Análise experimental da influência da acidificação de rochas carbonáticas nos parâmetros geomecânicos e petrofísicos

Abstract

As técnicas de estimulação de poços buscam contornar os fenômenos de danos à formação. A acidificação de matrizes é uma técnica de estimulação que consiste na injeção de um fluido reativo para dissolver os minerais da matriz rochosa próximas ao poço, criando canais e deixando a rocha mais permeável para o fluxo de fluidos. O ácido clorídrico (HCl) é o ácido mais utilizado para essa técnica, mas sua alta taxa de reação com o carbonato pode reduzir sua penetração na formação. Sendo assim, para otimizar o consumo de ácido e aumentar a profundidade da acidificação através canais de dissolução (wormholes), é necessário o desenvolvimento de fluidos de estimulação contendo aditivos que reduzam a taxa de dissolução da matriz rochosa pelo ácido nas regiões mais próximas às paredes do poço. O objetivo deste trabalho foi compreender a influência de diferentes fluidos de estimulação nas propriedades petrofísicas e geomecânicas da rocha. A microtomografia computadorizada (microTC), foi utilizada para analisar os padrões wormholes formados. Foram realizadas caracterizações dos fluidos reativos e das amostras de rochas carbonáticas, ensaios de porosidade e permeabilidade, ensaios de mecânica das rochas, ensaios de fluxo em meios porosos e microtomografia computadorizada de raios X. Como resultado, o tratamento ácido afetou a porosidade das amostras acidificadas em função do tipo e vazão do fluido injetado e aumentou significativamente a permeabilidade. Os resultados também demonstraram que as propriedades mecânicas (parâmetros de resistência e deformabilidade) indicaram enfraquecimento e perda de rigidez da rocha após tratamento ácido. As amostras acidificadas com HCl 15% apresentaram valores do módulo de Young cerca de 96% inferiores ao grupo das intactas. Enquanto as amostras acidificadas com HCl 15% mais aditivos apresentaram valores 22% mais baixos. Por outro lado, o grupo acidificado com HCl 15% apresentaram um coeficiente de Poisson 39% maior do que o grupo das intactas. Já o grupo acidificado com HCl 15% e aditivos, apresentou um coeficiente 15% maior. Os valores de resistência à compressão uniaxial das amostras acidificadas com HCl 15 % foi cerca de 60 % inferior ao do grupo das intactas. Enquanto as amostras acidificadas com HCl 15% mais aditivos apresentaram resistência cerca 8 % menor. Os resultados de resistência à compressão diametral das amostras acidificadas com HCl 15 % foi cerca de 17 % da resistência à compressão uniaxial e das amostras acidificadas com HCl mais aditivos foi cerca de 8 %. A microtomografia computadorizada confirmou visualmente que o tratamento ácido cria efetivamente um caminho para o fluxo de fluido do reservatório para o poço.