Estudo da acidificação de rochas carbonáticas utilizando ácidos orgânicos, inorgânicos e blends ácidos

dc.contributor.advisorRodrigues, Marcos Allyson Felipe
dc.contributor.authorSilva, Normann Paulo Dantas da
dc.contributor.authorID0009-0004-8237-2648
dc.date.accessioned2025-07-18T12:59:48Z
dc.date.available2025-07-18T12:59:48Z
dc.date.issued2025-05-13
dc.description.abstractIn some phases of an oil well's cycle, such as drilling, completion, and production/injection, there is a possibility of formation damage. This damage is tamponades of the pores of the rock, which reduces its permeability and decreases the production of hydrocarbons. To increase the permeability of the carbonate rock producing zone in the vicinity of the well, the matrix acidification technique can be applied, which is a low-cost and high-yield stimulation method compared to hydraulic fracturing. For this type of operation, hydrochloric acid, or organic acids such as acetic or formic, are commonly used. The acid reacts with the rock to form wormholes, which are pathways responsible for connecting the reservoir to the well, increasing oil production. Individually, these acids have negative points, because hydrochloric acid, for example, reacts very fast with carbonate and ends up dissolving the face, while acetic and formic acids react slowly, hindering the formation of wormholes and the production itself. This study investigates the use of acid formulations composed of acetic acid, formic acid, and hydrochloric acid for optimizing acidizing processes in carbonate reservoirs, with a focus on dissolution efficiency and structural damage control. The results of the experimental design indicate that the reaction rate (ν) of calcium carbonate tablets in different acid concentrations ranged from 0.02 to 10.50 g/s, with the most efficient composition being 15 mL of acetic acid, 15 mL of formic acid, and 5 mL of HCl, achieving a reaction rate of 4.38 g/s. In reactive flow tests through porous media, it was observed that for injection rates of 2, 4, and 8 mL/min, the blends presented Pore Volume to Breakthrough (PVbt) values higher than those of 15% HCl, requiring a larger fluid volume to reach breakthrough. However, at an injection rate of 10 mL/min, the PVbt of 15% HCl was higher than that of the blends, indicating a faster and less controlled dissolution process, resulting in narrow and direct channels.
dc.description.resumoEm algumas fases do ciclo de um poço petrolífero, como perfuração, completação e produção/injeção, existe a possibilidade da ocorrência de danos à formação. Esses danos são tamponamentos dos poros da rocha, que reduzem a sua permeabilidade e diminuem a produção de hidrocarbonetos. Para aumentar a permeabilidade da zona produtora de rochas carbonáticas, no entorno do poço, pode-se aplicar a técnica de acidificação de matriz, que se trata de um método de estimulação de baixo custo, e de alto rendimento. Para este tipo de operação, utiliza-se, comumente, o ácido clorídrico ou ácidos orgânicos, como acético ou fórmico. O ácido reage com a rocha para que se formem wormholes, que são caminhos responsáveis pela conexão do reservatório com o poço, ampliando a produção de petróleo. Individualmente, esses ácidos apresentam pontos negativos, pois o ácido clorídrico, por exemplo, reage muito rápido com o carbonato e acaba dissolvendo a face, enquanto os ácidos acético e fórmico reagem lentamente, dificultando a formação de wormholes e a própria produção. Este trabalho investiga a utilização de formulações ácidas compostas por ácido acético, ácido fórmico e ácido clorídrico para otimização de processos de acidificação em reservatórios carbonáticos, com foco na eficiência de dissolução e controle de danos à formação. Os resultados do planejamento experimental indicam que a velocidade de reação (ν) das pastilhas de carbonato de cálcio em diferentes concentrações de ácidos variou de 0,02 a 10,50 g/s, sendo a composição com 15 mL de ácido acético, 15 mL de ácido fórmico e 5 mL de HCl a mais eficiente, com uma velocidade de 4,38 g/s. Em testes de fluxo reativo no meio poroso, observou-se que, para taxas de injeção de 2, 4 e 8 mL/min, os blends apresentaram valores de Pore Volume to Breakthrough (PVbt) superiores aos do HCl 15%, exigindo maior volume de fluido para atingir o breakthrough. No entanto, para a taxa de 10 mL/min, o PVbt do HCl 15% foi superior aos dos blends, evidenciando uma dissolução mais rápida e menos controlada, resultando em canais diretos e estreitos.
dc.description.sponsorshipPrograma de Formação de Recursos Humanos da ANP (PRH-ANP) 26.1
dc.identifier.citationSILVA, Normann Paulo Dantas da. Estudo da acidificação de rochas carbonáticas utilizando ácidos orgânicos, inorgânicos e blends ácidos. 2025. 58 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Petróleo) - Departamento de Engenharia de Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/64603
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBrazil
dc.publisher.departmentEngenharia de Petróleo
dc.publisher.initialsUFRN
dc.publisher.programEngenharia de Petróleo
dc.subjectacidificação de matriz
dc.subjectácidos orgânicos
dc.subjectácidos orgânicos e inorgânicos
dc.subjectdissolução
dc.subject.cnpqENGENHARIAS
dc.titleEstudo da acidificação de rochas carbonáticas utilizando ácidos orgânicos, inorgânicos e blends ácidos
dc.typebachelorThesis

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