BR102012002399A2 - aqueous composition for partially or totally blocking water production in production or injection wells and method of preparing said composition - Google Patents

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Francisco Palencia
Isabel Vega
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Servicios Especiales San Antonio S A
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells

Abstract

composição aquosa para bloqueio parcial ou total da produção de água em poços de produção ou injeção, e método de preparação da dita composição. descreve-se um sistema aquoso e sua metodologia de preparação, para obter o bloqueio parcial ou total da produção de água tanto em poços produtores como injetores, da indústria de petróleo e/ou gás, útil para bloquear as áreas muito permeáveis com o objetivo de reduzir a produção de água e redirecionar seu fluxo dentro dos reservatórios, o sistema compreendendo produtos orgânicos de baixa 10 viscosidade a serem bombeados para no poço em estado líquido, e que após um certo período de tempo atingem a consistência de gel desejada.aqueous composition for partially or totally blocking water production in production or injection wells, and method of preparing said composition. An aqueous system and its preparation methodology are described to obtain partial or total blockage of water production in both producer and injector wells of the oil and / or gas industry, useful for blocking very permeable areas for the purpose of reduce water production and redirect its flow into the reservoirs, the system comprising low viscosity organic products to be pumped into the liquid well, and which after a certain period of time reach the desired gel consistency.

Description

Composição aquosa para bloqueio parcial ou total da produção de água em poços de produção ou injeção, e método de preparação da dita composição.Aqueous composition for partial or total blockage of water production in production or injection wells, and method of preparing said composition.

ESTADO DA ARTE CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a uma composição ou, como é conhecido no estado da arte, um sistema a ser aplicado para o tratamento de poços da indústria de petróleo e gás, e mais particularmente refere-se a uma composição química para "bloqueio de água" que permite o bloqueio de áreas de formação muito permeáveis, reduzindo a produção e redirecionando o fluxo de injeção de água dentro dos reservatórios, sendo um sistema versátil, capaz de gerar géis selantes ou não selantes, de acordo com sua composição, para controlar a produção de água.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a composition or, as is known in the state of the art, a system to be applied for the treatment of oil and gas industry wells, and more particularly relates to a chemical composition for "water blocking" which allows the blocking of very permeable formation areas, reducing production and redirecting the flow of water injection into the reservoirs, being a versatile system capable of generating sealing or non-sealing gels according to with its composition to control water production.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA ANTERIORDESCRIPTION OF PRIOR ART STATE

Na indústria do petróleo, as técnicas de "recuperação secundária" têm sido cada vez mais aplicadas para melhorar a produção de hidrocarbonetos. Esta técnica envolve a injeção de água tratada quimicamente, que é injetada através de poços que são concebidos para este propósito, a fim de "varrer" ou arrastar o petróleo residual retido na formação. Como a água injetada geralmente apresenta uma viscosidade que é menor do que a do petróleo bruto, e devido à heterogeneidade inata do reservatório, após um certo período de tempo a água é canalizada através de zonas altamente permeáveis, limitando a eficiência do tratamento. Isto leva a altos custos associados com o tratamento com água de produção, com o gerenciamento de resíduos e água, o que faz com que a recuperação secundária não seja economicamente viável.In the oil industry, "secondary recovery" techniques have been increasingly applied to improve hydrocarbon production. This technique involves injecting chemically treated water, which is injected through wells that are designed for this purpose in order to "sweep" or drag away residual oil trapped in the formation. As injected water generally has a viscosity that is lower than that of crude oil, and due to the innate heterogeneity of the reservoir, after a certain period of time the water is channeled through highly permeable zones, limiting treatment efficiency. This leads to high costs associated with treatment with production water, waste and water management, which makes secondary recovery not economically viable.

Dadas essas limitações, várias técnicas foram desenvolvidas para redirecionar o fluxo de água injetada dentro do reservatório, para fins de tratamento de uma formação que não tenha sido processada de forma adequada. A maioria dos sistemas propostos envolve o bombeamento de produtos orgânicos em estado líquido dentro da perfuração do poço, seja um poço de injeção ou de produção, e após um certo período de tempo, tal como de horas ou dias, é gerado um gel rígido que cria uma vedação permanente parcial ou total nas camadas mais permeáveis das formações tratadas. Desta forma, é possível redirecionar a água de injeção para as áreas do reservatório contendo reservas de hidrocarbonetos. Estes tratamentos de bloqueio, preparados em lotes, são comumente conhecidos como tratamentos, sistemas, ou composições de "Bloqueio de Água" (WSO - do inglês, "Water Shut-Off'). O objetivo desta técnica é a redução da produção de água e dos custos associados com os processos de separação de água no petróleo. Além disso, também visa reduzir os custos do equipamento, bem como os custos gerados pela corrosão, formação de tártaro e produção de areia. Por outro lado, os tratamentos de WSO também permitem reduzir a quantidade de água de formação extraída e os custos de re-injeção, minimizando o impacto ambiental.Given these limitations, several techniques have been developed to redirect the flow of injected water into the reservoir for treatment of formation that has not been properly processed. Most proposed systems involve pumping liquid organics into the wellbore, either an injection or production well, and after a certain period of time, such as hours or days, a hard gel is generated that creates a partial or full permanent seal on the most permeable layers of the treated formations. In this way, it is possible to redirect the injection water to the reservoir areas containing hydrocarbon reserves. These batch prepared blocking treatments are commonly known as "Water Shut-Off" (WSO) treatments, systems, or compositions. The purpose of this technique is to reduce water production. and costs associated with water separation processes in petroleum, and also aims to reduce equipment costs as well as costs generated by corrosion, tartar formation and sand production. enable you to reduce the amount of forming water extracted and re-injection costs while minimizing environmental impact.

Os tratamentos de bloqueio de água (WSO) aumentam a produção de hidrocarbonetos, aumentando a área explorada do reservatório sob recuperação secundária. Portanto, aumentam a vida útil do reservatório, otimizando a recuperação de petróleo. A tecnologia de bloqueio de água é aplicada não só em poços durante a recuperação secundária, mas também em poços de produção com altos cortes naturais de salmoura provenientes de zonas aquosas.Water blockage (WSO) treatments increase hydrocarbon production by increasing the explored reservoir area under secondary recovery. Therefore, they increase reservoir life, optimizing oil recovery. Water blocking technology is applied not only to wells during secondary recovery, but also to production wells with high natural brine cuts from aqueous zones.

Atualmente, existem muitos métodos em uso para controle da produção de água. Um dos primeiros métodos utilizados na indústria de petróleo e gás consistia na aplicação de tampões de carbonato de cálcio, areia ou cimento. Depois disso, novas ferramentas foram desenvolvidas para fornecer isolamentos ou bloqueios mecânicos, como por exemplo empacotadores e remendos de encamisados. Recentemente, novos sistemas químicos também foram desenvolvidos, tais como injeção de gel, resinas, fluidos com espuma, emulsões e particulados, entre outros, Entre os métodos químicos, podem ser citadas três técnicas utilizadas para otimizar a recuperação secundária, ou Recuperação Secundária de Petróleo (conhecida como EOR, do Inglês "Enhanced Oil Recovery"), ou para controle da água: Polímeros para inundação com água. São sistemas poliméricos para aumentar a viscosidade da água, e são utilizados para melhorar a relação de mobilidade entre a água e o petróleo, otimizando a varredura do petróleo durante a injeção de água (inundação com água). Estes sistemas são normalmente bombeados através de poços de injeção.There are currently many methods in use to control water production. One of the first methods used in the oil and gas industry was the application of calcium carbonate, sand or cement buffers. After that, new tools were developed to provide mechanical insulation or blockages, such as wrappers and jacketing patches. Recently, new chemical systems have also been developed, such as gel injection, resins, foamed fluids, emulsions and particulates, among others. Among the chemical methods, three techniques can be mentioned to optimize secondary recovery, or Secondary Oil Recovery. (known as Enhanced Oil Recovery (EOR)), or for water control: Water flood polymers. They are polymeric systems to increase water viscosity, and are used to improve the mobility ratio between water and oil by optimizing oil sweeping during water injection (water flooding). These systems are usually pumped through injection wells.

Modificadores de Permeabilidade Relativa (MPR). São tratamentos à base de polímeros hídrofílicos que são bombeados dentro das formações, reduzindo a permeabilidade à água sem afetar significativamente a permeabilidade ao petróleo. Embora este tipo de tratamento seja aplicado diretamente aos poços de produção, os sistemas baseados em MPR têm sido propostos para tratar poços de injeção. Os sistemas baseados em MPR apresentam, em geral, baixa viscosidade e não geram um bloqueio significativo dos espaços porosos.Relative Permeability Modifiers (MPR). These are hydrophilic polymer based treatments that are pumped into the formations, reducing water permeability without significantly affecting petroleum permeability. Although this type of treatment is applied directly to production wells, MPR-based systems have been proposed to treat injection wells. MPR-based systems generally have low viscosity and do not generate significant blockage of porous spaces.

Sistemas de bloqueio de permeabilidade para bloqueio de água. Estes sistemas são projetados para o bloqueio parcial ou completo da formação, usados para vedar canais da formação altamente permeáveis, onde a água é produzida. Estes tratamentos são projetados tanto para poços injetores como para produtores. Uma solução polimérica de baixa viscosidade é bombeada no interior da formação, e uma vez que está na área a ser tratada, se converte em um gel rígido com viscosidade drasticamente aumentada. Isso cria um efeito de bloqueio nas camadas mais permeáveis onde a água está sendo produzida.Permeability blocking systems for water blocking. These systems are designed to partially or completely block formation, used to seal highly permeable formation channels where water is produced. These treatments are designed for both injection wells and producers. A low viscosity polymer solution is pumped within the formation, and once it is in the area to be treated, it becomes a rigid gel with dramatically increased viscosity. This creates a blocking effect on the most permeable layers where water is being produced.

Embora os sistemas de bloqueio de permeabilidade tenham demonstrado operar satisfatoriamente, eles todavia apresentam algumas deficiências que poderíam ser melhoradas em relação, por exemplo, à estabilidade da composição, que é muitas vezes perdida diante das condições particulares do poço, à geração de gel, que pode não ser controlada conforme desejado, e à possibilidade de remoção do bloqueio, quando necessário, dentro de determinados prazos, o que não é possível com os bloqueadores conhecidos atualmente.Although permeability blocking systems have been shown to operate satisfactorily, they nonetheless have some weaknesses that could be improved with respect to, for example, the stability of the composition, which is often lost in the face of particular well conditions, to gel generation, may not be controlled as desired, and the ability to remove the lock when necessary within certain time limits, which is not possible with currently known blockers.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO É portanto um objetivo da presente invenção prover uma nova composição aquosa, ou sistema, conforme conhecido no estado da arte, para bloquear a água, permitindo o bloqueio de áreas da formação que são muito permeáveis, reduzindo a produção e redirecionando o fluxo de água de injeção dentro do reservatório, sendo uma composição que compreende produtos orgânicos com viscosidade relativamente baixa, para serem bombeados para o poço de injeção ou de produção no estado líquido, e que depois de um certo período de tempo tal como de horas ou dias, atinge a consistência desejada de acordo com as necessidades de cada tratamento, onde o gel formado não se desestabiliza na presença de sal na água. É ainda um outro objetivo da presente invenção prover uma nova composição aquosa para o tratamento de poços da indústria de petróleo e gás, que pode variar para formar desde um gel rígido, usado como selante para produzir o bloqueio completo do fluxo de água dentro do poço, até um gel deformável, que produz apenas um efeito parcial de bloqueio, reduzindo significativamente a passagem de água mas permitindo a passagem de petróleo, onde tais composições ou tratamentos podem ser preparados em lotes ou porções e são chamados de tratamentos de Bloqueio de Água (conhecidos pela sigla WSO), e podem ser removidos do poço dentro de um certo prazo. É ainda um objetivo da presente invenção prover uma composição aquosa para o bloqueio parcial ou total da produção de água em poços produtores ou injetores, onde a composição compreende uma mistura de: a) poliacrílamida ou poliacrilamída parcialmente hidrolísada de 0,1 MDa < Mw < 20 MDa; b) um composto de alcóxisilano tendo dois ou mais grupos amina ligados a um substituinte R utilizado como agente de ligação cruzada; e c) um organotitanato usado como acelerador. É ainda um outro objetivo da presente invenção prover uma composição aquosa para o bloqueio parcial ou total da produção de água em poços produtores ou injetores, onde o composto de organo-silício da mistura em questão é um N-(pamÍnoR)-y-aminoR2trialcóxisilano, onde R pode ser grupos alquila ou ariia e OX são os grupos alcóxi: É também um objetivo da presente invenção prover uma composição aquosa para o bloqueio parcial ou total da produção de água em poços produtores ou injetores, onde o composto organotitanato da mencionada mistura é um quelato de acetilacetonato titanato, sal de amônio do quelato do ácido láctico titanato, quelato de trietanolamina titanato, ou uma mistura de quelatos com pelo menos um componente que contém a seguinte estrutura: É também um objetivo da presente invenção prover um método para preparar uma composição, conforme descrita na reivindicação 1, caracterizando-se por compreender as etapas de: Preparar salmoura ou uma forte solução salina de KCI, de acordo com o volume de tratamento a ser bombeado;BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a novel aqueous composition, or system as known in the state of the art, to block water, allowing blockage of very permeable formation areas, reducing production and redirecting the water. injection water flow into the reservoir, a composition comprising relatively low viscosity organics to be pumped into the injection or liquid production well, and after a certain period of time such as hours or days, reaches the desired consistency according to the needs of each treatment, where the gel formed does not destabilize in the presence of salt in water. It is yet another object of the present invention to provide a new aqueous well treatment composition for the oil and gas industry which may range from a rigid gel used as a sealant to produce complete blockage of water flow into the well. , even a deformable gel, which produces only a partial blocking effect, significantly reducing water passage but allowing oil passage, where such compositions or treatments may be prepared in batches or portions and are called Water Block treatments ( known as WSO), and can be removed from the well within a certain time. It is a further object of the present invention to provide an aqueous composition for partially or totally blocking water production in producer or injector wells, wherein the composition comprises a mixture of: a) partially hydrolysed polyacrylamide or polyacrylamide of 0.1 MDa <Mw < 20 MDa; b) an alkoxysilane compound having two or more amino groups attached to a substituent R used as a crosslinking agent; and c) an organotitanate used as an accelerator. It is a further object of the present invention to provide an aqueous composition for partially or totally blocking water production in producing or injector wells, where the organo-silicon compound of the mixture in question is an N- (paminoR) -y-aminoR 2 trialkoxysilane where R may be alkyl or aryl groups and OX are alkoxy groups: It is also an object of the present invention to provide an aqueous composition for partially or totally blocking water production in producer or injector wells, where the organotitanate compound of said mixture It is an acetylacetonate chelate titanate, lactic acid chelate ammonium salt titanate, triethanolamine titanate chelate, or a mixture of chelates with at least one component containing the following structure: It is also an object of the present invention to provide a method for preparing A composition as described in claim 1, characterized in that it comprises the steps of: Preparing brine or strong KCI saline according to the volume of treatment to be pumped;

Sob agitação vigorosa, adicionar o polímero à solução salina previamente preparada, agitando-se até obter uma viscosidade constante e aparência transparente. Em seguida, adicionar o titanato e então o agente de ligação cruzada nas quantidades desejadas, e agitar até a dispersão total.Under vigorous stirring, add the polymer to the previously prepared saline solution, stirring to constant viscosity and transparent appearance. Then add the titanate and then the crosslinking agent in the desired amounts, and stir until complete dispersion.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Para maior clareza e compreensão da presente invenção, a mesma foi ilustrada em diversas figuras, em que o invento foi representado em algumas das formas de incorporação preferidas, todas a título de exemplo, onde: - As figuras 1 a 6 são gráficos que mostram o tempo de gelificação inicial (Tgi) a 45 e 65 °C, avaliado a uma taxa de cisalhamento de 30 s'\ estes gráficos indicando a influência da concentração do agente de ligação cruzada e do acelerador nas soluções aquosas iniciais. - A figura 7 mostra a sequência de bombeamento utilizada no ensaio, onde a variação da permeabilidade para cada fluido é uma função do tempo.For the sake of clarity and understanding of the present invention, it has been illustrated in various figures, in which the invention has been represented in some of the preferred embodiments, all by way of example, where: Figures 1 to 6 are graphs showing the initial gelation time (Tgi) at 45 and 65 ° C, evaluated at a shear rate of 30 s', these graphs indicating the influence of crosslinking agent and accelerator concentration on the initial aqueous solutions. Figure 7 shows the pumping sequence used in the test, where the variation of permeability for each fluid is a function of time.

- A figura 8 é um gráfico que mostra as variações do Fator de Resistência Residual (RRF - Residual Resistence Facfor) para petróleo e água em função do gradiente de pressão aplicado, expressas em psi/pé. - A figura 9 mostra um possível mecanismo de reação entre a poliacrilamida e o agente de ligação cruzada. - A figura 10 descreve o mecanismo de reação mais provável entre a poliacrilamida, o agente de ligação cruzada e o acelerador (quelato de titanato). - A figura 11 mostra uma reação com a formação de ésteres e geração de uma rede tridimensional composta por polímero e titanato.- Figure 8 is a graph showing variations of the Residual Resistance Facfor (RRF) for oil and water as a function of applied pressure gradient, expressed in psi / foot. Figure 9 shows a possible reaction mechanism between the polyacrylamide and the crosslinking agent. Figure 10 depicts the most likely reaction mechanism between polyacrylamide, crosslinking agent and accelerator (titanate chelate). - Figure 11 shows a reaction with the formation of esters and generation of a three-dimensional network composed of polymer and titanate.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A composição do bloqueio de água da presente invenção compreende o uso de uma solução aquosa polímérica de médio a alto peso molecular, tal como poliacrilamida parcialmente hidrolisada e não hidrolisada, e um agente de ligação cruzada da família dos organosilanos contendo dois ou mais grupos amina dispostos no mesmo substituínte silano Rn. A composição, ou sistema, conforme também conhecido no estado da arte, contém aceleradores em concentrações variadas para aumentar a faixa de reação e a consistência final do gel formado, dependendo dos tratamentos necessários para cada poço específico e da formação sob intervenção. Tais aceleradores são quelatos de organotitanatos ou também tetra-alquiltitanatos. A invenção compreende uma composição versátil do sistema de bloqueio de água, que pode gerar géis selantes ou não selantes para serem aplicados tanto em poços produtores como em poços de injeção, como tratamentos para controlar a produção de água. A versatilidade da composição está baseada na possibilidade de formar géis de consistências diferentes a partir da variação das concentrações de polímero, preferivelmente poliacrilamida, do agente de ligação cruzada, de preferência organosilanos, e dos aceleradores, tais como organotitanatos, bem como a partir das variações de peso molecular e grau de hidrólise da poliacrilamida utilizada.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The water block composition of the present invention comprises the use of a medium to high molecular weight aqueous polymeric solution, such as partially hydrolyzed and unhydrolyzed polyacrylamide, and an organosilane family crosslinking agent containing two or more more amino groups arranged on the same substitute silane Rn. The composition, or system, as also known in the state of the art, contains accelerators in varying concentrations to increase the reaction range and final consistency of the gel formed, depending on the treatments required for each specific well and the formation under intervention. Such accelerators are organotitanate chelates or also tetraalkylthitanates. The invention comprises a versatile composition of the water blocking system which can generate sealing or non-sealing gels for use in both producing and injection wells as well as treatments for controlling water production. The versatility of the composition is based on the possibility of forming gels of different consistency from varying concentrations of polymer, preferably polyacrylamide, cross-linking agent, preferably organosilanes, and accelerators such as organotitanates, as well as from variations. of molecular weight and degree of hydrolysis of the polyacrylamide used.

De acordo com a invenção, redes tridimensionais são formadas a partir da reação entre a poliacrilamida em concentrações compreendidas entre 0,3 e 4% na solução aquosa, um agente de ligação cruzada, entre 0,1% e 3% v/v, e um acelerador. A viscosidade inicial da solução polímérica é baixa, de cerca de 20 cp @ 300 rpm. Esta condição é essencial para evitar altas pressões de injeção que poderíam fraturar a formação tratada. O acelerador pode estar presente em concentrações maiores que 0 até 5% v/v, dependendo da faixa ou velocidade de resposta e da consistência requerida.According to the invention, three-dimensional networks are formed from the reaction between polyacrylamide at concentrations ranging from 0.3 to 4% in the aqueous solution, a crosslinking agent from 0.1% to 3% v / v, and An accelerator. The initial viscosity of the polymer solution is low, about 20 cp @ 300 rpm. This condition is essential to avoid high injection pressures that could fracture the treated formation. The accelerator may be present at concentrations greater than 0 to 5% v / v, depending on the response range or speed and the required consistency.

De preferência, a composição da invenção compreende uma solução aquosa polímérica linear, de poliacrilamida não hidrolisada (PAM) ou políacrílamida parcíalmente hidrolisada (HPAM), com valores de peso molecular entre 0,1 e 20 MDa, um agente de ligação cruzada ou reticuiador da família dos alcóxisilanos contendo dois ou mais grupos amina em sua estrutura. Estas composições podem conter aceleradores ou sinergizadores capazes de acelerar a geração de gel, assim como também sua consistência final. Os sinergizadores acima citados são quelatos de titanato orgânicos, bem como tetra-alquiltitanatos.Preferably, the composition of the invention comprises a linear polymeric aqueous solution of unhydrolyzed polyacrylamide (PAM) or sparingly hydrolyzed polyacrylamide (HPAM), with molecular weight values between 0.1 and 20 MDa, a crosslinking agent or cross-linking agent. A family of alkoxysilanes containing two or more amino groups in their structure. These compositions may contain accelerators or synergists capable of accelerating gel generation as well as their final consistency. The above synergizers are organic titanate chelates as well as tetraalkylthitanates.

Como exemplo, é apresentada uma composição representativa da invenção: 0,3 a 4% p/v de PAM (políacrílamida) ou HPAM (0,1 < Pm < 50 MDa); 0,1 a 3% v/v de siiano reativo (agente de ligação cruzada); 0 a 5% v/v de titanato (sinergizador); 0 a 2% v/v de KCI, e 86 a 99,6% de água.As an example, a representative composition of the invention is presented: 0.3 to 4% w / v PAM (polyacrylamide) or HPAM (0.1 <Pm <50 MDa); 0.1 to 3% v / v reactive sialian (crosslinking agent); 0 to 5% v / v titanate (synergizer); 0 to 2% v / v KCI, and 86 to 99.6% water.

Os organotitanatos hidrolisados são usados como um agente de ligação cruzada ou reticuiador de uma grande variedade de polímeros, tais como silicone. Como resultado, a estrutura de gel final é bastante rígida em comparação com a mesma estrutura na ausência de titanato.Hydrolyzed organotitanates are used as a crosslinking agent or crosslinker of a wide variety of polymers, such as silicone. As a result, the final gel structure is quite rigid compared to the same structure in the absence of titanate.

Entre os possíveis alcóxisilanos testados como agentes de ligação cruzada, o mais adequado é aquele que contém dois ou mais grupos amina em sua estrutura, de fórmula geral RnSiX4-T„ onde R é alquíla ou arila, grupos não hidrolisáveis, funcionalizados com 2 ou mais grupos amina dispostos no mesmo substituinte Rn. Tais grupos são aqueles que, por compatibilidade química, interagem com a poliacrilamida. Os grupos alcóxi são representados por X, e podem ser metóxi ou etóxi, os quais podem ser hidrolisados por liberação de álcoois no meio, para formar silanóis. Os silanóis podem reagir com o acelerador para melhorar as propriedades da composição de WSO.Among the possible alkoxysilanes tested as crosslinking agents, the most suitable is one containing two or more amino groups in its structure, of formula RnSiX4-T „where R is alkyl or aryl, non-hydrolysable groups, functionalized with 2 or more amino groups arranged on the same substituent Rn. Such groups are those which, by chemical compatibility, interact with polyacrylamide. Alkoxy groups are represented by X, and may be methoxy or ethoxy, which may be hydrolyzed by releasing alcohols to the medium to form silanols. Silanols may react with the accelerator to improve the properties of the WSO composition.

Outra vantagem de usar os silanos na presente invenção é sua forte interação com silicatos e outros minerais presentes na rocha do reservatório. Este efeito tem sido amplamente utilizado na indústria do petróleo e de gás para o controle de migração. Este mesmo efeito aumenta a união ou aderência da composição de WSO à rocha do reservatório, fixando tão firmemente o gel de WSO à formação, evitando os processos de exploração.Another advantage of using silanes in the present invention is their strong interaction with silicates and other minerals present in the reservoir rock. This effect has been widely used in the oil and gas industry for migration control. This same effect increases the bonding or adherence of the WSO composition to the reservoir rock, so securely fixing the WSO gel to the formation, avoiding the exploration processes.

Fazendo referência primeíramente às figuras 9 a 11, a figura 9 mostra um possível mecanismo de reação entre a poliacrilamida e o agente de ligação cruzada. Entende-se que o processo de gelificação deve ser realizado em quatro etapas associadas. A primeira envolve a hidrólise dos grupos alcóxi (X) do siiano. Imediatamente após a hidrólise, os silanóis assim formados se condensam entre si, eliminando água. No entanto, quando aquecidos em um meio básico (que é criado pela presença de grupos amina nos silanos) a poliacrilamida é parcialmente hidrolisada e os carboxilatos formados interagem eletrostaticamente com os grupos amina presentes nos silanos. A figura 10 descreve o mecanismo de reação mais provável entre a poliacrilamida, o agende de ligação cruzada e o acelerador (quelato de titanato). No meio básico, a hidrólise dos titanatos é muito mais lenta do que em meio ácido. O aicóxititanato formado na hidrólise é muito reativo, combinando-se rapidamente com os silanos, mas os grupos amina continuam a interagir eletrostaticamente com os grupos carboxilato da poliacrilamida, como descrito mais acima.Referring first to Figures 9 to 11, Figure 9 shows a possible reaction mechanism between the polyacrylamide and the crosslinking agent. It is understood that the gelling process should be performed in four associated steps. The first involves hydrolysis of the alkoxy (X) groups of the sialian. Immediately after hydrolysis, the silanols thus formed condense together, eliminating water. However, when heated in a basic medium (which is created by the presence of amino groups in the silanes) the polyacrylamide is partially hydrolyzed and the formed carboxylates interact electrostatically with the amino groups present in the silanes. Figure 10 depicts the most likely reaction mechanism between polyacrylamide, crosslinker and accelerator (titanate chelate). In the basic medium, hydrolysis of titanates is much slower than in acidic medium. The alkoxititanate formed in hydrolysis is very reactive, rapidly combining with silanes, but amino groups continue to interact electrostatically with polyacrylamide carboxylate groups, as described above.

Os géis obtidos dessa forma são muito mais fortes do que aqueles obtidos para as formulações sem titanatos. Comparando as figuras 1 a 5, é possível verificar que o tempo de gelificação diminui na presença de titanatos.The gels obtained in this way are much stronger than those obtained for formulations without titanates. Comparing figures 1 to 5, it is possible to verify that the gelation time decreases in the presence of titanates.

Em meio básico (pH = 12 a 14) e na ausência de silano, mas na presença de titanatos, há um aumento na viscosidade, mas sem formação de gel. Portanto, uma molécula de titanato deve interagir tanto com os carboxilatos formados pela hidrólise da poliacrilamida como com outras moléculas de titanato hidrolisado, para condensar as moléculas entre si. Tais reações não são, de modo algum, rápidas, ocorrendo somente após várias horas.In basic medium (pH = 12 to 14) and in the absence of silane, but in the presence of titanates, there is an increase in viscosity but no gel formation. Therefore, a titanate molecule must interact with both the carboxylates formed by polyacrylamide hydrolysis and other hydrolyzed titanate molecules to condense the molecules together. Such reactions are by no means rapid, occurring only after several hours.

Em meio ácido na presença de silano e de poliacrilamida, não há formação de gel, o que justifica a idéia de que a interação entre o polímero e o silano se faz através dos grupos amina do silano. Esses grupos são protonados em um ácido, o que os impede de interagir com os grupos carboxílicos formados com a hidrólise da poliacrilamida. No entanto, se o titanato for adicionado ao dito meio ácido, ele se hidrolisa rapidamente e os grupos hidroxila formados interagem com os grupos carboxílicos da poliacrilamida, com a formação de ésteres e geração da rede tridimensional composta por polímero e titanato (figura 11).In acid medium in the presence of silane and polyacrylamide, there is no gel formation, which justifies the idea that the interaction between polymer and silane is through the silane amino groups. These groups are protonated into an acid, which prevents them from interacting with the carboxylic groups formed with polyacrylamide hydrolysis. However, if titanate is added to said acid medium, it rapidly hydrolyzes and the formed hydroxyl groups interact with the polyacrylamide carboxylic groups, with the formation of esters and generation of the three-dimensional polymer and titanate network (Figure 11).

Quando a composição de poliacrilamida, silano e titanato é condicionada a um pH = 7 e submetida a uma temperatura de 65 °C, não se observa formação de gel durante o período de ensaio, de 1 semana.When the polyacrylamide, silane and titanate composition is conditioned to pH = 7 and subjected to a temperature of 65 ° C, no gel formation is observed during the 1 week test period.

Uma vantagem adicionai desta composição é a capacidade de reverter a ação de bloqueio nos primeiros 15 dias depois de ser preparada, se o gel for tratado com uma solução de 0,06% p/v de um oxidante forte, como persulfato de amônio ou hipoclorito de sódio. Uma vez que o gel de WSO ultrapassou 15 dias, o tratamento não pode ser atacado por agentes oxidantes ou por valores extremos de pH. O sistema sem adição de bases ou ácidos demonstrou ter as mesmas ou melhores propriedades que os géis de bloqueio de água selantes ou não selantes existentes. Dependendo das formulações, pode-se obter géis não fluidos altamente deformáveis (A) até géis rígidos (F). O tempo de gelificação pode variar desde algumas horas até mais de dois dias, dependendo da concentração e tipo do polímero, das concentrações do agente de ligação cruzada, do acelerador e da temperatura. Outra vantagem desta composição é que em temperatura ambiente, o tempo de gelificação é muito longo, de 1 a 2 semanas. Esta diferença na velocidade de reação com a temperatura permite que o sistema ou composição seja mais versátil durante os procedimentos de mistura e bombeamento, eliminando o risco de uma gelificação prematura indesejada. A lista a seguir apresenta os códigos de letras usados para a classificação de consistência dos géis de WSO: Lista de códigos: A: Gel apenas fluido. O gel flui lentamente para a parte superior do frasco. Uma parte significativa do gel não flui por inversão do recipiente. B: Gel não fluido altamente deformável. O gel não flui por inversão do recipiente. C: Gel não fluido moderadamente deformável. D: Gel não fluido pouco deformável. Apenas a superfície se deforma por inversão. E: Gel rígido. A superfície não se deforma por inversão. F: Gel muito rígido. Uma vibração mecânica, similar a um diapasão, pode ser sentida quando o recipiente é golpeado levemente. G: Gel fluido. H: Líquido viscoso.An additional advantage of this composition is the ability to reverse the blocking action within the first 15 days after preparation if the gel is treated with a 0.06% w / v solution of a strong oxidant such as ammonium persulfate or hypochlorite. sodium Since the WSO gel has exceeded 15 days, the treatment cannot be attacked by oxidizing agents or extreme pH values. The system without addition of bases or acids has been shown to have the same or better properties as existing sealing or non-sealing water block gels. Depending on the formulations, highly deformable non-fluid gels (A) to rigid gels (F) can be obtained. Gelling time may range from a few hours to more than two days, depending on the concentration and type of polymer, crosslinking agent concentrations, accelerator and temperature. Another advantage of this composition is that at room temperature the gelation time is very long, from 1 to 2 weeks. This difference in reaction rate with temperature allows the system or composition to be more versatile during mixing and pumping procedures, eliminating the risk of unwanted premature gelation. The following list shows the letter codes used for the consistency classification of WSO gels: Code List: A: Fluid Only Gel. The gel slowly flows to the top of the bottle. A significant portion of the gel does not flow by inversion of the container. B: Highly deformable non-fluid gel. The gel does not flow by inversion of the container. C: Moderately deformable non-fluid gel. D: Slightly deformable non-fluid gel. Only the surface deforms by inversion. E: Hard gel. The surface does not deform by inversion. F: Very hard gel. A mechanical vibration, similar to a tuning fork, can be felt when the container is struck lightly. G: Fluid gel. H: Viscous liquid.

Esta invenção é melhor ilustrada de acordo com os seguintes exemplos, que não devem ser interpretados como uma limitação. Pelo contrário, deve ser claramente entendido, pela leitura da presente descrição, que outras formas de incorporação, modificações e equivalentes poderão ocorrer aos especialistas na arte, sem fugir do espírito desta invenção e/ou do cumprimento das reivindicações anexas.This invention is best illustrated by the following examples, which should not be construed as a limitation. On the contrary, it should be clearly understood by reading this disclosure that other embodiments, modifications and equivalents may occur to those skilled in the art without departing from the spirit of this invention and / or from the fulfillment of the appended claims.

Exemplos Comportamento reológico de WSO. O comportamento de sistemas ou composições que variam a concentração do polímero, bem como as concentrações do agente de ligação cruzada e do acelerador, foi avaliado reologicamente. Observou-se que a consistência do gel mudou em função do tempo, da temperatura e das concentrações dos componentes. Os gráficos das figuras 1 a 6, aplicados a título de exemplo na presente invenção, mostram a influência da concentração do agente de ligação cruzada e do acelerador nas soluções aquosas iniciais. As medições foram feitas usando um viscosímetro tipo OFITE 900 em temperaturas desde 25 até 65 °C.Examples WSO rheological behavior. The behavior of systems or compositions that vary polymer concentration as well as crosslinking agent and accelerator concentrations have been rheologically evaluated. Gel consistency was found to change as a function of time, temperature and component concentrations. The graphs of Figures 1 to 6, applied by way of example in the present invention, show the influence of crosslinking agent and accelerator concentration on the initial aqueous solutions. Measurements were made using an OFITE 900 type viscometer at temperatures from 25 to 65 ° C.

Os gráficos mostram a variação inicial do ge! com o tempo (Tgí) a 45 e 65 °C, avaiiada a uma taxa de cisalhamento de 30 s"1. O peso molecular aproximado da PAM é de 8 MDa, Exemplo 1: Gráfico de viscosidade versus tempo @ 65 °C (figura 1) 0,7% PAM 0,7% PP-20 1 % XLB 2% KCIThe graphs show the initial variation of ge! over time (Tgi) at 45 and 65 ° C, assessed at a shear rate of 30 s "1. Approximate molecular weight of MAP is 8 MDa, Example 1: Viscosity versus time plot @ 65 ° C (figure 1) 0.7% PAM 0.7% PP-20 1% XLB 2% KCI

Exemplo 2: Gráfico de viscosidade versus tempo @ 65 °C (figura 2) 1 % PAM 0,7% PP-20 1% XLB 2% KCIExample 2: Viscosity versus time plot @ 65 ° C (Figure 2) 1% PAM 0.7% PP-20 1% XLB 2% KCI

Exemplo 3: Gráfico de viscosidade versus tempo @ 65 °C (figura 3) 1% PAM 1% PP-20 1 % XLBExample 3: Viscosity versus time plot @ 65 ° C (Figure 3) 1% PAM 1% PP-20 1% XLB

2% KCI2% KCI

Exemplo 4; Gráfico de viscosidade versus tempo @ 65 °C (figura 4) 0,7% PAM 0,7% PP-20 2% XLB 2% KCIExample 4; Viscosity versus time plot @ 65 ° C (Figure 4) 0.7% PAM 0.7% PP-20 2% XLB 2% KCI

Exemplo 5: Gráfico de viscosidade versus tempo @ 65 °C (figura 5) 0,7% PAM 0,7% PP-20 2% KCIExample 5: Viscosity versus time plot @ 65 ° C (Figure 5) 0.7% PAM 0.7% PP-20 2% KCI

Exemplo 6: Gráfico de viscosidade versus tempo @ 45 °C (figura 6) 1 % PAM 1 % PP-20 2% KC!Example 6: Viscosity versus time plot @ 45 ° C (Figure 6) 1% PAM 1% PP-20 2% KC!

Os resultados dos exemplos acima citados mostram que o tempo de gelificação inicial depende das concentrações de polímero, de agente de ligação cruzada e de acelerador, bem como da temperatura na qual a composição é submetida.The results of the above examples show that the initial gel time depends on the polymer, crosslinking agent and accelerator concentrations as well as the temperature at which the composition is subjected.

De acordo com a invenção, é proposto um método para preparar a composição do sistema de bloqueio de água descrito, onde o método compreende as seguintes etapas: 1) Preparar salmoura ou uma solução salina de KCI, de acordo com o volume de tratamento a ser bombeado; 2) Sob agitação vigorosa, adicionar o polímero à solução salina previamente preparada. Agitar durante aproximadamente 2 horas até obter uma viscosidade constante e aparência transparente - os grânulos de políacrilamida devem ficar totaimente hidratados. 3) Adicionar o titanato e depois o agente de ligação cruzada (PP-20) nas quantidades desejadas, e agitar até obter dispersão total.According to the invention, a method for preparing the composition of the described water block system is proposed, wherein the method comprises the following steps: 1) Preparing brine or a KCI saline solution according to the treatment volume to be treated. pumped; 2) Under vigorous stirring, add the polymer to the previously prepared saline solution. Shake for approximately 2 hours until constant viscosity and transparent appearance - the polyacrylamide granules should be completely hydrated. 3) Add the titanate and then the crosslinking agent (PP-20) in the desired amounts, and stir until complete dispersion.

Comportamento do selante de WSOWSO Sealant Behavior

Esta seção apresenta os ensaios de laboratório efetuados de acordo com as formulações selecionadas de WSO da presente invenção, demonstrando a ação de vedação e de vedação parcial do sistema.This section presents the laboratory tests performed in accordance with the selected WSO formulations of the present invention, demonstrating the sealing and partial sealing action of the system.

Metodologia de Avaliação A eficiência do tratamento de WSO foi avaliada por meio de ensaios de fluxo em amostras de areia Berea com formação de permeabilidade conhecida.Evaluation Methodology The efficiency of WSO treatment was evaluated by flow testing on Berea sand samples with known permeability formation.

As amostras tinham 3,8 cm de diâmetro e 7 cm de comprimento. Os ensaios foram realizados simulando as seguintes condições do reservatório, 65 °C e 1.500 psí (105,45 kg/cm2) de pressão de confinamento. A Tabela 1 mostra as propriedades das amostras utilizadas nos ensaios de fluxo.The samples were 3.8 cm in diameter and 7 cm in length. The tests were performed simulating the following reservoir conditions, 65 ° C and 1,500 psi (105.45 kg / cm2) confinement pressure. Table 1 shows the properties of the samples used in the flow assays.

Tabela 1 A água 2-API foi filtrada (5% em peso de NaCI + 2% em peso de KCI + 1% em peso de CaCI2). O sistema de hidrocarboneto utilizado foi o óieo diesel. Ambos os sistemas fluidos foram injetados na direção da produção. A amostra saturada com água foi montada dentro da célula do equipamento de FRT (Formation Response Tester - Testador de Resposta de Formação) Chandíer 9000, e foi acondicionada na temperatura e pressão de confinamento.Table 1 2-API water was filtered (5 wt% NaCl + 2 wt% KCl + 1 wt% CaCl2). The hydrocarbon system used was diesel oil. Both fluid systems were injected in the production direction. The water-saturated sample was mounted inside the Chandíer 9000 Formation Response Tester (FRT) cell, and was packaged at confinement temperature and pressure.

Para cada caso, a taxa de fluxo (vazão) e a pressão diferenciai foram medidas em ambas as faces da amostra. Cada fluido foi bombeado a taxas de fluxo diferentes, começando com o menor valor possível (em alguns casos abaixo de 0,01 ml/min). Uma vez que a estabilidade foi alcançada, o fluxo foi aumentado gradualmente, levando em conta as limitações de pressão do bombeamento.For each case, flow rate (flow) and differential pressure were measured on both sides of the sample. Each fluid was pumped at different flow rates, starting at the lowest possible value (in some cases below 0.01 ml / min). Once stability was achieved, the flow was increased gradually, taking into account pumping pressure limitations.

Uma vez que a amostra foi montada no equipamento, foram definidas as direções do fluxo de produção e de injeção. Os fluidos bombeados foram: 1. Hidrocarboneto antes do tratamento de WSO (Kopre). A permeabilidade do hidrocarboneto à saturação de água irredutível (KoWj) foi usada como referência para a comparação da permeabilidade do hidrocarboneto após a injeção do polímero. 2. Solução salina antes do tratamento de WSO (Kwpre). A permeabilidade da água (2-API) à saturação de hidrocarboneto residual (Kwor) foi usada como referência para a comparação da permeabilidade à água após a injeção do polímero. 3. Injeção de polímero de WSO a 0,5 ml/min na direção de injeção. O volume típico injetado foi de 5 PV (volumes de poros). Em seguida, foi deixado descansar por 24 horas. 4. O hidrocarboneto foi bombeado novamente, em três vazões (semelhante à inicial). Com base nos valores dos diferenciais de pressão medidos para cada velocidade de fluxo, foi determinada a permeabilidade média do hidrocarboneto pós-tratamento (Kopos).Once the sample was assembled on the equipment, the directions of production and injection flow were defined. The pumped fluids were: 1. Hydrocarbon prior to WSO (Kopre) treatment. Hydrocarbon permeability to irreducible water saturation (KoWj) was used as a reference for comparing hydrocarbon permeability after polymer injection. 2. Saline before treatment with WSO (Kwpre). Water permeability (2-API) to residual hydrocarbon saturation (Kwor) was used as a reference for comparing water permeability after polymer injection. 3. WSO polymer injection at 0.5 ml / min in the injection direction. The typical injected volume was 5 PV (pore volumes). It was then allowed to rest for 24 hours. 4. The hydrocarbon was pumped again in three flows (similar to the initial one). Based on the measured pressure differential values for each flow rate, the mean post-treatment hydrocarbon permeability (Kopos) was determined.

Finalmente, a solução salina 2-APi foi bombeada na direção da produção em três velocidades de fluxo diferentes, para obter a permeabilidade média à água pós-tratamento (Kwpos)- O Fator de Resistência da permeabilidade Residual (RRF -Residual Resistence Factor) à água ou ao petróleo foi determinado da seguinte forma: Onde: Kpre e Kpos são a permeabilidade ao hidrocarboneto ou à agua, medidas pré ou pós-tratamento de WSO; μρΓβ, ppPs são as viscosidades (de óleo diesel ou de água) pré e pós-tratamento. Nestes ensaios, μρΓ6 = μρο$· Com base nos ensaios de fluxo, os valores de RRFw e RRFo foram determinados.Finally, the 2-APi saline was pumped in the production direction at three different flow rates to obtain the average post-treatment water permeability (Kwpos) - the Residual Permeability Resistance Factor (RRF). water or oil was determined as follows: Where: Kpre and Kpos are the hydrocarbon or water permeability, pre- or post-treatment WSO measurements; μρΓβ, ppPs are the viscosities (of diesel or water) before and after treatment. In these tests, μρΓ6 = μρο $ · Based on the flow tests, the RRFw and RRFo values were determined.

Resultados Os resultados dos ensaios de fluxo realizados em amostras de formação e de areia Berea tratadas com a composição de WSO são os seguintes: Ensaio com areia Berea. Levando em conta que o ensaio feito em Berea areia apresenta uma menor permeabilidade e porosidade em comparação com a amostra de formação, foi utilizado um sistema ou composição de WSO parcialmente bloqueante, Este sistema garante uma penetração matricial adequada do tratamento dentro da rocha, bem como uma forte adesão a ela, mesmo com altas velocidades de fluxo. A figura 7 mostra a sequência de bombeamento utilizada no ensaio, onde a variação da permeabilidade para cada fluido é mostrada em função do tempo. A Tabela 2 resume os valores de permeabilidade média, pré e pós-tratamento, medidos para água e hidrocarboneto e seus correspondentes fatores de resistência residual RRF.Results The results of the flow tests performed on Berea formation and sand samples treated with the WSO composition are as follows: Berea sand assay. Bearing in mind that the Berea sand test has a lower permeability and porosity compared to the formation sample, a partially blocking WSO system or composition was used. This system ensures adequate matrix penetration of the treatment into the rock as well as strong adhesion to it even at high flow speeds. Figure 7 shows the pumping sequence used in the test, where the variation of permeability for each fluid is shown as a function of time. Table 2 summarizes the average permeability values, pre- and post-treatment, measured for water and hydrocarbon and their corresponding RRF residual resistance factors.

Tabela 2 Teste com amostra de formação. Levando em conta que a amostra de formação apresenta maior permeabilidade e porosidade que a amostra de Berea previamente testada, foi seiecionada uma composição seiante tipo WSO. Este sistema ou composição apresenta uma boa penetração, adquirindo alta rigidez uma vez ativada. A Tabela 3 resume os valores de permeabilidade média, pré e pós-tratamento, medidos para água e hidrocarboneto e seus correspondentes fatores de resistência residual RRF.Table 2 Test with formation sample. Considering that the formation sample presents higher permeability and porosity than the previously tested Berea sample, a WSO-like composition was selected. This system or composition has good penetration, acquiring high rigidity once activated. Table 3 summarizes the average pre- and post-treatment permeability values measured for water and hydrocarbon and their corresponding RRF residual resistance factors.

Tabela 3 Aderência do polímero. Para efeito da avaliação do grau de união ou aderência do gel à formação, foi realizado um estudo durante o ensaio de fluxo na amostra de areia Berea. Este estudo avaliou o gradiente de pressão máxima que o sistema ou composição podia suportar. A pressão diferencial foi aplicada ao tampão base, enquanto o bombeamento dos fluidos de referência (solução salina 2-API e óleo diesef) foi aumentado gradualmente, resultando em condições de fluxo extremo que poderíam suprimir o tratamento. Com base nos dados obtidos neste ensaio, pode-se verificar na figura 8 as variações de RRF para o petróleo e água em função do gradiente de pressão aplicado, expressas em psi/pé. Esta figura mostra que o tratamento ou composição de WSO da presente invenção não é varrido ou arrastado da amostra, mesmo que o gradiente de pressão seja de 1.000 psi/pé. A relação entre RRFw e RRFo permanece na mesma faixa (RRFw/RRFo = 6). Um comportamento semelhante foi observado quando foram testadas as amostras de formação. Neste caso, a relação RRFw/RRFo foi mantida entre 10 e 11,5, Remoção do bloqueio WSOTable 3 Polymer adhesion. For the purpose of evaluating the degree of bonding or adherence of the gel to the formation, a study was performed during the Berea sand sample flow test. This study evaluated the maximum pressure gradient that the system or composition could support. Differential pressure was applied to the base buffer, while pumping of reference fluids (2-API saline and diesef oil) was gradually increased, resulting in extreme flow conditions that could suppress treatment. Based on the data obtained in this test, it can be seen in figure 8 the variations of RRF for oil and water as a function of applied pressure gradient, expressed in psi / foot. This figure shows that the WSO treatment or composition of the present invention is not swept or dragged from the sample even if the pressure gradient is 1,000 psi / foot. The relationship between RRFw and RRFo remains in the same range (RRFw / RRFo = 6). Similar behavior was observed when the formation samples were tested. In this case, the RRFw / RRFo ratio was maintained between 10 and 11.5, WSO lock removal.

Como parte do estudo realizado usando uma amostra de uma formação, uma vez terminado o ensaio, foi injetado um tratamento específico de remoção baseado em agentes oxidantes. Este tratamento resultou em uma vantagem para a presente composição ou tratamento de WSO, já que permite recuperar parte da permeabilidade originai da amostra de formação tratada dentro dos primeiros 15 dias após a colocação. O tratamento oxidante é injetado na amostra (1,5 volumes de poros), deixando-o atuar por 2 horas. Então a solução salina foi injetada em diferentes velocidades de fluxo na direção da produção, para efeito de determinação do grau de recuperação da permeabilidade. Depois da injeção do sistema ou composição de remoção, o valor médio Kw aumentou por um fator de 6 em relação ao valor de referência Kwpos (de 0,006 a 0,036 mD). Portanto, RRFw diminuiu de 10.935 para aproximadamente 1820. A composição ou sistema de WSO da presente invenção é adequado para uma ampla faixa de condições operacionais, tais como das composições e da petrofísica das formações, temperatura, pressão, etc., que são encontradas nos reservatórios. Entre as vantagens adicionais deste sistema ou composição, podem ser mencionadas: 1. A presença de sal na água não desestabiliza o gel que é formado; 2. O gel pode ser removido usando soluções aquosas de oxidantes fortes.As part of the study using a sample from a formation, once the test was completed, a specific removal treatment based on oxidizing agents was injected. This treatment has resulted in an advantage for the present WSO composition or treatment as it allows to recover part of the original permeability of the treated formation sample within the first 15 days after placement. The oxidizing treatment is injected into the sample (1.5 pore volumes), allowing it to act for 2 hours. Then the saline solution was injected at different flow rates in the production direction to determine the degree of permeability recovery. After system injection or removal composition, the mean value Kw increased by a factor of 6 over the reference value Kwpos (from 0.006 to 0.036 mD). Therefore, RRFw has decreased from 10,935 to approximately 1820. The WSO composition or system of the present invention is suitable for a wide range of operating conditions, such as compositions and petrophysics of formations, temperature, pressure, etc., which are found in reservoirs. Additional advantages of this system or composition may include: 1. The presence of salt in water does not destabilize the gel that is formed; 2. The gel may be removed using aqueous strong oxidizing solutions.

ReivindicaçõesClaims

Claims (15)

1. Composição aquosa para bloqueio parcial ou total da produção de água em poços de produção ou injeção, caracterizada pelo fato da mistura compreender: a) poliacrilamida, ou poliacriJamida parcialmente hidrolisada, de b) um composto aJcóxisilano tendo dois ou mais grupos amina unidos a um substituinte R utilizado como agente de ligação cruzada; e c) um organotitanato usado como um acelerador,Aqueous composition for partially or totally blocking water production in production or injection wells, characterized in that the mixture comprises: a) polyacrylamide or partially hydrolyzed polyacrylamide; b) an alkoxysilane compound having two or more amino groups attached to a substituent R used as a crosslinking agent; and c) an organotitanate used as an accelerator, 2. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a concentração de PAM na solução aquosa está entre 0,3 e 4% p/v.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the concentration of PAM in the aqueous solution is between 0.3 and 4% w / v. 3. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a concentração de composto aicóxisilano é de cerca de 0,5 a 3% p/v.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the concentration of alkoxysilane compound is about 0.5 to 3% w / v. 4. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a concentração de composto de alcóxititanato vai desde 0 a 2% p/v,Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the concentration of alkoxititanate compound ranges from 0 to 2% w / v; 5. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a viscosidade da solução poliméríca inicial não deve exceder 50 cp @ 300 MPR.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the viscosity of the initial polymer solution should not exceed 50 cp @ 300 MPR. 6. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a viscosidade final não deve ser inferior a 800 cp.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the final viscosity must not be less than 800 cp. 7. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de organo-silício é um N-(paminoR)-y-aminoR2trialcóxisilano, onde R pode ser grupos alquila ou arila, e OX são os grupos alcóxi:Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the organo-silicon compound is an N- (paminoR) -y-aminoR 2 trialkoxysilane, where R may be alkyl or aryl groups, and OX are alkoxy groups. : 8. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de organotitanato é um quelato de acetilacetonato títanato, sal de amônío de quelato de ácido láctico titanato, quelato de trietanolamina titanato ou uma mistura de quelatos com pelo menos um componente que contém a seguinte estrutura:Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the organotitanate compound is an acetylacetonate thitanate chelate, lactic acid chelate ammonium salt titanate, triethanolamine titanate chelate or a mixture of chelates with at least a component that contains the following structure: 9. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a macromolécula bioqueadora de água tem um peso molecular entre 0,1 MDa e 20 MDa.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that the water biochemical macromolecule has a molecular weight between 0.1 MDa and 20 MDa. 10. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a macromolécula é de poliacrilamida e/ou de poliacrilamida, com um grau máximo de hídrólise de 50%.Aqueous composition according to claim 8, characterized in that the macromolecule is polyacrylamide and / or polyacrylamide with a maximum degree of hydrolysis of 50%. 11. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os valores de RRFw acima de 20 são obtidos em amostras de formação.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that RRFw values above 20 are obtained in formation samples. 12. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser injetada em formações com propriedades petrofísicas variáveis (porosidade e permeabilidade), garantindo uma penetração adequada da matriz e alta eficiência, uma vez que o gel é formado.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that it is injected into formations with varying petrophysical properties (porosity and permeability), ensuring adequate matrix penetration and high efficiency once the gel is formed. 13. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ela não é varrida da formação mesmo a gradientes de pressão superiores a 1.000 psi/pé (70,3 kg/cm2).Aqueous composition according to claim 1, characterized in that it is not swept from formation even at pressure gradients greater than 1,000 psi / foot (70.3 kg / cm2). 14. Composição aquosa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que eia é parcialmente removível com o uso de agentes oxidantes específicos (persulfato e hipociorito) caso seja necessário remover o bíoqueio gerado na formação, durante os primeiros 15 dias após sua colocação.Aqueous composition according to claim 1, characterized in that it is partially removable with the use of specific oxidizing agents (persulfate and hypociorite) if it is necessary to remove the formation blockage during the first 15 days after its formation. placing. 15. Método de preparação de uma composição aquosa para bloqueio parcial ou total da produção de água em poços de produção ou injeção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - Preparar salmoura ou uma solução salina de KCI de acordo com o volume de tratamento a ser bombeado; - Sob agitação vigorosa, adicionar o polímero à solução salina previamente preparada, até obter uma viscosidade constante e aparência transparente; - Adicionar titanato e então o agente de ligação cruzada nas quantidades desejadas, agitando-se até obter dispersão total.Method of preparing an aqueous composition for partially or totally blocking the production of water in production or injection wells according to claim 1, comprising the steps of: - Preparing brine or a saline solution of KCI according to the volume of treatment to be pumped; - Under vigorous stirring, add the polymer to the previously prepared saline solution until constant viscosity and transparent appearance are obtained; Add titanate and then the crosslinking agent in the desired amounts, stirring until complete dispersion.
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