Operações de estimulação

As operações de estimulação incluem vários tipos de atividades designadas para manter ou aumentar a produção de um poço existente.2 Tais operações incluem a acidificação e o fraturamento hidráulico.

3.1.3.1. Acidificação

Tratamentos ácidos são utilizados para remover danos à formação, aumentar a permeabilidade da rocha ou ambos. Vários aditivos químicos são adicionados ao ácido para minimizar efeitos adversos do ácido e aumentar a eficiência total do tratamento de acidificação. A acidificação consiste no uso de ácidos, primariamente HCl, para aumentar a produtividade do poço. A mistura de HCl e HF (lama ácida) é usada para dissolver argila ou areia. Outros ácidos também podem ser usados.2,11,23

No preparo dos fluidos de acidificação podem ser empregados polímeros hidrossolúveis como agentes viscosificantes, tais como goma xantana, poliacrilamida sulfonada e eventualmente a CMC. Os demais polímeros apresentam invariavelmente baixa resistência ao meio fortemente ácido, pois sofrem hidrólise ácida já durante o bombeio do fluido ácido viscosificado.2,4 Durante o preparo de fluidos viscosificados é freqüente a ocorrência de espumação, devido à vigorosa agitação. Sendo indesejável, a espumação pode ser prevenida com a adição prévia

de agentes anti-espumantes à base de poliglicóis, principalmente o glicol propilênico de peso molecular médio em torno de 10000.4

Uma das principais funções da estimulação ácida é remover danos à formação, aumentando a produtividade do poço de petróleo. Alguns dos maiores problemas encontrados durante a estimulação é a formação de emulsões ácido em óleo e a precipitação de partículas asfaltênicas no meio ácido, podendo causar entupimento dos poros do reservatório. Tensoativos e solventes mútuos (por exemplo, glicol etilênico) são normalmente adicionados ao ácido injetado, para minimizar o impacto das emulsões ácido em óleo, além de dispersar as partículas de asfaltenos, prevenindo sua precipitação.23,25

Os tensoativos também são utilizados como retardadores de ácidos. Para dar ao ácido a capacidade de penetrar profundamente dentro da formação, sem dissolver a superfície da rocha, são injetadas emulsões ácidas em diesel. Normalmente, essas emulsões são estabilizadas por tensoativos, reduzindo o contato do ácido com a rocha.23

Nars-El-Din e colaboradores23,26 conduziram estudos detalhados que dizem respeito ao efeito de ácidos e de aditivos, usados na estimulação, sobre a tensão superficial. O efeito de solventes mútuos, de tensoativos e álcoois, foram estudados separadamente e foi observado que, como baixa tensão superficial é necessária durante a estimulação ácida, tensoativos, especialmente fluorocarbonos, podem ser adicionados ao ácido injetado para alcançar esse objetivo.23,25-28

A redução da tensão superficial do fluido injetado e um aumento no ângulo de contato são fatores que podem reduzir a pressão capilar e, portanto, têm a capacidade de facilitar a limpeza do reservatório. Travalloni-Louvisse e colaboradores27-28 _{estudaram o efeito dos álcoois nos parâmetros que determinam a}

pressão de capilaridade dos fluidos aquosos no meio poroso. A presença de álcoois diminui a adsorção de tensoativos na interface fluido-mineral, que resulta em uma distância de penetração mais profunda desses aditivos e possibilita a redução de seus níveis nos fluidos, abaixo dos valores recomendados usuais (0,2%). Apesar disso, a eficiência dos inibidores de corrosão é reduzida pela adição de álcoois.27-28

Apesar disso, algumas interações químicas entre os aditivos, como inibidores de corrosão e tensoativos, podem resultar em separação de fases, ou seja, problemas de incompatibilidade.2-3,14,23

3.1.3.2. Fraturamento hidráulico

O fraturamento hidráulico aumenta a produtividade de formações de baixa permeabilidade por meio do craqueamento da rocha para criar canais de fluxo com alta permeabilidade. A fratura é gerada pelo bombeamento de um fluido contendo sólidos suspensos, chamados agentes de sustentação, assentados dentro da fratura, que previnem o colapso da fratura na conclusão do tratamento do poço.2,11 Em operações de fraturamento hidráulico de formações produtoras são empregados polímeros naturais (ou modificados), solúveis em água, e reticuláveis em presença de espécies químicas polifuncionais. Esta solução polimérica é usada para suspender os agentes de sustentação e aumentar a capacidade de carreamento de sólidos. Os principais polímeros empregados são a goma guar e seus derivados, principalmente a hidroxipropilguar (HPG), que apresenta grandes vantagens sobre o polímero natural, como maior viscosidade aparente, maior tolerância química e menor teor de resíduo insolúvel.4,11

A perda de filtrado numa fratura também pode ser um problema crítico no sucesso do tratamento por fraturamento hidráulico, podendo reduzir a permeabilidade da rocha. Espumas estabilizadas por polímero, fluidos contendo CO2 e emulsões têm

sido desenvolvidos para reduzir a perda de filtrado.11

Fluidos de fraturamento emulsificados são tipicamente emulsões de óleo em água, muito viscosos, contendo polímeros e que podem consistir em 60 a 70% de hidrocarboneto líquido (diesel, gasolina, querosene ou óleo cru) disperso em 30 a 40% de solução aquosa ou gel (água geleificada, solução ácida ou solução de KCl). Espumas têm sido usadas como fluidos de fraturamento desde 1970 e são tipicamente 60 a 80% de gás (N2 ou CO2). A fase líquida água, água/metanol ou gel

separação de fases. 11,22 _{A adição de reticuladores (aluminatos e boratos) aumenta a}

viscosidade do fluido de fraturamento. As espumas reticuladas podem ser usadas para deslocar mais facilmente os agentes de sustentação comparando-se com o uso de uma espuma polimérica não reticulada.

A injeção do fluido de fraturamento é terminada quando a quantidade desejada de fluido foi bombeada para a rocha. Para recuperar o fluido de fraturamento e voltar à etapa de produção, são usados quebradores para despolimerizar e reduzir rapidamente a viscosidade do fluido. Os quebradores podem ser substâncias oxidantes, tais como um sal de um perácido, um ácido ou uma enzima.22