Hidroxietilcelulosa, conocido comúnmente como HEC, se utiliza en aplicaciones petroleras como polímero no iónico soluble en agua. Su función principal es aumentar la viscosidad y controlar el flujo en agua dulce, agua de mar y diferentes sistemas de salmuera.
En un fluido correctamente diseñado, el HEC puede mejorar el transporte de sólidos, favorecer la suspensión del agente de apuntalamiento o la grava, reducir la resistencia al flujo y proporcionar un comportamiento pseudoplástico. Resulta especialmente útil en fluidos de terminación, fluidos de reacondicionamiento, fluidos de perforación, fluidos de fracturación salinos y determinados fluidos de apoyo a la producción.
El HEC no es una solución universal para todos los problemas de perforación o terminación. Su rendimiento depende del peso molecular, la concentración, la composición de la salmuera, la temperatura, el historial de cizallamiento, el contenido de sólidos, el método de mezcla y la compatibilidad con otros aditivos. Por lo tanto, es necesario realizar ensayos de laboratorio antes de su uso en campo.
¿Qué es la hidroxietilcelulosa?
La hidroxietilcelulosa es un éter de celulosa producido mediante la introducción de grupos hidroxietilo en la cadena principal de la celulosa. Esta modificación hace que la celulosa sea soluble en agua y le confiere propiedades útiles de espesamiento y control reológico.
La HEC es no iónica. No presenta la misma carga eléctrica intensa que los derivados aniónicos de la celulosa, como la carboximetilcelulosa (CMC) o la celulosa polianiónica (PAC). Esta estructura no iónica es una de las razones por las que la HEC puede seguir siendo compatible con muchas soluciones salinas concentradas.
Cuando se dispersa e hidrata correctamente, el HEC forma una solución viscosa transparente o ligeramente turbia. La solución suele presentar un comportamiento pseudoplástico o de fluidez por cizallamiento. Puede tener una viscosidad relativamente alta bajo un cizallamiento bajo, pero se vuelve más fácil de bombear cuando aumenta el cizallamiento.
Este equilibrio es fundamental en un fluido para yacimientos petrolíferos. El fluido debe tener suficiente viscosidad a bajo cizallamiento para mantener en suspensión y transportar los sólidos, pero sin provocar pérdidas de presión innecesarias durante la circulación.
¿Por qué el HEC es adecuado para los fluidos de los yacimientos petrolíferos?
Compatibilidad con la salmuera
La tolerancia a la sal es una de las razones más importantes para utilizar hidroxietilcelulosa en aplicaciones relacionadas con los yacimientos petrolíferos.
Un espesante iónico convencional puede perder solubilidad o viscosidad cuando se expone a altas concentraciones de iones de sodio, calcio, magnesio, zinc, cloruro o bromuro. El HEC es menos propenso a precipitarse simplemente por la presencia de iones de dureza.
Se puede evaluar en sistemas que contengan cloruro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de calcio, bromuro de calcio y salmueras de haluros mixtos. Esto lo hace útil cuando el fluido debe combinar una densidad controlada con un bajo contenido en sólidos.
Sin embargo, la tolerancia a la sal no significa que todos los grados de HEC se comporten de la misma manera en todas las salmueras. El tipo de sal, la densidad de la salmuera, la calidad del agua, la temperatura, el grado de sustitución y la concentración de polímero pueden influir en el tiempo de hidratación y la viscosidad final.
Por lo tanto, durante la selección de productos, la salmuera debería reproducirse en el laboratorio en lugar de sustituirse por agua dulce.
Flujo pseudoplástico
Las soluciones HEC suelen volverse menos viscosas a medida que aumenta la velocidad de cizallamiento. Este fenómeno se conoce como «flujo pseudoplástico» o «flujo de dilución por cizallamiento».
En reposo o bajo un esfuerzo de cizallamiento reducido, las cadenas de polímero hidratado forman una red entrelazada. Esta red genera viscosidad y contribuye a ralentizar la sedimentación de arena, residuos de perforación, grava u otros materiales en suspensión.
Cuando se produce un mayor esfuerzo de cizallamiento en el interior de bombas, tuberías, boquillas y conductos estrechos, las cadenas poliméricas se alinean en mayor medida con la dirección del flujo. La resistencia disminuye y el fluido circula con mayor facilidad.
Este comportamiento puede representarse mediante el modelo de ley de potencias:
tau = K × gamma^n
En este modelo, tau es la tensión de cizallamiento, gamma es la velocidad de cizallamiento, K es el índice de consistencia, y n es el índice de comportamiento de flujo. Un valor de n Un valor inferior a 1 indica un comportamiento de fluidez por cizallamiento.
El modelo ayuda a los ingenieros a estimar cómo puede comportarse un fluido en diferentes condiciones de circulación. Un único valor de viscosidad no basta para describir plenamente este comportamiento. Es necesario medir la reología a bajo cizallamiento, la respuesta a alto cizallamiento, la temperatura y la formación de gel.
Desarrollo limitado de geles
El HEC puede proporcionar un flujo pseudoplástico sin desarrollar la elevada resistencia del gel asociada a otros sistemas espesantes. La formación limitada de gel puede facilitar el reinicio de la circulación tras un periodo de inactividad.
Esto resulta útil en operaciones de terminación y reacondicionamiento, en las que una resistencia excesiva del gel puede aumentar la presión inicial de la bomba. Al mismo tiempo, el fluido debe seguir teniendo una viscosidad a bajo cizallamiento suficiente para cumplir su función de transporte.
El Glosario de Energía de SLB describe el HEC como un viscosificante para salmueras y fluidos de fracturación salinos, fluidos de reacondicionamiento, fluidos de terminación y fluidos de perforación. Asimismo, señala como característica importante la reología pseudoplástica, que se caracteriza por un desarrollo prácticamente nulo de la resistencia del gel.
Comportamiento ante la pérdida de fluido
A veces se describe el HEC como un aditivo para la pérdida de líquido, pero esta afirmación debe ponerse en contexto.
En las salmueras limpias y en muchos fluidos relacionados con la perforación, el HEC modifica principalmente la reología. El aumento de la viscosidad puede reducir el movimiento del líquido hacia una formación permeable, pero el HEC no debe considerarse automáticamente como un sistema completo de control de la filtración.
Cuando se requiera un control estricto de la pérdida de fluido, es posible que la formulación necesite un aditivo específico para la pérdida de fluido, partículas de unión, una pastilla reticulada u otro tratamiento diseñado para la formación.
En las lechadas de cemento, determinados tipos de HEC pueden ayudar a controlar la pérdida de agua. Este efecto debe sopesarse teniendo en cuenta la viscosidad de la lechada, su bombeabilidad, su comportamiento de fraguado y el desarrollo de la resistencia del cemento.
La pregunta correcta no es simplemente si el HEC reduce la pérdida de fluido. La pregunta es si la formulación completa cumple el valor de filtración requerido en las condiciones de presión y temperatura previstas.
Principales usos de la tecnología HEC en las operaciones de los yacimientos petrolíferos
| Operaciones en yacimientos petrolíferos | Función principal de HEC | Factores importantes de diseño |
|---|---|---|
| Fluidos de perforación y de penetración | Control de la viscosidad, transporte de residuos de perforación, modificación del flujo | Tipo de salmuera, sólidos, velocidad de cizallamiento, requisitos de limpieza del pozo |
| Fluidos de terminación | Viscosificación de salmueras transparentes, transporte de sólidos, apoyo al desplazamiento | Densidad del fluido, limpieza, compatibilidad con la formación |
| Fluidos para trabajos de reacondicionamiento | Transporte de arena y escombros, apoyo a la circulación y a las intervenciones | Bombeabilidad, método de limpieza, estabilidad estática |
| Fracturación y relleno con grava | Transporte de agente de soporte o grava y control de la reología | Residuos de polímero, sistema de desintegración, temperatura, cizallamiento |
| Fluidos de cementación | Control de la pérdida de agua y ajuste reológico | Compatibilidad con el cemento, tiempo de espesamiento, resistencia a la compresión |
| Fluidos de apoyo a la producción | Salmueras espesantes utilizadas en trabajos de intervención, de sellado o de desplazamiento | Composición de la salmuera, temperatura y requisitos de limpieza |
HEC en perforación y fluidos de perforación
El HEC puede utilizarse en determinados sistemas de perforación con agua y de perforación por inyección para aumentar la viscosidad y mejorar el transporte de los residuos de perforación.
A baja cizalladura, el fluido puede mantener las partículas en suspensión y ayudar a desplazarlas hacia la superficie. A mayor cizalladura, cerca de la broca y en el interior del sistema de circulación, la viscosidad disminuye. Esto puede facilitar un bombeo más fluido y reducir la resistencia hidráulica innecesaria.
El HEC también puede evaluarse en fluidos de cloruro de potasio utilizados en formaciones de esquisto sensibles al agua. La sal de potasio forma parte de la estrategia de inhibición del esquisto, mientras que el HEC controla la viscosidad y el comportamiento de transporte.
No debe darse por sentado que el HEC por sí solo estabilice todas las formaciones de esquisto. La estabilidad del pozo también depende del peso del lodo, la actividad iónica, el control de la filtración, los productos químicos inhibidores, la presión y las características de la roca.
Las referencias técnicas actuales indican que el HEC se utiliza con menos frecuencia en los lodos de perforación generales que el CMC, el PAC, la goma xantana y otros polímeros de perforación consolidados. Su principal aplicación se da en sistemas a base de salmuera, de perforación inicial, de terminación y de reacondicionamiento, en los que se requiere compatibilidad con sales no iónicas y una formación de gel limitada.
De Zhiwei HEC para fluidos de perforación petrolífera se presenta para sistemas basados en salmuera que requieren viscosidad, flujo pseudoplástico, el transporte de sólidos y un comportamiento de circulación constante.
El HEC en los fluidos de terminación
El fluido de terminación se introduce en un pozo durante las operaciones finales previas al inicio de la producción. Puede utilizarse durante la instalación de filtros, revestimientos, válvulas, empacadores u otros equipos de terminación.
Las salmueras transparentes se utilizan ampliamente porque pueden proporcionar la densidad de fluido necesaria sin introducir grandes cantidades de sólidos en suspensión. Según la definición de «fluido de terminación» de SLB, estos fluidos suelen filtrarse minuciosamente para reducir el riesgo de introducir partículas en la zona cercana al pozo.
HEC puede aumentar la viscosidad de estas salmueras sin necesidad de arcilla ni de ningún otro espesante sólido permanente. El aumento de la viscosidad puede favorecer el transporte de grava, la eficiencia del desplazamiento y la gestión de fluidos.
Dado que el HEC presenta un comportamiento de fluidez por cizallamiento, un fluido de terminación diseñado adecuadamente puede proporcionar suspensión a bajos niveles de cizallamiento y, al mismo tiempo, seguir siendo bombeable durante la circulación. Su formación limitada de gel también puede ayudar a reducir la presión necesaria para reanudar la circulación.
La protección de la formación sigue dependiendo del sistema en su conjunto. Es necesario evaluar la pureza del polímero, el material no disuelto, la filtración del fluido, la selección del agente de ruptura, la compatibilidad con el agua de formación y la eficacia de la limpieza.
De Zhiwei HEC para fluidos de compleción está destinado a sistemas de salmuera transparente que requieren un control de la viscosidad, un desarrollo limitado del gel y la posibilidad de una purificación mediante disolventes ácidos.
HEC en fluidos para trabajos de reacondicionamiento de pozos
Durante las operaciones de reacondicionamiento, puede ser necesario que un fluido extraiga del pozo arena, incrustaciones, productos de corrosión u otros residuos. También puede facilitar el control del pozo, la circulación, el desplazamiento y la intervención con equipos.
El proceso HEC puede aumentar la capacidad de transporte de una salmuera con bajo contenido en sólidos o sin sólidos. Esto puede facilitar el transporte de residuos y, al mismo tiempo, reducir la dependencia de la arcilla en suspensión.
Un fluido de reacondicionamiento HEC adecuado debe mantenerse estable durante su preparación y bombeo, pero también debe poder eliminarse tras la operación. En función de la formulación, pueden evaluarse sistemas de ruptura a base de ácidos, enzimas u oxidantes para reducir la viscosidad.
El rompedor no debe seleccionarse únicamente en función de la rapidez con la que destruye el polímero. También debe ser compatible con la metalurgia, los minerales de la formación, los elastómeros, los equipos de terminación y los requisitos medioambientales.
El Zhiwei HEC Página sobre la aplicación de fluidos de reacondicionamiento destaca la viscosidad de la salmuera, el flujo pseudoplástico, la resistencia limitada del gel y el manejo controlado del fluido durante la intervención.
HEC en fluidos para fracturación y relleno con grava
El HEC puede utilizarse como viscosificante en fluidos de fracturación salinos y como polímero portador en determinados sistemas de relleno con grava.
El fluido debe transportar el agente de apuntalamiento o la grava a través de los equipos de superficie, la tubería, las perforaciones y las fracturas. Una viscosidad a bajo cizallamiento suficiente ayuda a ralentizar la sedimentación de las partículas. El comportamiento de viscosidad decreciente con el cizallamiento puede reducir la resistencia al bombeo durante la inyección.
El HEC también se ha utilizado en casos en los que es importante que queden pocos residuos tras la rotura. Un rotador seleccionado adecuadamente puede reducir el peso molecular del polímero tras su aplicación, disminuir la viscosidad del fluido y facilitar el reflujo.
Un bajo nivel de residuos no significa que no se produzcan daños en la formación. El polímero no disuelto, una hidratación incompleta, el agua de mezcla contaminada, una dosificación excesiva, una composición química inadecuada del agente de ruptura y una filtración deficiente pueden seguir afectando a la permeabilidad.
La temperatura es otro factor crítico. La viscosidad de una solución HEC convencional suele disminuir a medida que aumenta la temperatura. El comportamiento a altas temperaturas depende del tipo de solución, la salmuera, la concentración, el tiempo de residencia, la exposición al oxígeno, el esfuerzo cortante y el paquete de estabilizadores. Cualquier límite de temperatura debe derivarse de un ensayo que reproduzca las condiciones reales del pozo.
HEC en cementación
El HEC puede utilizarse como aditivo para controlar la pérdida de agua y modificar las propiedades reológicas en determinadas lechadas de cemento para pozos petrolíferos.
Reducir la pérdida incontrolada de agua puede ayudar a mantener la consistencia de la lechada y a preservar la relación agua-cemento prevista. Esto es importante cuando el cemento se bombea a través de formaciones permeables.
El grado y la dosificación del HEC deben controlarse cuidadosamente. Una viscosidad excesiva puede aumentar la presión de bombeo y afectar a la colocación de la lechada. El HEC también puede interactuar con dispersantes, retardadores, aceleradores, antiespumantes y otros aditivos para cemento.
Un tipo de cemento de menor viscosidad puede resultar más adecuado cuando es necesario controlar la pérdida de agua sin que se produzca un aumento significativo de la consistencia de la lechada. La selección definitiva requiere la realización de ensayos de pérdida de fluido, reología, agua libre, tiempo de espesamiento, resistencia a la compresión y compatibilidad con el cemento de origen.
El HEC en los fluidos de apoyo a la producción
El HEC también puede utilizarse en fluidos para obturadores, pastillas de intervención, salmueras limpias y otros fluidos que se manipulan en los pozos en producción.
Su función suele consistir en controlar la viscosidad, mantener la suspensión y facilitar un desplazamiento fluido. La formulación puede ajustarse en función de la densidad del fluido, la temperatura prevista, la carga de sólidos y el método de limpieza.
De Zhiwei HEC para fluidos de producción de petróleo describe el HEC como un viscosificante no iónico para salmueras de sodio, potasio, calcio y bromuro utilizadas en operaciones de apoyo a la producción.
Cómo mezclar HEC en un fluido para yacimientos petrolíferos
Una mezcla deficiente puede impedir que un tipo de HEC adecuado alcance el rendimiento esperado. Cuando el polvo seco entra en contacto con el agua demasiado rápido, la superficie exterior de cada partícula puede hidratarse primero y formar una capa de gel. El material seco queda atrapado en el interior, lo que da lugar a grumos conocidos comúnmente como «ojos de pez».
Un procedimiento de mezcla controlado reduce este riesgo.
- Limpia el depósito de mezcla y comprueba que no queden residuos de productos químicos incompatibles.
- Añade la cantidad necesaria de agua o de salmuera preparada y pon en marcha una circulación constante.
- Añade el HEC poco a poco mediante una tolva o un dosificador de polvo controlado. No viertas las bolsas enteras directamente en un depósito de bajo cizallamiento.
- Mantén una agitación suficiente para separar las partículas sin introducir aire en exceso.
- Deje que el polímero se disperse antes de realizar un ajuste importante del pH. En los grados con tratamiento superficial, se puede recurrir a la hidratación retardada para mejorar la dispersión inicial.
- Continúa la circulación hasta que se complete la hidratación. Anota el tiempo de mezcla, la temperatura, el pH, la concentración de sal y las condiciones de cizallamiento.
- Mida la viscosidad tras el periodo de reposo especificado. Añada los demás productos químicos en el orden validado y repita el ensayo reológico tras cada adición importante.
Aumentar el pH o la temperatura puede acelerar la hidratación en algunos sistemas, pero esto no debe hacerse antes de que el polvo esté bien dispersado. Una hidratación rápida en una fase inadecuada puede favorecer la formación de grumos.
En prácticas de campo más antiguas se solía utilizar gasóleo u otro hidrocarburo para humedecer previamente el HEC. En cambio, las operaciones actuales deben seguir las instrucciones del producto, la normativa medioambiental local y los requisitos de seguridad de la obra. El polvo tratado en superficie, una lechada aprobada por el proveedor o un vehículo líquido compatible pueden constituir una opción más segura y mejor controlada.
Problemas habituales y medidas correctivas
| Problema | Posible causa | Respuesta práctica |
|---|---|---|
| Ojos de pez o grumos de gel | La adición es demasiado rápida o la agitación es insuficiente | Reducir la velocidad de alimentación y mejorar la dispersión del polvo antes de la hidratación |
| La viscosidad final es demasiado baja | Hidratación incompleta, calidad inadecuada, temperatura elevada o incompatibilidad con la salmuera | Aumenta el tiempo de hidratación y repite la prueba en la salmuera real |
| La viscosidad sigue aumentando | La hidratación era incompleta en la primera medición | Establecer un procedimiento fijo de amasado y reposo |
| Presión excesiva de la bomba | La dosis es demasiado alta o el grado tiene un peso molecular excesivo. | Reducir la concentración o utilizar un tipo de producto de menor viscosidad |
| Mala suspensión de los sólidos | La viscosidad a bajo cizallamiento es insuficiente | Evaluar la concentración, el peso molecular y el perfil reológico completo |
| La viscosidad disminuye durante el almacenamiento | Contaminación microbiana, actividad enzimática, oxidación o degradación térmica | Comprueba la calidad del agua y utiliza un programa de conservación adecuado |
| Exceso de espuma | Incorporación de aire o incompatibilidad con los tensioactivos | Ajustar las condiciones de mezcla y evaluar un antiespumante adecuado |
| Limpieza deficiente | Acción incompleta del interruptor o concentración excesiva de polímero | Optimizar el sistema de rompedores en condiciones de embalse |
La calidad del agua merece una atención especial. El agua superficial y el agua reutilizada pueden aportar microorganismos, enzimas, sólidos en suspensión o sustancias químicas disueltas que interfieren en la hidratación y la estabilidad durante el almacenamiento.
Puede ser necesario utilizar un biocida o conservante adecuado. La elección debe ajustarse a la normativa local y a las pruebas de compatibilidad. Añadir un biocida una vez que ya se ha producido una pérdida grave de viscosidad puede detener el crecimiento microbiano, pero es posible que no revierta la degradación del polímero.
Comparación del HEC con otros polímeros para yacimientos petrolíferos
| Polímero | Carácter iónico | Resistencia típica | Limitación principal |
|---|---|---|---|
| HEC | No iónico | Compatibilidad con la salmuera, flujo pseudoplástico, formación limitada de gel | Control autónomo limitado de la pérdida de líquido en muchos sistemas transparentes |
| CMC | Aniónico | Control de la viscosidad y la pérdida de fluido en lodos a base de agua | El rendimiento puede verse afectado por una salinidad y una dureza elevadas. |
| PAC | Aniónico | Eficaz control de la filtración y rendimiento de los fluidos de perforación | Es necesario comprobar la calidad y la compatibilidad con la salmuera |
| Goma xantana | Biopolímero aniónico | Alta viscosidad a bajo cizallamiento y capacidad de suspensión | La estabilidad biológica y el comportamiento ante altos niveles de cizallamiento requieren un control |
| Guar y guar modificado | No iónicos o modificados | Alta viscosidad y transporte de propante en los fluidos de fracturación | Los residuos, la hidratación y la eficiencia del desintegrador pueden ser motivos de preocupación |
El HEC suele elegirse cuando el sistema requiere compatibilidad con salmuera limpia y un comportamiento de fluidez por cizallamiento suave. El CMC y el PAC pueden ser la opción preferida cuando el control de la filtración es el requisito principal. El xantano puede proporcionar una suspensión resistente a bajos niveles de cizallamiento, mientras que los derivados del guar siguen siendo habituales en la fracturación hidráulica.
La elección debe basarse en el rendimiento del fluido y no únicamente en su denominación química.
Selección de un grado Zhiwei HEC para ensayos en yacimientos petrolíferos
Zhiwei (Jinan) New Materials Co. ofrece varios grados de viscosidad HEC. Para los sistemas de yacimientos petrolíferos que requieren un elevado desarrollo de la viscosidad, el HEC 100K y el HEC 150K pueden considerarse como opciones iniciales de selección en laboratorio.
| Grado Zhiwei | Viscosidad publicada | Posible orientación del cribado |
|---|---|---|
| HEC 100K | Brookfield LV, solución 1% a 25 °C: de 3.401 a 5.500 mPa·s | Fluidos para perforación, terminación, reacondicionamiento o apoyo a la producción que requieran una alta viscosidad y un flujo manejable |
| HEC 150K | Brookfield LV, solución 1% a 25 °C: de 5.501 a 8.000 mPa·s | Sistemas de salmuera de alta densidad que requieren una mayor viscosidad a bajo cizallamiento y un mayor soporte de suspensión |
Zhiwei HEC 100K Es un producto no iónico de alta viscosidad de la gama HEC. Este producto está indicado para sistemas a base de agua que requieren un espesamiento intenso, soporte de suspensión y un manejo estable.
Zhiwei HEC 150K ofrece un rango de viscosidad más amplio y puede evaluarse en aquellos casos en los que se requiera una mayor contribución a la viscosidad.
Estos nombres de modelos no deben utilizarse como sustituto de los ensayos con fluidos. Un valor medido en una solución de agua dulce 1% a 25 °C no permite predecir directamente el rendimiento en bromuro de calcio concentrado, salmuera de haluros mixtos, lechada de cemento caliente o un fluido de fracturación sometido a cizallamiento.
Antes de recomendar un tipo de producto, el proveedor debe conocer la composición de la salmuera, la densidad del fluido, las propiedades reológicas deseadas, el perfil de temperatura, el nivel de sólidos, el equipo de mezcla, el método de limpieza requerido y los demás aditivos incluidos en la formulación.
Un programa de calificación adecuado debe comparar la reología inicial y la reología tras el envejecimiento, el tiempo de hidratación, la viscosidad a bajo cizallamiento, la formación del gel, el comportamiento en filtración, la estabilidad térmica, la tolerancia a la contaminación, la formación de espuma y la respuesta al agente desespumante.
Preguntas frecuentes
¿Es soluble el HEC en agua salada?
El HEC puede disolverse y aumentar la viscosidad en muchas soluciones salinas, ya que es no iónico. Se evalúa habitualmente en salmueras de sodio, potasio, calcio, cloruro y bromuro.
La viscosidad final y la velocidad de hidratación siguen dependiendo del tipo de cemento, la concentración de sal, la temperatura, el pH y las condiciones de mezcla.
¿Se utiliza HEC en los lodos de perforación?
El HEC puede utilizarse en determinados fluidos de perforación y de penetración, especialmente en sistemas a base de salmuera y con bajo contenido en sólidos. No es el polímero más habitual en todos los lodos de perforación convencionales.
El CMC, el PAC, el xantano, el almidón y otros aditivos pueden resultar más adecuados cuando el requisito principal es el control de la filtración, la inhibición de la arcilla o un perfil reológico diferente.
¿Reduce la HEC la pérdida de líquidos?
El HEC puede reducir el movimiento de los fluidos al influir en la viscosidad, y algunos grados concretos pueden ayudar a controlar la pérdida de agua en las lechadas de cemento. Sin embargo, en muchas salmueras transparentes no debe considerarse un aditivo totalmente autónomo para la pérdida de fluidos.
Es posible que siga siendo necesario un sistema específico de control de la filtración.
¿Por qué resulta útil el HEC en los fluidos de terminación?
El HEC permite espesar salmueras transparentes sin añadir arcilla ni ningún otro sólido en suspensión permanente. Proporciona un flujo pseudoplástico, favorece el transporte de sólidos y puede mantener un desarrollo limitado del gel durante los periodos de reposo.
Estas propiedades facilitan el bombeo, el desplazamiento, el transporte de grava y la limpieza posterior.
¿Se puede utilizar el HEC en pozos de alta temperatura?
El HEC puede formularse para su uso a temperaturas elevadas, pero su viscosidad suele disminuir a medida que aumenta la temperatura. Su rendimiento depende del tiempo de exposición, la composición de la salmuera, el peso molecular, el esfuerzo cortante, el oxígeno y el conjunto de estabilizadores.
El límite de temperatura real debe determinarse mediante ensayos de envejecimiento y reología que reproduzcan las condiciones del pozo.
¿Cómo se pueden prevenir los coágulos de HEC?
Añade el polvo poco a poco al líquido en movimiento y mantén una agitación constante. Deja que las partículas se dispersen antes de acelerar la hidratación mediante un cambio de pH o la adición de otro producto químico.
Un tipo de HEC de hidratación retardada o con tratamiento superficial también puede reducir la formación de «ojo de pez».
¿Qué información necesita un proveedor de HEC?
El proveedor necesita conocer el tipo de fluido, la composición completa de la salmuera, la densidad, la viscosidad deseada, la temperatura de funcionamiento, el contenido en sólidos, el procedimiento de mezcla, otros aditivos y los requisitos de limpieza.
No basta con indicar únicamente el grado de viscosidad solicitado para ofrecer una recomendación fiable.
Conclusión
La hidroxietilcelulosa se valora en las aplicaciones petroleras principalmente por su carácter no iónico, su compatibilidad con la salmuera, su flujo pseudoplástico y su capacidad para aumentar la viscosidad sin que se produzca un gelificado excesivo.
Puede utilizarse en fluidos de perforación y de penetración, salmueras de terminación, fluidos de reacondicionamiento, sistemas de fracturación y de relleno con grava, lechadas de cemento y fluidos de apoyo a la producción. Su función concreta varía en función de la formulación.
El HEC debe seleccionarse como parte de un sistema de fluidos completo. La composición química de la salmuera, la temperatura, el esfuerzo cortante, los requisitos de filtración, el control microbiano, la limpieza y la compatibilidad con la formación influyen en el resultado.
Los modelos Zhiwei HEC 100K y HEC 150K ofrecen puntos de partida prácticos para la selección de fluidos de alta viscosidad para yacimientos petrolíferos. La selección definitiva debe basarse en pruebas de laboratorio en condiciones de campo representativas.