El mundo técnico de los formiatos
Nuestro Manual Técnico del Formiato es, por lejos, el trabajo más completo sobre salmueras de formiato que se haya publicado. Contiene información sobre salmueras de formiato de cesio, potasio y sodio recopiladas a partir de 30 años de investigación y experiencia de campo. Dividido en tres secciones: propiedades químicas y físicas, compatibilidades e interacciones, y procedimientos y aplicaciones de campo de formiato, es una herramienta de referencia valiosa y única para todos los interesados en los fluidos de formiato.
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Parte A: Propiedades quimicas y fisicas
La sección A1 describe las propiedades químicas básicas de las salmueras de formiato de sodio, potasio y cesio y sus mezclas. Esto incluye propiedades tales como fórmula molecular, peso molecular, estructura cristalina, solubilidad, densidad de la solución, propiedades antioxidantes y propiedades estructurantes del agua.
La sección A2 presenta tablas de mezcla para salmueras y polvos de formiato de sal única, junto con tablas de mezcla para salmueras de formiato de cesio y potasio. Los datos medidos de PVT para salmueras de formiato de potasio de sal única y mezclas de salmueras de formiato de cesio/potasio se tabulan. Se presenta un modelo que convierte la densidad de la superficie a cualquier temperatura en la densidad equivalente de la salmuera en condiciones estándar.
La sección A3 presenta los datos medidos de la actividad del agua para salmueras de sal simple de formiato de sodio, potasio y cesio y sus mezclas. También se presentan los puntos de ebullición para las salmueras de sal simple de formiato de sodio, potasio y cesio y las mezclas de salmueras de formiato de cesio/potasio, junto con la presión de vapor.
La sección A4 presenta las viscosidades de salmuera para salmueras de sal simple de formiato de sodio, potasio y cesio, y mezclas de salmueras de formiato de cesio y potasio. La viscosidad de la salmuera ha sido medida en función de la temperatura y la densidad de la salmuera tanto para las salmueras como para las mezclas de sal única.
La sección A5 presenta las temperaturas de cristalización medidas para salmueras de sal simple de formiato de sodio, potasio y cesio y mezclas de salmueras de formiato de cesio/potasio. Se describe un método de siembra especialmente desarrollado para salmueras de formiato. También se presentan datos de temperatura de cristalización presurizada (PCT, por sus siglas en inglés) para salmueras de formiato.
La sección A6 describe los beneficios de la adición del tampón de carbonato/bicarbonato y los demuestra en escenarios de entrada de gas ácido. También se dan pautas sobre cómo medir el pH en salmueras de formiato. Esta sección no está disponible actualmente en castellano. Por favor consulte la edición en inglés.
La sección A7 presenta datos termofísicos medidos para una serie de mezclas realistas de salmueras de formiato de sodio, potasio y cesio en función de la temperatura.
La sección A8 presenta los coeficientes de fricción medidos para salmueras de sal simple de formiato de sodio, potasio y cesio y mezclas de salmueras de formiato de cesio/potasio.
La sección A9 presenta la resistividad medida para salmueras y mezclas de formiato de sodio, potasio y cesio de una sola sal, junto con la dependencia de la temperatura para una mezcla de salmuera de formiato de cesio/potasio. También se incluye algunas propiedades nucleares y datos de velocidad sónica.
La sección A10 presenta datos medidos para la absorción y desorción de agua de salmuera de formiato de cesio en función de la temperatura con y sin agitación.
La sección A11 presenta los resultados de las pruebas de detección de radiactividad en muestras estándar de salmuera de formiato de cesio, que muestran que solo contienen el isótopo estable 133Cs, que está presente de forma natural en el mineral de la polucita. También se muestra los resultados de medición para la salmuera de formiato de potasio.
La sección A12 presenta los resultados de varias pruebas realizadas en salmueras de formiatos y fluidos de perforación, que intentan predecir las condiciones exactas requeridas para que los formiatos se biodegraden y cuando se inhibe el crecimiento bacteriano.
La sección A13 revisa el comportamiento hidrotérmico de las salmueras de formiato tamponadas y explica por qué la salmuera de formiato expuesta a condiciones hidrotermales en un pozo profundo de alta presión establece el equilibrio con bicarbonato. También se presentan y discuten análisis de salmueras de formiatos tamponados recuperados de las operaciones de construcción de pozos HPHT.
Parte B: Compatibilidades e interacciones
La sección B1 presenta una explicación detallada de cómo el tampón de pH de carbonato/bicarbonato protege las salmueras de formiato de los gases ácidos, como el dióxido de carbono y/o el sulfuro de hidrógeno, y explica cómo las salmueras de formiato están naturalmente protegidas contra el daño causado por el oxígeno.
La sección B2 presenta datos de solubilidad medidos para metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) en una salmuera de formiato de cesio/potasio mezclado en función de la temperatura y la presión, lo que muestra que la solubilidad de estos gases en salmueras de formiato es muy baja.
La sección B3 presenta un modelo analítico simple que muestra cómo los gases del yacimiento se difunden a través de las salmueras de formiato, junto con algunos ejemplos simples del uso del modelo.
La sección B4 presenta posibles problemas de compatibilidad entre las salmueras de formiato y otros fluidos con los que pueden entrar en contacto en la plataforma o en el pozo. Estas son salmueras de haluro, fluidos de perforación a base de petróleo, fluidos de perforación de base sintética, aceite base, agua de mar, fluidos de tratamiento de pozos, glicoles y metanol.
La sección B5 presenta una revisión exhaustiva de los aditivos para fluidos de perforación y terminación comúnmente utilizados y su compatibilidad con las salmueras de formiato. Los aditivos incluyen biopolímeros, polímeros sintéticos, arcillas, lubricantes, material densificante, inhibidores de corrosión, biocidas, eliminadores de H2S, antioxidantes, eliminadores de oxígeno y antiespumantes.
Como la investigación de compatibilidad de metales aún está en curso, la sección B6 del manual aún no ha sido producida. Sin embargo, hay disponible un informe preparado en una revisión de compatibilidad de metales separada de las salmueras de formiato. Tenga en cuenta que este informe no es un documento vivo con actualizaciones periódicas.
La sección B7 resume los resultados de una variedad de pruebas de compatibilidad de elastómeros realizadas en salmueras de formiato, junto con algunas pautas y recomendaciones generales.
Esta sección será publicada en una fecha futura.
La sección B9 presenta los resultados de las pruebas de compatibilidad con salmueras de formiato y una variedad de otros materiales como vidrio, revestimientos de tanques, fluidos de control submarinos, compuestos de roscas, sellador de compuerta de línea de flujo, apuntalantes y materiales de revestimiento de tuberías.
La sección B10 revisa los mecanismos comunes de daño de formación y explica cómo estos no son aplicables para los fluidos de formiato. Los resultados de la prueba de inundación del núcleo en condiciones de depósito son presentados para salmueras de formiato y fluidos de perforación, y luego son comparados con los resultados de la prueba de otras salmueras de alta densidad y fluidos pesados en sólidos. Esta sección está siendo actualizada. Pronto estará disponible una nueva versión.
La sección B11 explica los mecanismos involucrados en la inestabilidad del pozo y cómo las salmueras de formiato pueden evitar que esto suceda. Se describe los métodos para probar la estabilidad del pozo y se muestra los resultados de las pruebas de estabilidad de la lutita en salmueras de formiato. Además, se revisa la experiencia de campo relevante con salmueras de formiato publicadas en el dominio público.
La sección B12 revisa lo que se sabe sobre la solubilidad de minerales y sales en salmueras de formiato. Se explica la capacidad única de la salmuera de formiato de potasio tamponada para disolver sulfatos de metales alcalinotérreos, como el sulfato de bario, y también se discute su posible aplicación como disolventes o inhibidores de incrustaciones.
La sección B13 presenta algunas temperaturas de equilibrio de hidratos medidas en salmueras de formiato y las compara con las de inhibidores de hidratos conocidos como MEG, MEOH y cloruro de calcio.
Parte C: Procedimientos y aplicaciones de campo de formiatos
La sección C1 presenta análisis del ciclo de vida completo de un fluido de salmuera de formiato de alta densidad, incluido el suministro, la aplicación y el retorno. Se proporciona pautas detalladas para la planificación y preparación, suministro, almacenamiento en plataformas y manejo de superficie, operaciones de pozo, exposición bajo la superficie, recuperación y retorno de salmuera, y finalmente recuperación de salmuera. Esta sección está siendo actualizada y estará disponible en breve.
La sección C2 enumera las pruebas estándar recomendadas para salmueras (API RP 13J) y fluidos de perforación a base de agua (API RP 13B-1), especificando qué pruebas se recomienda para fluidos de formiato y cuáles no. Se proporciona descripciones completas de los métodos únicos para fluidos de formiato o modificados para su uso con fluidos de formiato.