Desenvolvimento de sistemas microemulsionados retardados para aplicação na estimulação ácida em reservatórios carbonáticos - Lucas, Cláudio Régis dos Santos (2020)
A necessidade de tornar poços de petróleo cada vez mais eficientes, especialmente em ambientes de alto custo de produção, leva ao contínuo desenvolvimento de novas tecnologias. Em dezembro de 2019, cerca de 67% da produção de petróleo do Brasil era advinda de poços em rochas carbonáticas do Pré-Sal. A acidificação da matriz é uma técnica de estimulação frequentemente empregada em carbonatos para aumentar a produção, através da formação de canais de alta condutividade ao redor do poço, wormholes. Diversas características interferem no processo de acidificação, como a anisotropia, heterogeneidade, saturação de óleo, e velocidade da reação efetiva entre o fluido de tratamento e a rocha, tornando sua aplicação complexa. Os sistemas microemulsionados, constituídos por estruturas auto-associativas termodinamicamente estáveis e com baixa tensão superficial, são capazes controlar a taxa de transferência de massa e, portanto, interferir em processos reativos. Esses tipos de sistemas já foram abordados em alguns estudos, entretanto é um campo ainda pouco explorado. Esse trabalho visa desenvolver sistemas microemulsionados ácidos do tipo óleo em água e testar suas aplicações na acidificação da matriz em carbonato. Os sistemas de tratamento utilizaram como tensoativo o ALKONAT-L100, cotensoativo o n-butanol, fase apolar o xileno e fase polar soluções aquosas de HCl 1,54 %(m/m), 8,27 %(m/m) e 15 %(m/m). Os sistemas de tratamento microemulsionados foram caracterizados quanto a turbidez, pH, diâmetro de gotícula, condutividade, tensão superficial e estabilidade térmica. Foram testadas diferentes rochas carbonáticas, e escolheu-se o carbonato Indiana, uma rocha padrão em estudos de acidificação, para representar os reservatórios carbonáticos nesse estudo. As rochas carbonáticas foram caracterizadas quanto a composição, porosidade, permeabilidade e reatividade em ácido. Para avaliar a interação dos fluidos de tratamento com carbonato Indiana foram realizados estudos, tais como, influência da concentração de HCl e do tipo de sistemas de tratamento no comportamento da molhabilidade e reatividade superficial. Estudou-se, através de análise estatística, a influência da concentração de ácido, temperatura e tempo de reação na velocidade de reação em diferentes condições. Para estudar a viabilidade técnica da utilização dos sistemas microemulsionados, foram realizados ensaios para produção de curvas de Pore Volume to Breakthrough (PVBT) e posterior análise da morfologia dos padrões de dissolução por Micro-CT e RMN. Os resultados mostraram que mesmo para altas concentrações de HCl foram formados sistemas microemulsionados, ricos em água e pobres em matéria ativa, termicamente resistentes (acima de 100 oC). Os sistemas de tratamento contendo tensoativos, em especial os microemulsionados, causaram um expressivo aumento da molhabilidade da rocha á água e redução na reatividade superficial, em relação às soluções ácidas sem tensoativo. A velocidade de reação dos sistemas que não continham tensoativos são basicamente limitados pela concentração de HCl, independe da saturação, ao passo que para sistemas contendo tensoativos, o fator tempo também é significante. Os resultados de Micro-CT e RMN mostraram morfologias de wormholes efetivos quando foram utilizados sistemas microemulsionados. Dessa forma, os resultados obtidos demonstram que os sistemas microemulsionados possuem eficiência e boas perspectivas de aplicação no retardo da reação ácido-rocha na estimulação ácida de matriz carbonática.