En esta ponencia se analizan diversos mecanismos que pueden conducir a la formación de incrustaciones de sulfuro de hierro en el fondo del pozo, las técnicas que pueden utilizarse para prevenir su formación y los métodos para eliminarlas. Las incrustaciones de sulfuro de hierro están presentes en los pozos productores de petróleo y gas y en los pozos de inyección y suministro de agua. Existen varios mecanismos que pueden conducir a la formación de sulfuro de hierro. Sin embargo, todos estos mecanismos requieren fuentes de sulfuro de hidrógeno y hierro. El sulfuro de hidrógeno puede provenir de bacterias reductoras de sulfato, de la descomposición térmica del sulfato o de su introducción en el pozo como en las operaciones de elevación de gas. El hierro puede provenir de la formación, especialmente de los yacimientos de arenisca, y también está presente en el fondo del pozo como resultado de varios procesos de corrosión. La combinación de sulfuro de hidrógeno y hierro provocará la formación de varias especies de sulfuro de hierro. La relación entre el hierro y el sulfuro en estas especies depende de la temperatura, la presión, el pH y la concentración de sulfuro de hidrógeno. Esta proporción desempeña un papel fundamental a la hora de determinar el mejor método para eliminar las escamas de sulfuro de hierro. El ácido clorhídrico puede utilizarse para disolver las especies de sulfuro de hierro que contienen hierro y azufre en una proporción molar cercana a la unidad. Se pueden utilizar fórmulas no ácidas para eliminar las incrustaciones de sulfuro de hierro; sin embargo, su capacidad para disolver el sulfuro de hierro depende de la relación molar entre el hierro y el sulfuro. Para evitar la formación de sulfuro de hierro, se ha comprobado que los tratamientos de compresión de la formación son muy eficaces. En este documento se discuten varios mecanismos que pueden conducir a la formación de sulfuro de hierro, métodos químicos y mecánicos para eliminarlo y tratamientos químicos de compresión para prevenir su formación y/o deposición.
Resultados, Conclusiones
Se realizó un extenso trabajo de campo para identificar el tipo de incrustación de sulfuro de hierro presente, y los mecanismos que conducen a su formación. Las especies de sulfuro de hierro estaban presentes en pozos de gas, petróleo y suministro de agua. Se comprobó que las características químicas y físicas de las incrustaciones de sulfuro de hierro estaban en función de la temperatura, la presión, el pH y la edad de las incrustaciones. Otras propiedades de las incrustaciones, como la densidad y el grosor, varían en función de la profundidad y la edad de las mismas. Se examinaron en detalle varios tratamientos mecánicos y químicos para eliminar las incrustaciones de sulfuro de hierro. Se identificaron las ventajas y desventajas de cada método. El mejor método para tratar las incrustaciones de sulfuro de hierro es evitar su formación en primer lugar. Los tratamientos químicos de exprimido resultaron ser eficaces en este sentido. Una vez formada la cascarilla de sulfuro de hierro, se recomienda eliminar la cascarilla mediante lavados ácidos con los aditivos adecuados. Se recomiendan los medios mecánicos para las incrustaciones de sulfuro de hierro antiguas, que tienen una baja solubilidad en ácido.
Área de interés
Las incrustaciones de sulfuro de hierro están presentes en los pozos e inyectores de petróleo y gas agrios que están contaminados con bacterias reductoras de sulfato (SRB). Aumenta la tasa de corrosión de los tubulares de fondo de pozo y afecta negativamente al rendimiento de varios pozos. Reduce la eficacia de la separación de aceite y agua en varias GOSP. La eliminación de las incrustaciones de sulfuro de hierro es un proceso complejo, especialmente en condiciones de fondo de pozo. La optimización de este proceso requerirá la plena comprensión de diversas interacciones químicas.
Se sabe que las especies de sulfuro de hierro causan problemas operativos en la industria petrolera. La presencia de partículas de sulfuro de hierro en el agua inyectada puede causar la pérdida de inyectividad en los inyectores de agua de potencia1-3 y en los pozos de eliminación de agua.4 La acumulación de sulfuro de hierro y de biomasa alrededor de los filtros de fondo de pozo y de las perforaciones puede causar la pérdida de productividad de los pozos de suministro de agua.5 La acumulación de incrustaciones de sulfuro de hierro en la tubería puede crear problemas durante el trabajo con cable y puede reducir la entregabilidad del pozo. 6-7 La presencia de partículas finas de sulfuro de hierro en el petróleo crudo producido puede causar muchos problemas operativos en las plantas de separación de petróleo y gas (GOSP). 8 Recientemente, Nasr-El-Din et al.9 descubrieron que las incrustaciones de sulfuro de hierro depositadas en las boquillas de los mandriles de gas reducían la productividad de los pozos de abastecimiento de agua con gas lift.