3811 lbs.

Productos de Reaccin

CaCl2, Cloruro de Calcio

Salmuera

MgCl2, Cloruro de Magnesio

Salmuera

H20, Agua

CO2, Dixido de Carbono

Preocupacin?

Ninguno de estos 4 productos de reaccin son un problema tcnicamente hablando, pues diariamente en las facilidades de produccin y refineras nos enfrentamos con salmueras y CO2 las cuales tienen que ser separados del aceite antes de procesarlo.

Que nos debe Preocupar?

La capacidad de inhibicin de corrosin cuando retorne

cido no gastado (pH).

La absorcin del Surfactante (No-emulsificante) en

la roca, que pudiera generar emulsiones del fluido

gastado con el aceite en las facilidades de produccin.

Apropiado control de hierro para evitar formacin de

lodillo asfltico cuando el fluido gastado contacte el

aceite en las facilidades de produccin.

Acidez de Sistemas cidos (pH)

AC. ACETICO: pH=2.2, 0% de cido es gastado

pH=4.5, 50% de cido es gastado


AC. FORMICO pH=1.5, 1% de cido es gastado



Acidez de Sistemas cidos (pH)

AC. CLORHIDRICO (HCl 15%):

pH=-0.65,0% de cido es gastado (HCL 15% - 4.5M)

pH=0, 80% de cido es gastado (HCL 3% - 1M)

pH=1, 98% de cido es gastado (HCL 0.3% - 0.1M)

pH=2, 99.8% de cido es gastado (HCL 0.03% - 0.01M)

pH=-log[M]

Regin Sur - Pemex

Desde hace 2 aos los productos de reaccin de los

tratamientos de estimulacin se producen a la Batera.

Solo en pozos nuevos con equipo, que aun no estn alineados

a la batera se queman los productos junto con el gas y aceite.

Normalmente SAO (GTDH Gerencia de Transporte de HCs,

en la Region Marina) programa que el pozo este alineado a

Batera antes de la estimulacin, pues ya se han tenido

problemas con los campesinos por esa situacin.

Estimulaciones en KMZ

El sistema cido usado en el campo KMZ lleva solvente

en su mezcla (Sistema PAD) para auxiliar en el

rompimieto y evitar la formacin de emulsiones, al

mismo tiempo que permite disolver sedimentos

orgnicos.

Adicionalmente se bombean frentes de solvente OSA

para evitar al maximo el contacto aceite-cido.

RESULTADOS DEL EFECTO CORROSIVO DE ACIDOS

GASTADOS SOBRE LA TUBERIA FLEXIBLE, LAS TUBERIAS DE

PRODUCCION, DEREVESTIMIENTO Y LA LINEA DE

ACERO

Estudio Preparado por el IMPMAYO DE 1990, PROYECTO CB0-3902

PRUEBAS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA CORROSION

OCASIONADA POR ACIDOS GASTADOS.

1.-Gastar una solucin de HCl al 5% con caliza pulverizada,

hasta una concentracin de aproximadamente 2% a

temperatura de 100C. y presin de 500 lb/pg2

Determinar el pH de la solucin de cido gastado

Determinar la corrosin propiciada por la solucin de cido

gastado, a temperatura de 150C, presin de 4000 lb/pg2,

durante 6 horas, a cupones de:

Tubera de revestimiento grado TAC-140

Tubera de produccin grado P-105

Tubera flexible

Lnea de acero

TABLA 1.-EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl GASTADOS SOBREESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO TAC-140, TUBERIA DE PRODUCCION GRADO P-105, TUBERIA FLEXIBLE Y LINEA DE ACERO, A LA TEMPERATURA FLEXIBLE Y LINEA DE ACERO, A LA TEMPERATURA DE

150C.*

Prdida de peso Concentracin de HCl (% en peso)

pH Tubera -grado (g) (lb/pie2) Prdida de peso terica (lb/pie2)

Pitting +

1.8



2.- Con el objeto de conocer el posible efecto de los productos de

la reaccin del cido con la caliza sobre la corrosin, realizar

pruebas con cido vivo, a una concentracin de alrededor

del 2%, a temperatura de 150C, presin de 4000 lb/pg2,

durante 6 horas, empleando cupones de:

Tubera de revestimiento grado TAC-140

Tubera de produccin grado P-105

Tubera flexible

Lnea de acero

TABLA 2.- EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl AL 2.2%, SOBRE ESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO TAC-140, TUBERIA DE PRODUCCION GRADO P-105, TUBERIA FLEXIBLE Y LINEA DE ACERO, A

LA TEMPERATURA DE 150C*

* Condiciones de prueba:Tiempo de exposicin: 6 horasPresin: 4000 lb/pg2Pruebas estticasRelacin volumen de cido/rea de metal:TR grado TAC-140: 20 cm3/pg2TP grado P-105: 20 cm3/pg2Tubera flexible: 12.289 cm3/pg2Lnea de acero: 10.8892 cm3/pg2

+ Presencia de concavidades (corrosin localizada pitting)0 : Ausencia de concavidades1 : Presencia incipiente de concavidades2 : Pocas concavidades somera3 : Numerosas concavidades someras4 : Pocas concavidades profundas5 : Numerosas concavidades profundas6 : Toda presencia de corrosin localizada ms severa que los

puntos anteriores


pH Tubera -grado (g) (lb/pie2) Prdida de peso terica (lb/pie2)

Pitting +

2.2



3.- Efectuar las siguientes pruebas para simular el bombeo de un sistema cido a travs de la tubera de produccin, su gastado con la formacin productora y la corrosin propiciada en las herramientas metlicas durante la limpieza del pozo. Preparar una solucin de HCl al 5% + 2% de HAI-75 + 0.6% de HII-124. Poner en contacto la solucin de cido inhibido, con un cupn de tubera de

produccin, durante 3 horas, a temperatura de 150C y presin de 1000 lb/pg2.

Sacar el cupn y gastar la solucin de cido inhibido con caliza pulverizada, hasta una concentracin de aproximadamente 2%, a temperatura de 100C y presin de 500 lb/pg2.

Determinar el pH de la solucin de acido inhibido gastado. Determinar la corrosin propiciada por cido inhibido gastado, a

temperatura de 150C, presin de 4000 lb/pg2, durante 6 horas, a cupones de:

Tubera de revestimiento grado TAC-140 Tubera de produccin grado P-105 Tubera flexible Lnea de acero

TABLA 3.- EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl INHIBIDO GASTADO, SOBRE ESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO

TAC-140, TUBERIA DE PRODUCCION GRADO P-105, TUBERIA FLEXIBLE Y LINEA DE ACERO, A LA TEMPERATURA DE 150C.*

* Condiciones de prueba:Tiempo de exposicin: 6 horasPresin: 4000 lb/pg2Pruebas estticasRelacin volumen de cido/rea de metal:TR grado TAC-140: 20 cm3/pg2TP grado P-105: 20 cm3/pg2Tubera flexible: 12.289 cm3/pg2Lnea de acero: 10.8892 cm3/pg2

+ Presencia de concavidades (corrosin localizada pitting)0 : Ausencia de concavidades1 : Presencia incipiente de concavidades2 : Pocas concavidades somera3 : Numerosas concavidades someras4 : Pocas concavidades profundas5 : Numerosas concavidades profundas6 : Toda presencia de corrosin localizada ms severa que los

puntos anteriores

Prdida de peso Concentracin de HCl (% en peso) pH Tubera -grado (g) (lb/pie2)

Pitting +

1.8



4.-Finalmente, y con objeto de determinar la corrosin propiciada

por soluciones de HCl con pH de 1 y 2, realizar las siguientes

pruebas:

Preparar soluciones de HCl con pH de 1 y 2

Determinar la corrosin ocasionada por ambas soluciones sobre

cupones de tubera de revestimiento grado TAC-140 a

temperatura de 150C y presin de 4000 lb/pg2, durante 6

horas.

TABLA 4.- EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl CON pH de 1 y 2, SOBRE ESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO TAC-140, A

LA TEMPERATURA DE 150C*


pH (g) (lb/pie2)

Pitting +

2.2

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1) Las soluciones de HCl gastadas con caliza, hasta

concentraciones de 1.8%, poseen un pH inferior a 1.0 y

propiciaron una corrosin similar a la que tericamente podra

esperarse de un cido vivo a esa concentracin, sobre

especmenes de tubera de revestimiento grado TAC-140,

tubera de produccin grado P-105, tubera flexible y lnea de

acero.

2) Las prdidas de peso de los cupones de tubera de

revestimiento grado TAC-140, y tubera de produccin grado

P-105, con HCl gastado a la concentracin de 1.8%, fueron

superiores a la mxima prdida de peso permisible, de 0.05

lb/pie2. Para la tubera flexible y la lnea de acero las prdidas

de peso fueron cercanas a este valor.


3) Las soluciones de HCl inhibidas gastadas con caliza, hasta

concentraciones de 1.8%, a las condiciones de prueba, protegieron apropiadamente de la accin corrosiva del cido a la tubera de revestimiento grado TAC 140, la tubera de produccin grado P-105, la tubera flexible y la lnea de acero.

4) Las soluciones de HCl con pH de 1 y 2 ocasionaron prdidas de peso en los especimenes de tubera de revestimiento grado TAC-140, muy inferiores a la mxima permisible, de 0.05 lb/pie2, por lo que se considera que un cido gastado hasta valores de pH 1 y mayores no provocar problemas de corrosin en las tuberas y podr manejarse con seguridad, sin requerir acciones adicionales.


5) Con base en la Conclusin 3, a fin de asegurar la proteccin de la

tuberas de revestimiento y de produccin, as como la tubera flexible

y la lnea de acero, de requerirse el empleo de estas dos ltimas

durante la etapa de limpieza de los pozos, se recomienda preparar

apropiadamente las soluciones cidas de tratamiento, utilizando, en

concentracin adecuada, inhibidores de corrosin cida cuyo

comportamiento haya sido verificado, tanto desde el punto de vista

de eficiencia como de tiempo efectivo de proteccin anticorrosivo, y

mezclando hasta homogeneizar el sistema cido antes de su

introduccin.

6) De la Conclusin 3, con el objeto de asegurar el gastado del cido

hasta concentraciones que no afecten el aparejo, se recomienda que

el bache de desplazamiento de los fluidos de estimulacin incluya

un volumen adicional destinado a la formacin.


7) Dado que es factible que se presente la condicin descrita en la Conclusin 2

(cido gastado hasta 1.8%, pH

RECOMENDACIONES que sugiere el API para minimizar los problemas de corrosin cida.

Prevenir el atrapamiento de cido en el espacio anular si esto sucede,

se causar un dao severo por corrosin aunque el cido haya sido

adecuadamente inhibido y este efecto no puede ser atribuido a la

carencia o falla del inhibidor.

El H2S puede contribuir al incremento de la corrosin y/o ruptura por

esfuerzo de los metales. Los fluidos amargos deben desplazarse para

prevenir la contaminacin de la solucin cida con H2S; este puede

producirse por contacto del cido con el sulfuro de hierro presente en

la superficie de la tubera. Los inhibidores de corrosin cida son

afectados negativamente por el H2S.

Prevenir el atrapamiento de cido en las tuberas mediante pruebas

de admisin de la formacin.

Procurar el desarrollo de operaciones de inyeccin continua (sin

paros) de cido, tomando las precauciones del caso para el desalojo

inmediato del cido vivo que no puede ser bombeado.

Recomendaciones de Halliburton1. Sobre desplazar el cido en la formacin para asegurarse que el

cido se gaste por completo minimizando problemas de corrosin en

la lnea de retorno.

2. Uso de solventes por delante de los tratamientos para minimizar el

contacto aceite-cido de tratamiento, evitando de esta manera

formacin de lodillo asfltico.

3. Uso de solventes dentro del sistema cido que junto con los

surfactantes evitaran la formacin de emulsiones de los productos

de reaccin con la corriente de produccin.

4. Evitar quemar los productos de reaccin por consideraciones

ecolgicas y desalojar los productos de reaccin a travs de la lnea

de produccin, pozos de desechos o tanques debidamente

aprobados para ese fin.

Aditivos Crticos

HAI-85M

Inhibidor de Corrosin de cido

El HAI-85M, es un inhibidor de corrosin de cido a alta

temperatura usado para proteger aleacin baja y aleacin

resistente a la corrosin.

HAI-85M, es efectiva en todas las soluciones de HCl. Puede

ser usado en sistemas cidos mezclados de 5 a 28% de HCl,

tales como HCl-HF, HCl-cido actico, HCl-cido frmico. Es

efectivo a temperaturas entre 60F a 500F.

Aditivos Crticos

HII-500M

Intensificador de Inhibidor de Corrosin

El HI-500M, es un intensificador soluble utilizado con los inhibidoresde corrosin.

El HII-500M, es efectiva a temperaturas de fondo (BHT) por encima de 275F (135C). La concentracin tpica es de 0.4 a 2% en volumen.

El intensificador HII-500M deber ser usado con Bifluoruro de Amonio (ABF) para proveer buena solubilidad en el cido gastado. La concentracin de ABF requerida es 0.6 lb/gal de intensificador.

El intensificador HII-500M puede ser usado con la mayora de inhibidores de corrosin de cido. Es compatible con concentraciones de HCl mayores que 17%.

Aditivos CrticosLosurf-259

No-emulsionante

El no-emulsionante no inico Losurf-259 es una mezcla especialmente diseada para

acidificar formaciones de calizas y dolomas. Este ha sido tambin efectivo en acidificacin de

areniscas y tratamientos de Fracturamiento.

Concentraciones tpicas para fluidos acidificados son 1.0% o menos. En fluidos no

acidificados, basa acuosa, concentraciones tpicas son 0.05 a 0.1%.

El Losurf-259 dispersa bien en HCl al 15%, HCl gastado y otros fluidos de base acuosa. A

concentraciones de 0.1 a 0.2%, este es turbio, pero no forma una precipitacin en la

superficie de la formacin.

19N

No-emulsionante

El no-emulsionante catinico 19N es usado en cidos y otros fluidos acuosos para ayudar a

prevenir emulsiones cido-aceite.

El 19N es usado principalmente en formaciones de carbonatos. La concentracin requerida

depende de la temperatura de formacin, finos de formacin y la concentracin de otros

aditivos en el cido vivo y no gastado. Sin embargo, concentraciones de 19N mayores de 10

gal/Mgal de cido usualmente no son necesarias.

Aditivos CrticosAS-5

Agente Anti-lodillo Asfltico

El agente anti-lodillo asfltico AS-5 puede remediar problemas encontrados en soluciones de

HCl cuando el cido gastado contacto ciertos crudos.

El agente AS-5 ayuda a prevenir formacin de lodillo en el cido ya sea actuando como

barrera entre las partculas de asfalto y cido o reaccionando y solubilizando el lodillo. El

agente AS-5 es usado en bajas concentraciones (no mayores de 1.0%) en la mayora de

tratamientos de estimulacin cida, permitiendo as, que mayores concentraciones de cido

sean usados en los tratamientos (15 a 28%). En adicin para prevenir formacin de lodillo

asfltico, este agente puede tambin comportarse como un no-emulsionante para prevenir

alguna emulsin cido-aceite y mejorar el desempeo de otros no-emulsionante.

AS-9

Agente Anti-lodillo Asfltico

El agente anti-lodillo asfltico AS-9 es un surfactante aninico que es completamente

disperso cuando es usado solo, pero con inhibidores y no-emulsionantes catinicos (14N,

15N, 17N, 19N y 20N), este tiende a volverse mucho menos soluble y se separa fcilmente.

Este usualmente mejora el desempeo de los no-emulsionantes aunque ellos tiendan a

separarse rpidamente del cido.

Preguntas?

Estimulacin MatricialProductos de ReaccinPreocupacin?Que nos debe Preocupar?Acidez de Sistemas cidos (pH)Acidez de Sistemas cidos (pH)Regin Sur - PemexEstimulaciones en KMZRESULTADOS DEL EFECTO CORROSIVO DE ACIDOS GASTADOS SOBRE LA TUBERIA FLEXIBLE, LAS TUBERIAS DE PRODUCCION, DEREVESTIMIENTOPRUEBAS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA CORROSIONOCASIONADA POR ACIDOS GASTADOS.TABLA 1.-EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl GASTADOS SOBRE ESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO TAC-140, TUBERIAPRUEBAS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA CORROSIONOCASIONADA POR ACIDOS GASTADOS.TABLA 2.- EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl AL 2.2%, SOBRE ESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO TAC-140, TUBERIAPRUEBAS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA CORROSIONOCASIONADA POR ACIDOS GASTADOS.TABLA 3.- EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl INHIBIDO GASTADO, SOBRE ESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO TAC-14PRUEBAS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LA CORROSIONOCASIONADA POR ACIDOS GASTADOS.TABLA 4.- EFECTO CORROSIVO DE SOLUCIONES DE HCl CON pH de 1 y 2, SOBRE ESPECIMENES DE TUBERIA DE REVESTIMIENTO GRADO TAC-140,CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES que sugiere el API para minimizar los problemas de corrosin cida.Recomendaciones de HalliburtonAditivos CrticosAditivos CrticosAditivos CrticosAditivos CrticosPreguntas?

reacciones del hcl

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