ESTUDIO DE COMPATIBILIDAD DE AGUAS Y VALIDACION DE MODELOS GEOQUÍMICOS

CARLOS HERNÁNDEZ ROJAS ¹

Tutor (es): José Luis Mogollón y Belkis García.

RESUMEN

Los modelos geoquímicos-termodínamicos son considerados herramientas poderosas para la predicción de la precipitación de minerales (escamas). Sin embargo, se han dedicado pocos esfuerzos para su validación en condiciones relevantes para la recuperación de crudos mediante inyección de aguas. Por ello, en la presente tesis se realizaron 34 experimentos estáticos y su modelaje, variando la temperatura desde 25 °C hasta 100 °C y la presión entre 1 y 68 atm. Se consideraron 5 aguas de inyección ( TDN Bachaquero, Lago de Maracaibo, Acuífero de Motatán, somera y profunda) y sus mezclas; todas típicas de la cuenca del Lago de Maracaibo. Esto significara que el trabajo abarcó un intervalo de fuerza iónica de 2.10-3 a 1.10-1 M; de relación [Ca]/[HCO3-] de 6.10-4 a 3.10-1; de relación [Mg]/[HCO3-] de y pH de 7,7 a 8,4.

Se detectaron disminuciones de las concentraciones de Ca y Mg en solución atribuidas a precipitación de carbonatos, las cuales aumentan con la temperatura y en mucho menor grado con la presión. La mayor precipitación de Ca (5 mg/l) se observó a 100 °C y 68 atm para agua Lago de Maracaibo y la de Mg (3 mg/l) a 50 °C y 1 atm para agua TDN. Un efecto conjunto de la disminución del Kps de carbonato con la temperatura y la competencia de Ca+2 y Mg+2 por HCO3-.

La mezcla de aguas produce un efecto sinergético observándose la máxima precipitación de Ca (20 mg/l) y Mg (23 mg/l) al mezclar 1: 1 agua del Lago de Maracaibo con agua de formación profunda. Esto se debe a que una aporta Mg+2 y Ca+2 , mientras la otra aporta HCO3-.

Todo esto significa que, con las tasas de inyección de aguas planificadas en la cuenca, debe esperarse una precipitación de carbonatos del orden de 3.103 Kg / día, equivalente a un volumen de 10.000 barriles/día.

El modelo fue capaz de predecir las concentraciones resultantes de Ca con una diferencia menor de 6 % para concentraciones mayores de 7 ppm y de 15% para concentraciones mayores de 7 ppm. El modelo predice la concentración final de Mg con 21 % de diferencia para concentraciones mayores de 2 ppm y el pH final de las soluciones con diferencias menores a la unidad. Las diferencias de pH se deben a errores experimentales no contemplados en el estudio.

Todo esto significa que una vez definidas apropiadamente las condiciones del yacimiento el modelo predice la precipitación de escamas en campo, a menos que exista una participación de acomplejantes orgánicos no considerada en este estudio.

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¹ Licenciado en Química. Opción Geoquímica. Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Escuela de Química, 1997.

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