Solubilidad de minerales y sales en salmueras de formiato
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1. Chemical Geology 155 1999 187 209 3 Howard S K Houben R J H Oort E van Francis P A Report SIEP 96 5091 Formate drilling and completion fluids technical manual Shell International Exploration and Production agosto de 1996 4 Fuente desconocida VERSI N 1 05 11 SECCI N B12 MIZIITTMEM2. 12 A a o 13 El Manual t cnico de formiatos se actualiza de manera continua Para verificar si existe una versi n m s reciente de esta secci n visite el sitio www salmuerasdeformiato com manual CABOT creating what matters Specialty Fluids AVISO Y DESCARGO DE RESPONSABILIDAD Los datos y las conclusiones que figuran en este documento se basan en trabajos que se consideran confiables sin embargo CABOT no puede garantizar y no garantiza que otros obtengan resultados y o conclusiones similares Esta informaci n se proporciona para su conveniencia y a fines meramente informativos No se otorga garant a alguna ya sea expresa o t cita en lo relativo a esta informaci n o cualquier producto al que se refiera CABOT NO SE HACE RESPONSABLE DE GARANT A ALGUNA EXPRESA O T CITA YA SEA DE COMERCIALIZACI N O IDONEIDAD PARA UN PROP SITO PARTICULAR EN CUANTO A i LA INFORMACI N ii CUALQUIER PRODUCTO O iii VIOLACI N DE PROPIEDAD INTELECTUAL Por el presente documento CABOT no se hace responsable ni acepta responsabilidad alguna en ning n caso en caso de da os de cualquier tipo en relaci n con el uso o la fiabilidad de esta informaci n o de cualquier producto con el que se encuentre relacionada 2011 Cabot Corporation M A EE UU Todos los derechos reservados CABOT es una marca comercial registrada de Cabot Corporation VERSI N 1 05 11 SECCI N B12 CABOT SPECIALTY FLUIDS MANUAL T CNICO DE FORMIATOS B12 1 Introd
3. E INTERACCIONES CABOT SPECIALTY FLUIDS Solubilidad del MgCl 6H 0 en salmueras concentradas 800 db KFo concentrado KCI concentrado NaCl concentrado T 600 ol 5 M MgCl calentado saturado a 60 C m 3 L 500 m Q 400 Ko 300 Lo D m 3 200 2 o 1 100 04 7 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Temperatura F Solubilidad del MgCl 6H O en salmueras concentradas 800 l l l KFo concentrado 700 KCI concentrado NaCl concentrado g 600 MgCl calentado saturado a 60 C z P 500 L 2 400 gt 3 300 Lo 3 3 200 2 o 100 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 Temperatura F Figura 8 La solubilidad de MgC 6H 0 en varios sistemas de salmuera saturada VERSI N 1 05 11 SECCI N B12 CABOT SPECIALTY FLUIDS MANUAL T CNICO DE FORMIATOS Shell 1 midi la solubilidad del cloruro de magnesio MgCl 6H20 en salmueras saturadas de formiato de potasio formiato de sodio cloruro de potasio y cloruro de sodio como una funci n de la temperatura Las pruebas tambi n incluyeron una salmuera de cloruro de magnesio sobresaturada la cual se utiliz previamente como un fluido de perforaci n al perforar secciones de bischofita Zechstein Los resultados que se mu
4. BILIDADES E INTERACCIONES CABOT SPECIALTY FLUIDS Tabla 1 Solubilidad de sulfatos alcalinot rreos e incrustaciones despu s de 16 h de exposici n a varias salmueras saturadas a 85 C 185 F Se ha producido alguna precipitaci n de sulfatos de sodio potasio y cesio en todas estas salmueras de manera que los niveles de sulfato en las salmueras no se corresponden con los niveles de sulfatos de metales alcalinot rreos disueltos Minerales Sera ae Sales de potasio kas de cesio incrustaciones Agua aFo a aBr sFo Tae 40 en 25 en 48 en G pan esa an Cs SO BaSO 2 80 8 3 5 800 16 14 600 2 Barita 1 160 50 20 2 600 80 50 700 8 SsrSO 26 2 700 300 250 110 000 700 500 180 000 350 CaSO 2H 0 1 2001 2800 900 9 000 90000 15000 10 000 80 000 600 Bacon nd 80 50 14 7 000 50 30 800 1 so nd nd nd nd 600 nd nd nd nd Solubilidades en sales saturadas 1 000 000 m BaSO 100 000 m Barita m SrSO m CaSO 2 acuosa 10 000 gt E 8 1 000 2 3 5 5 100 10 H O NaCOOH NaCl NaBr KCOOH KCI KBr CsCOOH Cs SO 40 peso 26 peso 44 peso 75 peso 24 peso 34 peso 82 peso 60 peso Figura 1 Solubilidad de sulfatos alcalinot rreos despu s de 16 h a 85 C 185 F en varios sistemas de salmuera saturada con pH igual a 9 5 medida en salmueras no diluidas El gr fico de barras muestra la cantidad de sal de sulfato disuelta calculada a partir de las concen
5. CABOT SPECIALTY FLUIDS MANUAL TECNICO DE FORMIATOS RACCIONES Secci n B12 Solubilidad de minerales y Sales en salmueras de formiato B121 INtTroOUCCI N seiersen rn a Aaa siena EAREN ERRER 2 B12 2 Solubilidad de sulfatos de metales alcalinot rreos en salmueras de formiato 2 B12 2 1 Efecto del tipo de salmuera B12 2 2 Efecto de la temperatura 3 B1223 Efectoidelaiconcentraci n del formmiato s reserare nee e a 3 B12 2 4 Efecto ideltempo de eN re 3 B12 2 5 Efecto leia eeaeee Ea EAEE LEAKE 3 B12 2 6 Efecto de las reacciones de precipitaci n n aa a 3 B12 2 7 Significaci n pr ctica del incremento de solubilidad del sulfato de metales alcalinot rreos en salmueras de formiato cooncocconnconnconincnccnnncnnnnnconnns 3 B12 3 Solubilidad de sales en salmueras de formiato ooconcoconccnnncccconnnncnnrnnonnnnnnnnnnannnnnnes 8 B12 3 1 Solubilidad del sulfato de potasio en salmuera de formiato de potasio 8 B12 3 2 Solubilidad del cloruro de sodio NaC en salmuera de formiato de potasio 8 B12 3 3 Solubilidad del cloruro de magnesio MgCl en salmueras de formiato 8 B12 4 Solubilidad de arcillas en salmueras de forMiato cccoccccnccccnoconcncecononcanananos B12 5 Solubilidad de silicatos en salmueras de formiato B12 6 Solubilidad de galena hematita e ilmenita en salmueras de formiato 12 B12 7 Solubilidad del carbonato de calcio en salmueras de formiato coccccccocononinnnnnco
6. Fo 1 19 g cm 1 KFo 1 06 g cm Agua Wikipedia 10 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Temperatura F Figura 6 Disoluci n del sulfato de potasio en tres concentraciones de salmueras de formiato de potasio Las figuras muestran la concentraci n medida del sulfato en l quido Los s mbolos abiertos representan experimentos del tipo de disoluci n los s mbolos cerrados representan los experimentos del tipo de precipitaci n VERSI N 1 05 11 SECCI N B12 P GINA 9 CABOT SPECIALTY FLUIDS MANUAL T CNICO DE FORMIATOS Disoluci n del cloruro de sodio en formiato de potasio 250 000 A E E E E S a e 200 000 Solubilidad del CF mg L 100 000 Agua Wikipedia KFo 1 06 g cm KFo 1 20 g cm KFo 1 54 g cm 50 000 gt lA AH AA e TO 20 30 40 50 60 70 80 90 Temperatura C Disoluci n del cloruro de sodio en formiato de potasio 250 000 HA APRA As 200 000 150 000 5 9 2 2 Solubilidad del CI mg L 100 000 Agua Wikipedia KFo 1 06 g cm KFo 1 20 g cm e KFo 1 54 g cm 50 000 A Le 2 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 Temperatura F Figura 7 Disoluci n de NaCl en tres salmueras de formiato de potasio Las figuras muestran la cantidad de CI en fase l quida como una funci n de la temperatura y la concentraci n de formiato P GINA 10 SECCI N B12 VERSI N 1 05 11 SECCI N B COMPATIBILIDADES
7. aci n de cloruro de potasio s lido Tambi n se precipitaron algunas trazas de formiato de sodio a la temperatura m s baja en la salmuera de formiato de potasio al 71 en peso La Figura 7 muestra la concentraci n del cloruro soluble en la fase l quida como una funci n de la temperatura y de la concentraci n de formiato El aumento de temperatura no tuvo un efecto significativo sobre la solubilidad del NaCl B12 3 3 Solubilidad del cloruro de magnesio MgClI en salmueras de formiato El cloruro de magnesio tiene una solubilidad muy baja en salmuera de formiato de potasio de alta densidad y en la salmuera de cloruro de sodio saturada Una baja solubilidad de MgCl es importante al realizar perforaciones en formaciones de sal que contienen cloruro de magnesio como la bischofita Zechstein VERSI N 1 05 11 SECCI N B COMPATIBILIDADES E INTERACCIONES CABOT SPECIALTY FLUIDS Solubilidad del sulfato de potasio en formiato de potasio 1 000 000 100 000 lT E z A a o 19 099 A 0 D Lo Lo 2 1 000 3 ES 0 100 E KFo 1 54 g cm 1 KFo 1 19 g cm KFo 1 06 g cm Agua Wikipedia 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Temperatura C Solubilidad del sulfato de potasio en formiato de potasio 1 000 000 100 000 AAAA AAA MMMM Y yo a o Oa eaa ao O O 9 10 jo 3 2 1 000 3 9 100 E KFo 1 54 g cm EE K
8. aciones y consecuencias en las operaciones de construcci n de pozos Las salmueras de formiato concentradas disuelven alg n bario y estroncio procedente de las incrustaciones y la barita comunes en los yacimientos a temperaturas y presiones elevadas Esto puede causar alguna precipitaci n simult nea de sulfatos de metales alcalinos en salmueras de formiato concentradas despu s de entrar en contacto con las incrustaciones de sulfato o barita Estos productos precipitados como el sulfato de potasio no son incrustaciones Estos se disuelven f cilmente tan pronto como disminuye la concentraci n del formiato o aumenta la temperatura y por lo tanto no representan una amenaza significativa para la productividad del pozo Cuando el filtrado de la salmuera de formiato entra en el dep sito la elevada solubilidad de los sulfatos de metales alcalinot rreos afecta la capacidad de las incrustaciones de sulfato de formarse a partir del contacto entre el agua de formaci n y los contaminantes de la salmuera Esta elevada solubilidad de las incrustaciones de sulfatos en las salmueras de formiato no se tiene en cuenta en la mayor a de los paquetes de software de predicci n utilizados ampliamente en la industria para predecir incompatibilidades entre las salmueras y las aguas de formaci n de los yacimientos SECCI N B12 CABOT SPECIALTY FLUIDS MANUAL T CNICO DE FORMIATOS La baja solubilidad del sulfato de potasio en formiatos de pota
9. cuales tienen baja solubilidad en agua Por ejemplo Templeton demuestra que las soluciones acuosas de salmueras de cloruro pueden disolver el bario procedente de la barita 1 Esto es apoyado por Monnin 2 quien demuestra que la salmuera de cloruro de sodio saturada a presi n atmosf rica solubiliza de 50 a 100 mg L de bario a partir de la barita a una temperatura de 50 a 100 C 122 a 212 F A presiones y temperaturas mayores los niveles de solubilidad del bario pueden aumentar hasta un valor de 200 a 400 mg L El mismo autor demuestra que la barita es a n m s soluble en salmuera de cloruro de calcio otro fluido com n en la terminaci n de pozos Esta secci n del Manual t cnico de formiatos echa un vistazo a lo que se sabe acerca de la solubilidad de minerales y sales en las salmueras de formiato Los datos se han recopilado a partir de varias fuentes conocidas y desconocidas y no siempre est n disponibles descripciones completas de los m todos de medici n Teniendo en cuenta las dificultades asociadas con la ejecuci n de buenas SECCI N B12 mediciones de solubilidad en las salmueras los datos informados aqu deben utilizarse solamente como una gu a aproximada B12 2 Solubilidad de sulfatos de metales alcalinot rreos en salmueras de formiato Shell Research ha medido la solubilidad de algunos sulfatos de metales alcalinot rreos en una variedad de salmueras concentradas 3 Las mediciones de solubilidad se rea
10. de la solubilizaci n se estim midiendo los niveles del Al y Si solubles en la fase de salmuera despu s de 16 h de contacto de la salmuera con el esquisto a 85 C 185F Los resultados de Al y Si solubles mostrados en la Tabla 5 indican que pocos esquistos se disuelven o percolan por las salmueras de formiato SECCI N B12 B12 5 Solubilidad de silicatos en salmueras de formiato En la Tabla 3 se muestran los datos de solubilidad para el cuarzo y el silicato amorfo vidrio en salmueras de formiato concentradas y en el agua Aparte de los niveles ligeramente elevados de silicatos disueltos desde el silicio amorfo por el formiato de cesio hay poca diferencia pr ctica entre el agua y las salmueras de formiato B12 6 Solubilidad de galena hematita e ilmenita en salmueras de formiato Galena PbS ilmenita TIO FeO y hematita Fe O son todas insolubles en salmueras de formiato Las mediciones muestran solubilidades menores que 10 ppm el cual representa el limite de detecci n del instrumento ICP B12 7 Solubilidad del carbonato de calcio en salmueras de formiato El carbonato de calcio es el material obturante m s com nmente utilizado en los fluidos de formiato Su solubilidad en las salmueras de formiato depende del pH Con el pH alcalino de las salmueras de formiato comerciales utilizadas en el campo la solubilidad del carbonato de calcio es insignificante Esto es particularmente verdadero en las salmueras de form
11. ecto del tiempo de exposici n Shell midi la influencia del tiempo de contacto sobre la solubilidad de los sulfatos de bario y estroncio en salmueras de formiato de potasio concentradas Consulte la Figura 4 Los resultados muestran que el sulfato de estroncio se disuelve significativamente m s r pido que el sulfato de bario A 85 C 185 FP el 90 del sulfato de estroncio se disolvi despu s de alrededor de 3 h y el 100 despu s de aproximadamente 12 h El 90 del sulfato de bario se disolvi despu s de alrededor de 13 h y el 100 despu s de alrededor de 19 h B12 2 5 Efecto del pH Shell midi la influencia del pH sobre la solubilidad de los sulfatos de bario y estroncio en salmueras de formiato de potasio concentradas Consulte la Figura 5 En el intervalo de pH probado pH 7 a13 medidos en salmueras no diluidas no se observ ning n efecto significativo del pH B12 2 6 Efecto de las reacciones de precipitaci n Se han efectuado pruebas para evaluar el alcance de otros mecanismos de precipitaci n que tienen lugar cuando los sulfatos de metales alcalinot rreos se disuelven en salmueras de formiato Las pruebas se realizaron midiendo tanto las concentraciones de cationes Ca como de aniones S02 en la salmuera Para el anh drido CaSO se encontr que este mineral se disolvi muy r pidamente en salmueras de formiato de potasio de alta concentraci n 71 en peso 1 53 g cm 12 8 lb gal No obstante a
12. estran en la Figura 8 indican una solubilidad muy baja del cloruro de magnesio en el formiato de potasio y cloruro de sodio en comparaci n con las dem s salmueras La salmuera de formiato de sodio saturada tambi n redujo significativamente la solubilidad del cloruro de magnesio pero los problemas de precipitaci n dificultaron las mediciones No hay informaci n disponible acerca de c mo se realizaron estas mediciones y de la posibilidad de que se haya producido alguna precipitaci n en los otros sistemas de salmueras Investigaciones adicionales sobre la solubilidad del cloruro de magnesio en formiato de potasio han llevado a la conclusi n de que se produce alguna precipitaci n MgCl 6H O se a adi en exceso a las tres concentraciones de formiato de potasio 70 31 6 y 10 7 En la salmuera de formiato de potasio de mayor concentraci n 70 se precipit principalmente cloruro de potasio Tambi n se identific alg n formiato de magnesio Mg COOH 2H 0 en los precipitados aumentando la concentraci n en las salmueras con m s bajo contenido de formiato B12 4 Solubilidad de arcillas en salmueras de formiato Algunos datos de solubilidad est n disponibles para ciertos esquistos comunes en salmueras de formiato concentradas de sodio potasio y cesio 3 Los esquistos probados fueron la montmorillonita de sodio Na Ca o ss Al Mg Si O 0 OH 2 n H20 Caolinita Al Si O OH y esquisto de Manco La magnitud
13. fatos de estroncio y bario disueltos B12 3 Solubilidad de sales en salmueras de formiato B12 3 1 Solubilidad del sulfato de potasio en salmuera de formiato de potasio Hay algunos datos disponibles respecto de la solubilidad del sulfato de potasio K SO en salmueras de formiato de potasio 4 La solubilidad es igual a 176 mg L aproximadamente en 71 en peso de potasio salmuera de formiato 1 53 g cm 12 8 lb gal a 25 C 77 F pero aumenta con la disminuci n de la concentraci n de del formiato A modo de comparaci n la solubilidad del sulfato de potasio en agua dulce es de 120 000 mg L a 25 C 77 F No se observ ninguna precipitaci n en la salmuera de formiato La Figura 6 muestra la concentraci n de sulfato soluble medida en las tres salmueras de formiato de potasio como una funci n de la temperatura B12 3 2 Solubilidad del cloruro de sodio NaCl en salmuera de formiato de potasio Algunos resultados de pruebas de solubilidad est n disponibles para la solubilidad del cloruro de sodio en salmuera de formiato de potasio 4 La solubilidad del cloruro de sodio en 71 en peso en P GINA 8 SECCI N B12 salmuera de formiato de potasio es igual a aproximadamente 14 000 mg L a 25 C 77 F en comparaci n con aproximadamente 218 000 mg L en agua fresca La solubilidad del NaCl aumenta en las salmueras con contenidos m s bajos de formiato de potasio Las adiciones de excesos de NaCI llevan a la precipit
14. fatos de metales alcalinot rreos en salmuera de formiato de potasio concentrada 75 1 57 g cm 13 1 lb gal pH 9 5 medida en la salmuera diluida Temperatura 85 C 185 F El gr fico muestra la cantidad de sal de sulfato disuelta calculada a partir de las concentraciones de bario estroncio medidas en la salmuera despu s de la exposici n Se ha producido alguna precipitaci n de sulfato de potasio de manera que los niveles de sulfato de la salmuera no corresponden con los niveles sulfatos de estroncio y bario disueltos VERSI N 1 05 11 SECCI N B12 CABOT SPECIALTY FLUIDS MANUAL T CNICO DE FORMIATOS Solubilidad en formiato de potasio al 75 en comparaci n con pH 100 000 _ AA E _ 10 000 Solubilidad mg L 1 000 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 A A B G e u E a G BaSO disuelto SrSO disuelto 105 110 115 120 125 130 13 5 pH sin diluir Figura 5 Influencia del pH en la disoluci n de sales de sulfatos de metales alcalinot rreos en salmuera de formiato de potasio concentrada 75 1 57 g cm 13 1 lb gal Tiempo de contacto 16 h Temperatura 85 C 185 P El gr fico muestra la cantidad de sal de sulfato disuelta calculada a partir de las concentraciones medidas de bario estroncio en la salmuera despu s de la exposici n Se ha producido alguna precipitaci n de sulfato de potasio de manera que los niveles de sulfato de la salmuera no corresponden con los niveles sul
15. iato tamponado con carbonato bicarbonato VERSI N 1 05 11 SECCI N B COMPATIBILIDADES E INTERACCIONES CABOT SPECIALTY FLUIDS Tabla 2 Solubilidad de arcillas en salmueras de formiato concentradas NaFo 46 en peso 1 33 g cm 11 1 lb gal KFo 75 en peso 1 57 g cm 13 1 lb gal CsFo 82 en peso 2 26 g cm 18 9 lb gal T 85 C 185 Tiempo de exposici n 16 h Solubilidad NaFo 45 en peso KFo 75 en peso CsFo 82 en peso mg L Al Si Al Si Ar Si Montmorillonita 45 0 45 0 4 0 AO 4 0 8 5 Caolinita ES 8 0 1 0 O 819 8 5 Esquisto de Manco 4 0 7 0 4 0 50 4 0 Tabla 3 Solubilidad de silicatos en salmueras de formiato concentradas NaFo 46 en peso 1 33 g cm 11 1 Ib gal KFo 75 en peso 1 57 g cm 13 1 lo gal CsFo 82 en peso 2 26 g cm 18 9 lb gal Temperatura 85 C 185 F Tiempo de exposici n 16 h Solubilidad del SiO mg L Agua NEL Cuarzo 10 55 60 55 35 12 ls 360 125 35 8 350 255 940 1 600 Silicato amorfo vidrio 10 430 255 940 1 600 12 500 245 930 1 650 Referencias 1 Templeton C C Solubility of barium sulphate in sodium chloride solutions from 25 C to 95 C Journal of Chemical and Engineering Data 5 octubre de 1960 514 516 2 Monnin C A thermodynamic model for the solubility of barite and celestite in electrolyte solutions and seawater to 200 C and to 1 kbar
16. lg n sulfato disuelto se precipit como K SO dando como resultado una concentraci n correspondientemente baja de azufre en la fase l quida VERSI N 1 05 11 En formiato de potasio en menor concentraci n 30 en peso 1 19 g cm 9 9 Ib gal se observ la formaci n de singenita K Ca SO H O adem s de K2SO Las concentraciones de azufre en la soluci n fueron similares a las medidas al disolver KSO en la salmuera consulte B12 3 Para el sulfato de bario BaSO con concentraciones m s bajas de formiato de potasio es decir 10 en peso 1 06 g cm 8 8 lb gal y 30 en peso 1 19 g cm 9 9 lb gal la concentraci n del sulfato en la soluci n coincidi con la solubilidad de KSO consulte B12 3 indicando que la precipitaci n no hab a tenido lugar Para una concentraci n mayor de formiato 71 en peso 1 53 g cm 12 8 lb gal la solubilidad calculada sobre la determinaci n de azufre fue significativamente menor que las solubilidades de BaSO correspondientes medidas por Shell y determinadas mediante an lisis del contenido de bario en la fase l quida lo cual indica que se produce alguna precipitaci n de K SO B12 2 7 Significaci n pr ctica del incremento de solubilidad del sulfato de metales alcalinot rreos en salmueras de formiato El incremento de solubilidad de los minerales de sulfatos alcalinot rreos incrustaciones en salmueras de formiato concentradas tiene ciertas implic
17. lizaron despu s de la exposici n de muestras s lidas de sulfatos de metales alcalinot rreos a las salmueras Se variaron los factores siguientes para estudiar sus efectos tipo de salmuera concentraci n de la salmuera temperatura tiempo de exposici n y pH El procedimiento de Shell fue mezclar las salmueras con muestras s lidas de sulfatos de metales alcalinot rreos calentarlas a la temperatura dada durante el tiempo deseado en un horno giratorio y filtrar r pidamente el fluido caliente La concentraci n de los cationes disueltos en el filtrado limpio se determin mediante espectroscopia de absorci n at mica AAS Desde que Shell efectu estas pruebas se ha demostrado que cuando los sulfatos de metales alcalinot rreos se disuelven en salmueras de formiato concentradas se produce alguna precipitaci n de sulfatos de metales alcalinos Por lo tanto en la salmuera de formiato de potasio ocurre la precipitaci n de sulfato de potasio y en la salmuera de formiato de cesio ocurre alguna precipitaci n de sulfato de cesio Esta precipitaci n no se tiene en cuenta en los datos de solubilidad de Shell ya que s lo se midieron los niveles de iones alcalinot rreos solubles Ba S Ca B12 2 1 Efecto del tipo de salmuera En la Tabla 1 se enumeran las solubilidades de minerales de sulfato en las diferentes salmueras y en la Figura 1 se muestran gr ficamente Estas pruebas se realizaron despu s de 16 h de exposici
18. n a 85 C 185 F Todos los fluidos se probaron a un pH igual a 9 5 medidos en salmueras no diluidas Las salmueras concentradas de formiato de potasio y cesio disuelven niveles significativamente m s elevados de sulfatos de metales alcalinot rreos que otras salmueras probadas La salmuera de formiato de potasio disuelve m s sulfato de bario que la salmuera de formiato de cesio mientras que la salmuera de formiato de cesio disuelve m s sulfato de estroncio La salmuera de formiato de sodio concentrada disuelve generalmente m s sulfatos de metales alcalinot rreos que las VERSI N 1 05 11 SECCI N B COMPATIBILIDADES E INTERACCIONES CABOT SPECIALTY FLUIDS salmueras de haluros concentradas pero significativamente menos que las salmueras de formiato de potasio y cesio B12 2 2 Efecto de la temperatura La dependencia de la temperatura de la solubilidad de los sulfatos de bario y estroncio en salmueras de formiato de potasio concentrada ha sido medida e informada por Shell 3 Consulte la Figura 2 La solubilidad se incrementa significativamente con el aumento de la temperatura B12 2 3 Efecto de la concentraci n del formiato Shell tambi n midi la influencia de la concentraci n del formiato sobre la solubilidad de los sulfatos de bario y estroncio en las salmueras de formiato de potasio concentradas 3 Consulte la Figura 3 La solubilidad se incrementa al aumentar la concentraci n del formiato B12 2 4 Ef
19. sio concentrados puede causar tambi n alguna precipitaci n de sulfato de potasio si el fluido de formiato est en contacto con agua de mar por ejemplo Es probable que esta precipitaci n se produzca en la superficie sobre las zarandas donde la temperatura del fluido desciende Estos cristales se vuelven a disolver a temperaturas m s elevadas y se disuelven completamente si la concentraci n de formiato se disminuye por el contacto con el agua del dep sito por ejemplo Un segundo mecanismo de precipitaci n se produce en salmueras de formiato con tamp n cuando se disuelven sulfatos de metales alcalinot rreos Esta es la precipitaci n de carbonatos met licos alcalinot rreos El carbonato P GINA 4 SECCI N B12 de bario BaCO es insoluble en formiato bajo condiciones de pH alcalino y tambi n consume tamp n de carbonato a adido a la salmuera de formiato Por esta raz n es importante evitar que las salmueras de formiato se contaminen con barita La ocurrencia de la precipitaci n tambi n complica enormemente las pruebas de solubilidad en el laboratorio Para comprender totalmente los procesos de disoluci n precipitaci n preferiblemente se deben determinar los niveles en el l quido tanto de los cationes como los aniones analizar la fase s lida y efectuar un balance de masa Las cifras de solubilidad tambi n lucen diferentes para salmueras tamponadas y no tamponadas VERSI N 1 05 11 SECCI N B COMPATI
20. sponden con los niveles sulfatos de estroncio y bario disueltos P GINA 6 SECCI N B12 VERSI N 1 05 11 SECCI N B COMPATIBILIDADES E INTERACCIONES CABOT SPECIALTY FLUIDS Solubilidad en comparaci n con concentraci n del formiato de potasio 100 000 BaSO disuelto SrSO disuelto 10 000 y d 1 000 E Lo D 2 100 G 2 10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Concentraci n de KFo en peso Figura 3 Influencia de la concentraci n de formiato en la disoluci n de sulfatos de metales alcalinot rreos en salmuera de formiato de potasio Temperatura 85 C 185 F pH 9 5 medida en salmuera no diluida Tiempo de contacto 16 h El gr fico muestra la Cantidad de sal de sulfato disuelta calculada a partir de las concentraciones de bario estroncio medidas en la salmuera despu s de la exposici n Se ha producido alguna precipitaci n de sulfato de potasio de manera que los niveles de sulfato de la salmuera no corresponden con los niveles sulfatos de estroncio y bario disueltos Solubilidad en formiato de potasio al 75 en comparaci n con el tiempo de exposici n 11 000 10 000 a 9 000 gt 8 000 7 000 6 000 5 000 Solubilidad mg L 4 000 3 000 BaSO disuelto SrSO disuelto 2 000 1 000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tiempo de exposici n horas Figura 4 Influencia del tiempo de contacto en la disoluci n de sales de sul
21. traciones de bario estroncio medidas en la salmuera despu s de la exposici n Se ha producido alguna precipitaci n de sulfatos de sodio potasio y cesio en todas estas salmueras de manera que los niveles de sulfato en las salmueras no se corresponden con los niveles de sulfatos de metales alcalinot rreos disueltos VERSI N 1 05 11 SECCI N B12 CABOT SPECIALTY FLUIDS MANUAL T CNICO DE FORMIATOS Solubilidad en formiato de potasio al 75 en comparaci n con temperatura 100 000 10 000 2 he ES ke B 5 YM 1 000 BaSO disuelto SrSO disuelto 100 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Temperatura C Solubilidad en formiato de potasio al 75 en comparaci n con temperatura 100 000 n B 10 000 2 9 kej i D o 3 3 1 000 BaSO disuelto m SrSO disuelto 100 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 19 200 210 220 Temperatura F Figura 2 Influencia de la temperatura en la disoluci n de sales de sulfatos de metales alcalinot rreos en salmuera de formiato de potasio concentrada 75 1 57 g cm 13 1 lb gal Tiempo de contacto 16 h pH 9 5 medida en salmuera diluida Los gr ficos muestran la cantidad de sal de sulfato disuelta calculada a partir de las concentraciones de bario estroncio medidas en la salmuera despu s de la exposici n Se ha producido alguna precipitaci n de sulfato de potasio de manera que los niveles de sulfato de la salmuera no corre
22. ucci n Los pozos de petr leo y gas se perforan miles de metros de diferentes minerales para tener accesoa los dep sitos que contienen hidrocarburos Mientras se perforan y terminan los fluidos de construcci n del pozo que circulan en el hoyo de perforaci n est n en contacto con estos minerales en condiciones de temperatura y presi n elevadas Por lo tanto es importante tener un conocimiento detallado de c mo los fluidos de perforaci n y terminaci n de pozos interact an con minerales en condiciones subterr neas En pozos donde es necesario perforar extensas secciones a trav s de capas gruesas de sales y anhidros es particularmente importante saber si los fluidos solubilizan estos minerales Las salmueras de los yacimientos fluidos de terminaci n y filtrados de fluidos de perforaci n de los dep sitos tambi n est n en contacto con los fluidos del dep sito Las aguas de formaci n contienen muchos ones diferentes que son frecuentemente divalentes y pueden f cilmente formar incrustaciones insolubles cuando entran en contacto con otros ones divalentes Por eso es importante conocer c mo reaccionan diferentes aguas de formaci n cuando entran en contacto con salmueras del yacimiento Se conoce que las salmueras de terminaci n de pozos con elevado contenido de electrolitos incrementan la solubilidad de los minerales de sulfatos de metales alcalinot rreos yeso y anh dridos as como del sulfato de bario los
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