delta frac 140
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FLUIDOS DE FRACTURAMIENTO
HIDRÁULICO Y ESTIMULACIÓN
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FormacióFormaciónn
PozoPozo
Introducción Fractura Introducción Fractura HidráulicaHidráulica
Fluido de FracturaFluido de Fractura
Barrera Barrera SuperiorSuperior
Barrera inferiorBarrera inferior
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OBJETIVOOBJETIVO
• CAMBIAR EL SISTEMA DE FLUJO DE RADIAL A LINEAL
• AUMENTA EL AREA DE DRENAJE
• DESMINUIR LA PERDIDA DE CARGA DENTRO DE LA FORMACION
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La fractura hidraúlica en general se inicia y propaga perpendicular
al menor principal esfuerzo.
Orientación de la Orientación de la FracturaFractura
å min
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Proceso de una FracturaProceso de una FracturaProceso de una FracturaProceso de una Fractura
Pad
SLF
HT-2000
El colchon (Pad) genera, propaga la fractura y sirve de guia para que el fluido con el A.S entre a la fractura para crear una geometria determinada
Fluido con Agente de Sosten
Colchon (Pad)
Blender
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FLUIDO DE FRACTURAFLUIDO DE FRACTURAINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
ObjetivoPropiedades
Tipos
Trasmitir la presión, para iniciar y propagar la fractura
Transportar y colocar en la fractura el agente de sostén
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PropiedadesPropiedades
- Compatibilidad con la formación a tratarse.- Compatibilidad con los fluidos del reservorio.- Capacidad de transporte y suspensión del agente de
sostén.- Suficiente viscosidad para que la fractura tenga el
ancho necesario para aceptar el agente de sostén.- Eficiencia ( función de la pérdida de fluido )- Pérdida de fricción.- Facilidad de recuperación después del tratamiento.- Fácil manipuleo y preparación en el campo.- Estable, es decir mantener su viscosidad durante la
operación.
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FluidosFluidos basebase hidrocarburohidrocarburo
• No Daña las arcillas• Baja tensión interfacial• Compatible con los fluidos de formación• Mezclado en Batch o continuo
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Fluidos base aguaFluidos base agua
• Seguridad• Disponibilidad• Económico• Mezcla en Batch o continuo• Tiempo de ruptura controlado
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Tipos de químicos requeridosTipos de químicos requeridos
• Polímeros• Crosslinkers( encadenadores)• Control de pH • Ruptores de Gel (Breakers)• Surfactantes• Control de Arcillas• Bactericidas• Control de Pérdida de Fluido
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Gel BaseGel Base
• El polímero seco es incorporado al agua para hidratarse formando el gel base.
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Propiedades de los PolímerosPropiedades de los Polímeros
• Viscosidad• Consistencia• Resistencia al flujo • Contribuye al ancho de la fractura• Transporte del Agente de Sostén
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Tipos de Polímeros usadosTipos de Polímeros usados
• Goma Guar, alta Viscosidad (WG19,22,26,31)
• Hydroxypropyl guar (HPG) (WG-11)
• Carboxymethylhydroxypropyl guar(CMHG)(WG18)
• Hydroxyethyl cellulose (HC) (WG-17)
• Xanthan (WG-24)
• Polyacrylamide Copolymers (FR26LC, 28LC)
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Crosslinking AgentsCrosslinking Agents
• Borate• Zirconium• Titanium• Antimony• Aluminum
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Crosslinking AgentsCrosslinking Agents
• El Crosslinkers interconecta las cadenas del polímero, multiplicando su peso molecular
• El Incremento del peso molecular provee mas viscosidad y mejora el transporte del Agente de Sostén (proppant)
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Crosslinking demoradoCrosslinking demorado
• Un Rápido crosslinking genera una alta presión de bombeo y una degradación al corte
• El crosslinking demorado reduce la presión de bombeo y evita la degradación al corte del fluido
• El Fluido debería comenzar a crosslinkiarse antes de entrar a los punzados
• Activado por la temperatura, pH y concentración
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Importancia del control de Importancia del control de PHPH
• Velocidad de hidratación del polímero
• Velocidad de Crosslinking
• Estabilidad del Gel
• Rotura de Gel
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Delta Frac 140
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19DELTA FRAC 140
Es un sistema diseñado para proveer una excelente viscosidad, realizando una buena mezcla y bombeo de fluido.
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20DELTA FRAC 140
Reduce la carga del polímero requerida para obtener viscosidad necesaria
Reducen daño de la formación
Proporciona conductividad conservada superior
proporciona un transporte de proppante excelente
alcanza roturas limpias, completas
simple utilizar el sistema realza calidad y las ayudas reducen tiempo en la localización
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CARACTERÍSTICAS
•Temperatura: 100°F - 140°F.
•pH: 8 y 9
•Agente gelificante: WG 35
•Concentración: 20 a 30 lb/Mgal
•Crosslinker- Buffer: BC-140
•Control de Arcilla: Clayfix II y KCl
•Rompedor: Oxidantes (SP Breaker, OptiFlo II)
• Enzimaticos (GBW-30)
•Biocida: Be-3S, Be-6, Be-7
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22CONDICIONES DE UN FLUIDO DELTA FRAC 140
• Preparado fácilmente y rápidamente en sitio de trabajo
• Bombeado fácilmente y con seguridad
• Amigable al medio ambiente
• Transporta el proppante requerido en la fractura
• Romperse fácilmente y se pueden recuperar de la fractura
• Permite que la arena empaque reduciendo el daño a la formación.
• Económicamente viable.
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SeguroSeguro
Crear la fracturaCrear la fractura
Transportar el propanteTransportar el propante
Amigable al medio ambienteAmigable al medio ambiente
Fácil de romperFácil de romper
Baja fricción Baja fricción
Baja pérdida de fluidoBaja pérdida de fluido
FLUIDO DE FRACTURA
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• Base agua– Seguros– Disponibles– Económicos– Tiempos de ruptura controlados– Amplio rango de temperatura– Interacción con las arcillas
• Base hidrocarburo– No hincha las arcillas– Baja tensión superficial– Peligrosos– Costosos
• Base espuma– N2 o CO2
– Buena viscosidad– Bueno transporte de
apuntalante– Térmicamente estable
SISTEMAS DE FLUIDOS DE FRACTURA
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25ADITIVOS PARA EL FLUIDO DE FRACTURA
• Polímeros• Crosslinkers• Controladores de pH• Breakers• Surfactantes• Controladores de arcilla• Bactericidas
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26AGENTE GELIFICANTE
Polímeros Polímeros base aguabase agua Residuo Residuo
Guar
WG-19 WG-22
10 ~ 13%WG-26 WG-31
WG-35
HPG WG-11 1 ~3%
CMHPG WG-18 1~2%
Factores de Análisis:
Residuo
Estabilidad Térmica
Viscosidad
Costo
Función:
Aumentar la viscosidad
Reducción de la fricción
Controlar perdida de fluido
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Agente Gelificante
•Importancia Agente gelificante
Que es un polimero?
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Agente Gelificante • Hidratación
OH HO
H HOH H
OH HO
H HOH H
• “Thickness” (viscocidad)
• Reducción de Fricción
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29Agente Gelificante
Para Delta Frac 140
Disponibilidad
Goma Guar refinada
Igual viscosidad con menor cantidad de polímero
Menos cantidad de residuo
WG-35WG-35
Puede causar:Puede causar:
Irritación en los ojos y vías respiratoriasIrritación en los ojos y vías respiratorias
Reacción alérgica respiratoriaReacción alérgica respiratoria
Polvo explosivoPolvo explosivo
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30BACTERICIDAS
Biocidas:Biocidas: Destruyen o eliminan las bacterias Destruyen o eliminan las bacterias
BiostatoBiostato:: Previene el incremento en la población de bacterias Previene el incremento en la población de bacterias
Destruyen o controlan las bacterias para evitar la degradación del gel
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BACTERICIDAS
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•
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33BACTERICIDAS
Bactericida para Delta Frac 140Bactericida para Delta Frac 140
BE-6BE-6
Efecto duradero Efecto duradero
Efectivo para rangos de pH más altosEfectivo para rangos de pH más altos
Costo efectivoCosto efectivo
Puede causar:Puede causar:
Quemaduras en los ojosQuemaduras en los ojos
Irritación en la piel y vías respiratoriosIrritación en la piel y vías respiratorios
Peligroso si se ingierePeligroso si se ingiere
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• El pH afecta:– Grado de hidratación del gel– Grado de crosslinkeo– Estabilidad del gel– Viscosidad
• Los Buffers son mezclas de ácidos débiles y sales conjugadas de estos ácidos, y son resistentes al cambio de pH.
Buffer pH
BA-2 1.5 - 3
BA-20 6 – 8.5
BA-40 / BA-40L 7 - 11
CONTROLADORES DE pH
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Proporciona rango de pH óptimo para la hidrataciónProporciona rango de pH óptimo para la hidratación
Compatible con la mayoría de los sistemas de fluidosCompatible con la mayoría de los sistemas de fluidos
No interfiere con los rompedores oxidantesNo interfiere con los rompedores oxidantes
Puede producir:Puede producir:
Quemaduras en los ojos y la pielQuemaduras en los ojos y la piel
Irritación respiratoriaIrritación respiratoria
Peligroso si se liberaPeligroso si se libera
BufferBuffer para Delta Frac 140 para Delta Frac 140
BA-20BA-20
CONTROLADORES DE pH
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Arcillas – Dilatación
Arcillas – Migración
CONTROLADORES DE ARCILLA
CaolinitaEsmectita
Ilita
Reducen el hinchamiento de la arcilla
Previenen la migración de arcilla
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Influencia de Arcillas
• Arcillas presentes en mayoria de oil/gas formaciones
• Pueden absorber agua e HINCHAR
• Particulas pueden quebrar y MIGRAR
• Forman una restriccion al flujo
• Puede ser un dao permanente
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ArcillasArcillas
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Métodos para Control Arcillas
• Sales Inorganicas: KCl, NaCl
• Sales Organicas: ClayFix, ClayFix II
• Polimeros Cationicos: ClaSta XP, ClaSta FS
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ConstituciConstitucióón de una Arenan de una Arena
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Control de Arcillas
KCl (2%)
- -
K+ Cl -H2O
--
- ---
- ---
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42SURFACTANTES
+ -
Reducen tensión superficial
Impiden o rompen formación de emulsiones
Estabilizan espumas
Mojabilidad
Tipos:
• No Iónico
• Catiónico
• Aniónico
• Anfotérico
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43SURFACTANTES
Surfactante para Delta Frac 140Surfactante para Delta Frac 140
Losurf-300MLosurf-300M
Puede causar:Puede causar:
Irritación en los ojos, la piel y vías respiratoriasIrritación en los ojos, la piel y vías respiratorias
Dolor de cabeza, mareos y otros efectos sobre sistema nervioso centralDolor de cabeza, mareos y otros efectos sobre sistema nervioso central
Peligroso si se ingierePeligroso si se ingiere
No Iónico
Compatible con la mayoría de los aditivos ácidos
Compatible con todo tipo de formación
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Reducción controlada de la viscosidad
Maximiza el regreso de los fluidos de estimulación a la superficie
Minimiza el regreso de la arena
Maximiza la producción (conductividad)
ROMPEDORES
Crosslinked Gel
LGCBase Gel
Crosslinker
Hydration Buffer
X-link Buffer
Broken GelBreaking -
Buffer
Breaker
Tipos:Tipos:
OxidantesOxidantes
ÁcidosÁcidos
EnzimáticosEnzimáticos
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45ROMPEDORES
• Persulfato de sodio (SP)• Persulfato de Amonio (AP)• OptiFlo II• OptiFlo III
• ViCon NF
100-170°F
170-200°F
Rompedores para Delta Frac 140Rompedores para Delta Frac 140
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ROMPEDORES
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ROMPEDORES
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48ROMPEDORES
Para Delta Frac 140Para Delta Frac 140
OptiFlo IIIOptiFlo III
Encapsulado
Persulfato de Amonio
Efecto retardado
Rango temperatura 125-200 °F
Puede causar:Puede causar:
Irritación en los ojos, piel y vías respiratoriasIrritación en los ojos, piel y vías respiratorias
Reacción alérgica en la piel y vías respiratoriasReacción alérgica en la piel y vías respiratorias
Peligroso si se ingierePeligroso si se ingiere
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49ROMPEDORES
Temperatura: 125°F a 200F°
Encapsulado
Que ayuda a mejorar conductividad de la fractura
Degrada el filter cake formado por fluidos boratos y mejora el empacamiento de la arena.
Optiflo III se aplica en altas concentraciones para un mejor cleanup.
Consideraciones del OptiFlo III:
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50ROMPEDORES
Para Delta Frac 140Para Delta Frac 140
SP Breaker SP Breaker Rompedor granulado
Persulfato de sodio
Tecnología antigua
Rápido efecto
Rango de temperatura 120-200°F
Puede causar:Puede causar:
Reacción alérgica en la piel y vías respiratoriasReacción alérgica en la piel y vías respiratorias
Irritación en los ojosIrritación en los ojos
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51ROMPEDORES
Utilizado en boratos
Temp< 120°F actúa muy lento.
Temp > 200°F no puede ser controlado
Puede ser diluido en agua para propositos de medicion.
Rango de pH 2 a 12.
Consideraciones del SP Breaker:
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52CROSSLINKERSInterconectan la cadena de polímeros
Incrementan el peso molecular proporcionando mayor viscosidad y mejor acarreo del propante
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CROSSLINKERS
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54CROSSLINKERSPara Delta Frac 140Para Delta Frac 140
BC-140 BC-140 Crosslinker-Buffer
Dependiente de temperatura y concentración de estabilizador de arcilla
Crosslinker NO retardado
Ajusta pH deseado
Puede causar:Puede causar:
Irritación en los ojos, la piel y vías respiratoriasIrritación en los ojos, la piel y vías respiratorias
Dolor de cabeza, mareos y otros efectos sobre sistema nervioso centralDolor de cabeza, mareos y otros efectos sobre sistema nervioso central
Peligroso si se ingierePeligroso si se ingiere
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55MEJORADORES DE CONDUCTIVIDAD
Controlan el retorno del apuntalante y mejoran el flujo de los fluidos a través del propante
Tipos:
SandWedge
SandWedge NP
SandWedge XS
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AGENTE DE SOSTÉNAGENTE DE SOSTÉN
OBJETIVO
• MANTENER LA FRACTURA ABIERTA
• PERMITIR EL DRENAJE DEL FLUIDO DE FORMACION
Fractura cerrada con Agente de Sosten
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CONTROL DE CALIDAD DE LOS FLUIDOS DE FRACTURA EN CAMPO
Análisis de la Calidad Físico-química del agua de mezcla del fluido
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Calidad Microbiológica del agua de mezcla para Fluidos de Fractura
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Medición de la Viscosidad del Gel Lineal
Viscosidad Vs. Temperatura para el WG-11
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Pruebas de Compatibilidad Fluido - Fluido
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Activación del Fluido de Fractura
La activación del fluido de fractura, ocurre cuando es adicionado al gel lineal base, el activador o crosslinker. El gel lineal debe poseer las propiedades de viscosidad y pH adecuados para la activación y desarrollo de viscosidad. Adicionalmente son adicionados al “vuelo”, el rompedor y otros según el diseño del fluido.
Delta Frac – 140 Activado
Delta Frac – 140 Activado con Arena
Delta Frac – 140 Activado con Arena “capacidad de soporte del propante”
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Perfil reológico del fluido de fractura Delta Frac – 140, evaluado en el reómetro Chandler 5550
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FE ACID 15% DSADITIVO FUNCIÓN COMPOSICIÓN CONCENTRACIÓN
Agua Fluido base Solvente 382.7 gpt
Ferchek Secuestrante de oxígeno Iso-ascorbato de sodio 15 gpt
Fe-2Agente para controlar hierro
Ácido cítrico 100 gpt
AS-11A Agente anti-Sludge Sal de Amonio 10 gpt
AS-11E Agente Tenso-activo Isopropanol - Amino 20 gpt
Hai-404M Inhibidor de corrosión Amina cuaternaria de clorometilnaftalenoqui-nolina
15 gpt
HClRemoción de sustancias
inorganicas Acido clorhidrico 442 gpt
Fe-1A Buffer Acido acético 20 gpt
Clasta FS Estabilizador de arcillas Cloruro de amonio 2 gpt
Pet 200 Solvente Mutual Mezcla de glicoles y alcoholes 80 gpt
Pet 55 Surfactante Mezcla de surfactantes y alcoholes 20 gpt
Tratamiento Ácido para Limpieza de Tubería “Pickline”
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Condiciones que deben cumplir un Ácido
• Que los productos de la reacción sean solubles en el ácido gastado
• Relativamente facil de prepararlo
• Bajo costo
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Ácido Clorhídrico ( HCl)
• Es una solución de gas Cloruro de hidrógeno en agua. Este gas puede solubilizarce hasta una concentración (en peso) del 43% a 60F (es una solución no práctica)
• El HCl comercial ha sido regulado en 20grado Baume, 31.45% de ácido
• Ventajas:Los producctos de la reacción completamente solublesReacciones previsibles y finalesEconómicoAcido fuerte
• DesventajaLa corrosión
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Ácido Clorhídrico ( HCl)
Minerales que Solubiliza
Altamente:– CaCO3 principalmente– Oxidos de Hierro
Moderadamente– Algunas arcillas en ciertas condiciones– Yeso ( Sulfato de calcio)– Anhydrita ( Sulfato de calcio)
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Ácido Clorhídrico ( HCl)
• Cálculo de dilución del ácido
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CW FRAC
ADITIVO FUNCION COMPOSICION CONCENTRACIÓN
Agua Fluido base ----- 930.8 gpt
KCl Controlador de arcillas Cloruro de potasio 260 gpt
HPT-1 Polímero Mezcla 50 gpt
Ba-20 Buffer de bajaÁcido Acético – Acetato de
Amonio1 gpt
Gasperm-1000 Agente tenso activo Isopropanol 2.5 gpt
Tratamiento para Control de Agua
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N - VER - SPERSE - O
ADITIVO FUNCION COMPOSICION FORMULA
Xileno Disolvente Xileno 928 gpt
Musol Solvente mutualEter monobutílico de
etilenglicol70 gpt
Hyflo IV SurfactanteAlquilhexanol, isooctanol,
naftaleno, nafta de petróleo aromático pesaso
2 gpt
Tratamiento para remoción de Depósitos Orgánicos
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