BR112013027638B1

BR112013027638B1 - Método para reduzir a permeabilidade à água dentro de uma formação subterrânea, e, fluido de tratamento

Info

Publication number: BR112013027638B1
Application number: BR112013027638-0A
Authority: BR
Inventors: Larry Steven Eoff; Bradley L. Todd; David B. Allison
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2021-04-06
Also published as: US8883695B2; WO2012150428A1; CA2833833C; MY160837A; EP2705116B1; US20120279704A1; MX2013012783A; CA2833833A1; BR112013027638A2; MX353435B; EP2705116A1

Abstract

método, particulados revestidos com modificadores de permeabilidade relativa, e, fluido de tratamento. redução da permeabilidade de água dentro de uma formação subterrânea, particularmente dentro de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho, pode ser atingida através do uso de um modificador de permeabilidade relativa (rpm) revestida em um material particulado. métodos para reduzir a permeabilidade à água incluindo o fornecimento de particulados revestidos com rpm contendo um revestimento de rpm nos particulados e colocando um fluido de tratamento contendo um fluido de base e os particulados revestidos com rpm em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea. o fluido de tratamento também pode conter um polímero associado que ainda serve para reduzir a permeabilidade à água em comparação com aquela atingível quando usa-se o rpm apenas.

Description

MÉTODO PARA REDUZIR A PERMEABILIDADE À ÁGUA DENTRO DE UMA FORMAÇÃO SUBTERRÂNEA, E, FLUIDO DE TRATAMENTO

FUNDAMENTOS

[0001] A presente invenção refere-se a métodos e composições para reduzir a permeabilidade à água dentro de uma formação subterrânea, particularmente dentro de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho, usando-se um modificador de permeabilidade relativa, e, mais especificamente, a métodos e composições para o tratamento de pelo menos uma porção de uma formação subterrânea usando-se um modificador de permeabilidade relativa revestido em um material particulado.

[0002] A produção indesejada de água, incluindo salmoura, de poços produtores de hidrocarboneto constitui um problema técnico considerável e caro em operações de campo de óleo. Quando uma formação subterrânea contiver água em quantidades significantes, a mobilidade mais alta da água frequentemente permite que esta flua ao furo do poço por meio de fraturas naturais e feitas pelo homem e faixas de permeabilidade alta. Se a razão de água recuperada para hidrocarbonetos recuperados torna-se suficientemente grande, o custo de separar a água dos hidrocarbonetos e disposição desta pode tornar-se uma barreira para a produção continuada. Isto pode levar ao abandono de um poço que penetra uma formação subterrânea, mesmo quando quantidades significantes de hidrocarboneto permanecem neste.

[0003] A fim de reduzir a produção indesejada de água a partir das formações subterrâneas produtoras de hidrocarboneto, sistemas poliméricos solúveis em água contendo agentes de reticulação foram usados na técnica para entrar nas zonas contendo água da formação e bloqueia o fluxo de água deste. A colocação seletiva destes polímeros reticulados em uma formação subterrânea e estabilidade deste representa desafios técnicos significantes que, até certo ponto, limitaram seu uso. uma estratégia mais recente para reduzir a produção de água de uma formação subterrânea foi usar agentes conhecidos como modificadores de permeabilidade relativos (RPMs). Tais RPMs são capazes de reduzir significantemente o fluxo de água dentro de uma formação subterrânea enquanto tem um efeito mínimo no fluxo de hidrocarbonetos. O uso de RPMs, em geral, não necessita do uso de técnicas de isolamento de zonas que são frequentemente utilizadas com polímeros reticulados.

[0004] Enquanto os RPMs podem superar a necessidade quanto à colocação seletiva em uma formação subterrânea, ainda pode mostrar-se vantajoso colocar RPMs em uma zona desejada de uma formação subterrânea a fim de forçar mais eficazmente seus efeitos neste. Por exemplo, colocação de um RPM diretamente em uma zona produtora de água de uma formação subterrânea pode permitir o uso mais eficiente do RPM onde estes efeitos são diretamente necessários, em vez de quando este é dispersado por toda a formação, possivelmente nas zonas onde este não é necessário. Mais especificamente, algumas formações, tais como, por exemplo, formações de xisto, podem requerer volumes excessivamente grandes do RPM a ser usado para contatar totalmente a formação ou para atingir uma concentração de RPM eficaz em uma zona alvo. Enquanto apenas uma porção da formação subterrânea necessita ter sua permeabilidade à água reduzida, isto representa o uso ineficaz do RPM. A partir de um ponto de vista econômico apenas, isto deve ser benéfico para colocar mais seletivamente um RPM em uma formação subterrânea a fim de reduzir a quantidade de material necessário para o tratamento da formação eficaz.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] A presente invenção refere-se a métodos e composições para reduzir a permeabilidade à água dentro de uma formação subterrânea, particularmente dentro de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho, usando-se um modificador de permeabilidade relativa e mais especificamente a métodos e composições para o tratamento de pelo menos uma porção de uma formação subterrânea usando-se um modificador de permeabilidade relativa revestido em um material particulado.

[0006] Em um aspecto, a presente invenção fornece um método que compreende: fornecer particulados revestidos com (RPM) modificadores de permeabilidade relativa que compreende um modificador de permeabilidade relativa pré-revestido em um material particulado e colocando um fluido de tratamento que compreende um fluido de base e os particulados revestidos com RPM em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea.

[0007] Preferivelmente, o método ainda compreende: realizar uma operação de tratamento na porção da formação subterrânea, a operação de tratamento que compreende pelo menos um tratamento selecionado do grupo que consiste de uma operação de fratura e uma operação de recheio de cascalho e formar um recheio de escorante ou um recheio de cascalho na porção da formação subterrânea.

[0008] Preferivelmente, o fluido de tratamento compreende adicionalmente um polímero associado, tal que o fluido de tratamento é operável para reduzir a permeabilidade da água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho por mais do que o uso completo o modificador de permeabilidade relativa sozinha.

[0009] Preferivelmente, o fluido de tratamento é operável para reduzir a permeabilidade da água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho por pelo menos cerca de 80 %.

[00010] Preferivelmente, o polímero associado não é hidrofobicamente modificado.

[00011] Preferivelmente, o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida, um copolímero de acrilatolacrilamida, um biopolímero, um polissacarídeo, carboximetilcelulose, hidroxipropilguar e carboximetilidroxipropilguar.

[00012] Preferivelmente, o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida e um copolímero de acrilato/acrilamida; em que pelo menos uma porção das cadeias secundárias do polímero associado é hidrolisada.

[00013] Preferivelmente, o polímero associado compreende uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular de pelo menos cerca de 10.000.000 ou a uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular menor do que cerca de 500.000.

[00014] Preferivelmente, o fluido de base compreende água fresca.

[00015] Preferivelmente, o modificador de permeabilidade relativa compreende um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado.

[00016] Preferivelmente, o polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado compreende pelo menos uma unidade monomérica derivada de um haleto de metacrilato de cetildimetilamonioetila.

[00017] Preferivelmente, o método ainda compreende: realizar uma operação de tratamento na porção da formação subterrânea; em que a operação de tratamento compreende pelo menos um tratamento selecionado do grupo que consiste de uma operação de fratura e uma operação de recheio de cascalho.

[00018] Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um método que compreende: fornecer particulados revestidos com RPM que compreende um modificador de permeabilidade relativa pré-revestido em um material particulado; em que o modificador de permeabilidade relativa compreende um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado; colocar um fluido de tratamento que compreende um fluido de base, os particulados revestidos com RPM e um polímero associado em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea e formar um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro de uma fratura na porção da formação subterrânea; em que o fluido de tratamento é operável para reduzir a permeabilidade da água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho por mais do que o uso completo o modificador de permeabilidade relativa sozinha.

[00019] Preferivelmente, o polímero associado interage sinergisticamente com o modificador de permeabilidade relativa para reduzir a permeabilidade da água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho.

[00020] Preferivelmente, o fluido de tratamento é operável para reduzir a permeabilidade da água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho por pelo menos cerca de 80 %.

[00021] Preferivelmente, o fluido de base compreende água fresca.

[00022] Preferivelmente, o polímero associado não é hidrofobicamente modificado.

[00023] Preferivelmente, o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida, um copolímero de acrilato/acrilamida, um biopolímero, um polissacarídeo, carboximetilcelulose, hidroxipropilguar e carboximetilidroxipropilguar.

[00024] Preferivelmente, o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida e um copolímero de acrilato/acrilamida; em que pelo menos uma porção das cadeias secundárias do polímero associado é hidrolisada.

[00025] Preferivelmente, o polímero associado compreende um uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular de pelo menos cerca de 10.000.000 ou a uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular menor do que cerca de 500.000.

[00026] Preferivelmente, o polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado compreende pelo menos uma unidade monomérica derivada de um haleto de metacrilato de cetildimetilamonioetila.

[00027] Preferivelmente, o material particulado compreende areia.

[00028] Em um outro aspecto, a presente invenção fornece particulados revestidos com RPM que compreende: um revestimento modificador de permeabilidade relativa em um material particulado.

[00029] Preferivelmente, o revestimento modificador de permeabilidade relativa compreende um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado.

[00030] Preferivelmente, o material particulado compreende areia.

[00031] Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um fluido de tratamento que compreende: particulados revestidos com RPM que compreende:
um revestimento modificador de permeabilidade relativa em um material particulado,
um fluido de base e
um polímero associado.

[00032] Preferivelmente, o polímero associado não é hidrofobicamente modificado.

[00033] Preferivelmente, o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida, um copolímero de acrilato/acrilamida, um biopolímero, um polissacarídeo, carboximetilcelulose, hidroxipropilguar e carboximetilidroxipropilguar.

[00034] Preferivelmente, o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida e um copolímero de acrilato/acrilamida; em que pelo menos uma porção das cadeias secundárias do polímero associado é hidrolisada.

[00035] Preferivelmente, o polímero associado compreende um uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular de pelo menos cerca de 10.000.000 ou a uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular menor do que cerca de 500.000.

[00036] Preferivelmente, o fluido de base compreende água fresca.

[00037] Preferivelmente, o modificador de permeabilidade relativa compreende um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado que compreende pelo menos uma unidade monomérica derivada de um haleto de metacrilato de cetildimetilamonioetila.

[00038] As características e vantagens da presente invenção estarão facilmente evidentes para uma pessoa de habilidade comum na técnica em uma leitura da descrição das formas de realização que seguem.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00039] A presente invenção refere-se a métodos e composições para reduzir a permeabilidade à água dentro de uma formação subterrânea, particularmente dentro de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho, usar um modificador de permeabilidade relativa e mais especificamente, a métodos e composições para o tratamento de pelo menos uma porção de uma formação subterrânea usando-se um modificador de permeabilidade relativa revestido em um material particulado.

[00040] Em geral, a presente invenção descreve o pré-revestimento de modificadores de permeabilidade relativa (RPMs) em materiais particulados e o uso de tais particulados revestidos com RPM em várias operações subterrâneas para a redução da permeabilidade à água. Como usado aqui, os materiais particulados tendo RPMs pré-revestidos nestes serão referidos como "particulados revestidos com RPM". Revestimento do RPM no material particulado pode produzir benefícios inesperados que facilitam consideravelmente o desempenho de certas operações subterrâneas, como debatido a seguir. As operações subterrâneas em que os presentes particulados revestidos com RPM podem ser particularmente úteis incluem, por exemplo, operações de estímulo, operações de produção e operações de remediação. Mais especificamente, os presentes particulados revestidos com RPM podem ser particularmente úteis em operações de fratura, operações de recheio de cascalho ou operações de fratura/operações de recheio de cascalho combinadas em que é desejável reduzir a produção de água a partir de uma formação subterrânea. De acordo com a presente invenção, a redução da produção de água de uma formação subterrânea pode ser realizada pela redução da permeabilidade à água do recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro da formação subterrânea.

[00041] Uma vantagem dos particulados revestidos com RPM da presente invenção é que o revestimento de RPM neste pode ser direcionado primariamente em uma zona ou zonas desejadas de uma formação subterrânea (por exemplo, dentro de uma fratura) usando-se técnicas conhecidas por uma pessoa habilitada na técnica. A colocação seletiva dos particulados revestidos com RPM pode ser particularmente vantajosa com os particulados revestidos com RPM são introduzidos na formação subterrânea em um fluido de tratamento. Pela introdução seletiva dos particulados revestidos com RPM na formação subterrânea, as zonas alvejadas podem ser mais eficazmente tratadas com o RPM para reduzir a permeabilidade da água. Em contraste, quando um RPM é introduzido em uma formação subterrânea enquanto dispersado em um fluido de tratamento, como é convencional na técnica, a localização do RPM pode ser muito menos exata. Adicionalmente, quando um RPM é introduzido em uma fase de fluido, volumes de fluido de tratamento consideravelmente maior podem ser necessários para tratar eficazmente uma zona desejada da formação subterrânea, visto que as zonas indesejadas também podem ser contatadas pelo fluido de tratamento. Sob este aspecto, os particulados revestidos com RPM fornecem uma forma mais econômica do RPM que realiza um fluido de tratamento convencional contendo uma quantidade comparável de RPM.

[00042] Embora os particulados revestidos com RPM da presente invenção possam ser seletivamente colocados em uma zona ou zonas desejáveis de uma formação subterrânea, como descrito acima, a colocação seletiva não ocorre por nenhum meio requerido. Sob este aspecto, os particulados revestidos com RPM descritos aqui podem ser particularmente vantajosos nas operações de fratura em uma formação subterrânea (potencialmente) contendo água. Especificamente, este, usualmente, não é conhecido com certeza quando uma zona contendo água será encontrada em uma dada operação de fratura. Em operações de fratura convencionais, é necessário adicionar o RPM ao fluido de fratura em tais casos para controlar a produção de água potencial. Isto represente um uso ineficiente de RPM a partir de um ponto de vista econômico, material e ambiental, como algumas porções da formação subterrânea podem não estar em necessidade de redução de permeabilidade à água. Em contraste, usando-se os particulados revestidos com RPM da presente invenção, uma quantidade muito baixa de RPM pode ser usada em uma dada operação de fratura, desse modo, resultando em economias de custo para o consumidor e produzindo um impacto ambiental reduzido.

[00043] Os particulados revestidos com RPM da presente invenção são particularmente vantajosos quando usados em combinação com um polímero associado em um fluido de tratamento. Na presença de um polímero associado apropriado, benefícios surpreendentes podem ser realizados podendo intensificar consideravelmente a atividade do RPM e simplificar sua produção em uma formação subterrânea. Estes benefícios inesperados pode permitir que quantidades baixas do RPM sejam usadas quando uma formação subterrânea, em comparação com uma operação de tratamento conduzida sem o polímero associado estar presente. Especificamente, quando pré-revestido em um material particulado adequado e contatado com um polímero associado em um fluido de tratamento, um RPM pode produzir uma redução maior na permeabilidade à água, particularmente dentro de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho, em comparação com uma quantidade semelhante de RPM e polímero associado dispersado junto em um fluido de tratamento.

[00044] Além da redução da permeabilidade à água intensificada, o revestimento do RPM no material particulado pode resultar em uma estabilização benéfica do fluido de tratamento por si só. Especificamente, certos RPMs tais como, por exemplo, alguns polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados, podem precipitar-se de um fluido de tratamento sob condições de pH alto e/ou temperaturas altas. É convencional na técnica usar um fluido de base de sal aquoso para minimizar o risco de precipitação dos polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados. Entretanto, pelo pré-revestimento do RPM em um material particulado, o problema de precipitação pode ser substancialmente evitado, desse modo, permitindo que um fluido de base de água fresca seja usado para introduzir os particulados revestidos com RPM em uma formação subterrânea, se desejado. A capacidade de usar um fluido de base de água fresca, como oposto a um fluido com base em sal aquoso, fornece uma simplicidade operacional aumentada e permite uma redução adicional no custo de carga quando trata-se uma formação subterrânea.

[00045] Sem estar ligado por teoria ou mecanismo, acredita-se que existe uma interação sinergística entre o RPM e o polímero associado, particularmente quando o RPM é revestido em um material particulado, tal como, por exemplo, areia. Como observado acima, os benefícios de uma tal interação sinergística podem incluir, mas não são limitados, à estabilização de fluidos de tratamento contendo fluidos com base em água fresca e uma propensão intensificada com relação à redução da permeabilidade à água em comparação com o uso de RPM sozinho. Embora as interações sinergísticas possam ser observadas entre um RPM e um polímero associado quando ambos os componentes são dispersados em um fluido de tratamento (ver Pedido de patente dos Estados Unidos Ser. N° 13/081.607 comumente reconhecida, depositada em 7 de abril de 2011, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade), acredita-se que as interações sinergísticas podem ser pelo menos como pronunciadas ou ainda mais pronunciadas quando o RPM é revestido em um material particulado, como nas presentes formas de realização. Por exemplo, na presença do polímero associado, quantidades equivalentes de RPM podem dar uma redução de permeabilidade à água maior quando revestidas em um material particulado que quando dispersadas em um fluido de tratamento. Essa é uma maneira em que a presença de interações sinergísticas entre o RPM e o polímero associado pode ser determinada.

[00046] O remanescente livre de qualquer teoria ou mecanismo, é acreditado que as interações entre o RPM e o polímero associado pode resultar de uma interação de ligação de hidrogênio ou associação iônica entre os grupos funcionais adequados do RPM e o polímero associado. Quando o RPM é revestido em um material em particulado contendo funcionalidades polares ou grupos iônicos, tais porções podem melhorar ainda mais a interação sinergística entre o RPM e o polímero associado e melhora qualquer uma das propriedades referidas acima. Os exemplos de grupos funcionais dos polímeros que são adequados para a ligação de hidrogênio podem incluir uma amina protonada neutra ou numa cadeia de polímero e de um primeiro grupo de hidroxila ou um ânion de carboxilato em uma segunda cadeia de polímero. Os exemplos de grupos funcionais do polímero que são adequados para a formação de uma associação iônica podem incluir íons de amônio quaternário sobre uma primeira cadeia polimérica e um ânion de carboxilato de uma segunda cadeia polimérica.

[00047] Como definido aqui, um "fluido de tratamento" é um líquido que é colocado em uma formação subterrânea, a fim de atingir um propósito desejado. Os fluidos de tratamento podem ser utilizados em uma variedade de operações subterrâneas, incluindo, mas não limitados a, operações de estimulação, operações de reparação, operações de fratura e operações de recheio com cascalho. Como utilizados aqui, os termos "tratamento" e "tratar" referem-se a qualquer operação subterrânea que utiliza um fluido, em conjugação com a realização de uma função desejada e/ou realização de um objetivo desejado. Os termos "tratamento" e "tratar", como aqui utilizado, não implicam qualquer ação especial do fluido ou qualquer componente particular do mesmo, a menos que especificado de outra forma. Os fluidos de tratamento podem incluir, sem limitação, líquidos de fratura, fluidos de acidificação, tratamentos de conformação, fluidos de controle de danos, fluidos de correção, remoção de crosta e fluidos de inibição e outros.

[00048] Os fluidos de tratamento da presente invenção, em geral, compreendem um fluido de base de fase aquosa. Os fluidos de base de fase aquosa podem incluir, por exemplo, água fresca, água acidificada, água salgada, água do mar, salmoura ou uma solução salgada aquosa. Os fluidos de tratamento também podem conter quantidades pequenas de hidrocarbonetos, tal que o fluido de fase aquosa permaneça como a fase contínua. Especificamente, certos polímeros associados descritos aqui são obtidos em um fluido de base de hidrocarboneto. A inclusão de quantidades pequenas de hidrocarbonetos da fonte de polímero associado não impacta significantemente com o desempenho dos presentes fluidos de tratamento.

[00049] O fluido de base pode compreender uma solução salgada aquosa. Tais soluções salgadas aquosas podem ter uma concentração de sal que varia entre cerca de 0,1 % e cerca de 10 % em peso. A concentração de sal pode variar entre cerca de 1 % e cerca de 10 % em peso ou esta pode range entre cerca de 2 % e cerca de 5 % em peso. A solução salgada aquosa pode ser KCl a 2 %.

[00050] O fluido de base pode conter água fresca. Uma pessoa habilitada na técnica reconhecerá que a água fresca pode ser obtida a partir de qualquer fonte disponível, incluindo fontes de água tratada (por exemplo, água potável, águas residuais recuperadas ou água dessalinizada) ou fontes de água não tratada (por exemplo, córregos, lagos ou rios). Uma pessoa habilitada na técnica reconhecera ainda que as fontes de água podem conter pequenas quantidades de sais, materiais biológicos e outras substâncias que não afetam substancialmente a sua utilização como um fluido de base na presente invenção. Além disso, uma vez que a precipitação da rotação não é uma preocupação significativa nas presentes formas de realização, é necessário menos controle sobre a composição do fluido de base. Consequentemente, as correntes de águas residuais, incluindo, por exemplo, fluxos de escoamento de água industriais e água cinza podem ser utilizadas como fluido de base.

[00051] A presente descrição descreve aqui, particulados revestidos com RPM que compreendem um revestimento de RPM em um material particulado. O RPM pode ser um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado.

[00052] Os RPMs usados na presente invenção podem ser polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados, que são descritos em mais detalhes na Patente dos Estados Unidos comumente reconhecida 6,476,169, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade. Os polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados variam amplamente em estrutura, mas, em geral, compreendem um polímero hidrofílico que foi pelo menos modificado de maneira parcialmente química com grupos hidrofóbicos (por exemplo, grupos alquila de cadeia longa tendo mais do que cerca de 4 átomo de carbono). Um polímero hidrofílico existente pode ser pelo menos parcialmente funcionalizado com uma pluralidade de grupos hidrofóbicos para a produção de um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado. Alternativamente, uma unidade de monômero hidrofílico funcionalizada com um grupo hidrofóbico pode ser polimerizada por si só ou copolimerizada com uma unidade de monômero hidrofílica não contendo a funcionalização hidrofóbica para a produção de um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado.

[00053] Os polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados podem compreender pelo menos um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado e, opcionalmente, pelo menos um monômero hidrofílico. Como tais, os polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados podem ser homopolímeros, copolímeros, terpolímeros ou estruturas poliméricas de ordem superior. O posicionamento do polímero hidrofílico das unidades monoméricas hidrofílicas e as unidades monoméricas hidrofílicas hidrofobicamente modificadas em copolímero e estruturas poliméricas de ordem superior podem variar sem limitação e podem ser, por exemplo, alternantes, aleatórios, de bloco ou uma combinação destes. Os exemplos adequados de monômeros hidrofílicos incluem, por exemplo, ácido 2- acrilamido-2-metil propano sulfônico, N,N-dimetilacrilamida, vinil pirrolidona, dimetilaminoetil metacrilato, dimetilaminoetil metacrilamida, ácido acrílico, ácido metacrílico, dimetilaminopropil metacrilato, dimetilaminopropil metacrilamida, haleto de trimetilamonioetil metacrilato (haleto = cloreto, brometo, iodeto ou haleto equivalente, tal como, por exemplo, um tosilato ou metanossulfonato), acrilamida, metacrilamida e hidroxietil acrilato.

[00054] Os polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados podem ser preparados pela polimerização de pelo menos um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado ou pelo menos um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado e pelo menos um monômero hidrofílico. Os monômeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados ilustrativos incluem, por exemplo, alquil acrilatos, alquil metacrilatos, alquil acrilamidas, alquil metacrilamidas, brometo de alquildimetilamonioetil metacrilato, cloreto de alquildimetilamonioetil metacrilato, iodeto de alquildimetilamonioetil metacrilato, brometo de alquildimetilamoniopropil metacrilato, cloreto de alquildimetilamoniopropil metacrilato, iodeto de alquildimetilamoniopropil metacrilato, brometo de alquildimetilamonioetil metacrilamida, cloreto de alquildimetilamonioetil metacrilamida, iodeto de alquildimetilamonioetil metacrilamida, brometo de alquildimetilamoniopropil metacrilamida, cloreto de alquildimetilamoniopropil metacrilamida e iodeto de alquildimetilamoniopropil metacrilamida. Em geral, os grupos alquila dos monômeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados contém cerca de 4 a cerca de 22 átomos de carbono.

[00055] O polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado pode comrpeender pelo menos um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado de haleto de alquildimetilamonioetil metacrilato. O grupo alquila pode compreender cerca de 4 a cerca de 22 átomos de carbono. O haleto pode ser cloreto, brometo, iodeto ou um haleto equivalente (por exemplo, toluenossulfonato ou metanossulfonato), por exemplo. O grupo alquila pode ser um grupo cetila contendo 16 átomos de carbono. Isto é, em algumas formas de realização, uma unidade monomérica de haleto de metacrilato de cetildimetilamonioetila pode ser polimerizada para formar o polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado, opcionalmente com um outro monômero hidrofílico ou uma unidade monomérica de dimetilaminoetil metacrilato em um polímero hidrofílico pode ser hidrofobicamente modificado com um agente, tal como, por exemplo, um haleto de cetila ou um equivalente de haleto de cetila.

[00056] O RPM pode ser um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado que compreende pelo menos uma unidade de monômero derivada de um haleto de metacrilato de cetildimetilamônioetila. Um tal RPM contém pelo menos a seguinte unidade estrutural em sua estrutura de polímero, onde as linhas onduladas representam a ligação a outras unidades de monômero.

[00057] Como notado acima, RPMs contendo sua unidade de monômero pode ser homopolímeros ou copolímeros ou estruturas de polímeros de ordem maior contendo um monômero hidrofílico. Por exemplo, um RPM pode conter metacrilato de dimetilaminoetila e a unidade de monômero acima derivada de um haleto de metacrilato de cetildimetilamônioetila. Este RPM é vendido sob o nome comercial "HPT-1" por Halliburton Energy Services of Duncan, Oklahoma. Os procedimentos sintéticos específicos e descrição relacionando a este RPM são descritos na Patente dos Estados Unidos 7.114.568 comumente pertencente, que é incorporado neste por referência em sua totalidade.

[00058] O material particulado pode ser uma areia ou um cascalho. Como usado neste, o termo "areia" refere-se a um material de grão de detrito obtido a partir da quebra ou desgaste de rochas que tem um tamanho de particulado variando entre cerca de 0.0625 mm e cerca de 2 mm (aproximadamente 230 tramas a 10 tramas). Como usado neste, o termo "cascalho" refere-se a um material de grão detrítico obtido a partir da quebra ou desgaste de rochas que tem um tamanho de particulado variando entre cerca de 2 mm (10 tramas) e cerca de 64 mm. A não ser de outra maneira especificada, uso do termo "areia" será entendido neste equivalentemente referido tanto como areia quanto cascalho tendo os tamanhos de particulado residindo dentro das faixas de tamanho acima. Deve ser entendido que o termo "particulado," como usado neste, inclui todas as formas conhecidas de materiais incluindo materiais substancialmente esféricos, materiais fibrosos, materiais poligonais (tal como, mas não limitado a, materiais cúbicos) e misturas destes.

[00059] Os particulados de areia podem conter principalmente sílica (SiO2), que é o constituinte primário de areais mais continentais e costais. A areia pode ser a areia que é comumente usada na indústria do campo petrolífero para várias operações (por exemplo, como um escorante nas operações de fratura). Tais areias são comumente referidas na técnica como areias frac. As areias frac ilustrativas incluem, por exemplo, areia de Oklahoma #1, areias brancas de Ottowa e areias marrons de Brady. Uma pessoa com habilidade comum na técnica reconhecerá que a listagem supracitada de areias é meramente ilustrativa e não deve ser considerada limitante.

[00060] As areias Frac podem ser obtidas em uma ampla faixa de tamanhos de particulado incluindo tamanhos de trama 8/16 (2,380 µm/1,190 µm), 12/20 (1,680 µm/840 µm), 16/30 (1,190 µm/590 µm), 20/40 (840 µm/420 µm), 30/50 (590 µm/297 µm), 30/70 (590 µm/210 µm), 40/60 (420 µm/250 µm), 40/70 (420 µm/210 µm) e 100 (149 µm). Entretanto, uma pessoa com habilidade comum na técnica reconhecerá que uma areia frac dada conterá uma faixa dos tamanhos de particulado e a listagem supracitada dos tamanhos de trama não devem ser consideradas limitantes. Em algumas formas de realização da presente invenção, a areia tem um tamanho de particulado variando entre cerca de 20 tramas (cerca de 840 µm) e cerca de 200 tramas (cerca de 74 µm). Em outras formas de realização, a areia tem um tamanho de particulado variando entre cerca de 30 tramas (cerca de 590 µm) e cerca de 140 tramas (cerca de 105 µm). Ainda em outras formas de realização, a areia tem um tamanho de particulado variando entre cerca de 70 tramas (cerca de 210 µm) e cerca de 140 tramas (cerca de 105 µm) ou entre cerca de 70 tramas (cerca de 210 µm) e cerca de 100 tramas (cerca de 149 µm).

[00061] Os materiais particulados outros do que areia também são acreditados ser usáveis na presente invenção, com tais materiais de particulado tendo a mesma faixa geral dos tamanhos de particulado. Tais materiais de particulado podem ser uma substância contendo sílica ou silicatos. Por exemplo, o material particulado pode ser um mineral contendo sílica ou silicato. Os minerais contendo sílica ou silicato ilustrativos que são acreditados podem ser usados no lugar de ou em combinação com areia na presente invenção incluem, por exemplo, tectosilicatos (por exemplo, quartzo, feldspato e zeólitos), filosilicatos (por exemplo, argilas e micas), inosilicatos, ciclosilicatos, sorosilicatos e nesosilicatos (ortosilicatos).

[00062] O material particulado em que o RPM é revestido pode ser outro tipo do material particulado que é comumente usado nas operações do campo petrolífero (por exemplo, como um escorante durante as operações de fratura). É acreditado que tais materiais de particulado podem ser usados no lugar de ou em combinação com areia na presente invenção. Os materiais particulados que não são baseados em sílica incluem, por exemplo, bauxita, materiais de cerâmica, materiais de vidro, materiais de polímero, materiais de politetrafluoroetileno, partes de casca de noz, partes de casca de semente, particulados resinosos curados que compreendem partes de casca de noz, particulados resinosos curados que compreendem partes de casca de semente, partes de caroço de fruto, particulados resinosos curados que compreendem partes de caroço de fruto, madeira, particulados de compósito e combinações destes. Os materiais enchedores adequados nos particulados de compósito incluem, por exemplo, sílica, alumina, carbono fumigado, negro de fumo, grafita, mica, dióxido de titânio, meta-silicato, silicato de cálcio, caulim, talco, zircônia, boro, partículas de cinza incombustíveis, microesferas de vidro ocas, vidro sólido e combinações destes. Tais materiais enchedores podem ser opcionalmente usados como um material particulado na presente invenção sem a formação de um particulado compósito.

[00063] A areia pode ser pré-revestida com um RPM e usada em combinação com os materiais particulados que não são revestidos com um RPM. Tais materiais particulados incluem aqueles apresentados acima. Alternativamente, a areia pode ser pré-revestida com um RPM e usado em combinação com outro material particulado que foi pré-revestido com um RPM. A areia que não é revestida com um RPM pode ser usada em combinação com outro material particulado que foi pré-revestido com um RPM. Alternativamente, outro material particulado que foi pré-revestido com um RPM pode ser usado no lugar da areia. Os particulados revestidos com RPM da presente invenção podem ser combinados em um fluido de tratamento e usados em várias operações subterrâneas, como descrito em detalhes adicionais mais abaixo.

[00064] O material particulado pode ser pelo menos parcialmente revestido com o RPM. O material particulado pode ser completamente revestido com o RPM. Como usado neste, um material particulado é completamente revestido com um RPM se existe pelo menos uma monocamada contínua de revestimento RPM no material particulado, embora mais do que uma camada pode estar presente em um revestimento contínuo. Em algumas formas de realização, o material particulado pode ser parcialmente revestido com o RPM. Quando um revestimento parcial é usado, o material particulado pode revestir pelo menos cerca de 25 % do material particulado, ou pelo menos cerca de 50 % do material particulado, ou pelo menos cerca de 75 % do material particulado, ou pelo menos cerca de 90 % do material particulado. Um revestimento parcial do RPM pode ser um revestimento de monocamada parcial (isto é, um monocamada descontínua).

[00065] Dependendo se o material particulado tem um revestimento total ou parcial de RPM, a porcentagem em peso do RPM pode variar na faixa considerável. Uma porcentagem em peso de RPM revestida no material particulado pode variar entre cerca de 0,05 % a cerca de 10 %, ou uma porcentagem em peso de RPM revestida no material particulado pode variar entre cerca de 0,1 % e cerca de 6 %, ou uma porcentagem em peso de RPM revestida no material particulado pode variar entre cerca de 0.075 % a cerca de 1 %, ou uma porcentagem em peso de RPM revestida no material particulado pode variar entre cerca de 0,1 % a cerca de 0,5 %.

[00066] O processo para o revestimento de RPM no material particulado não é particularmente limitado. Uma solução de RPM pode ser combinada com o material particulado e o solvente pode ser removido depois para depositar o RPM no material particulado. A remoção do solvente pode ser acompanhada por pelo menos um do aquecimento, aplicando a vácuo, ou uma técnica semelhante. Uma solução de RPM pode ser pulverizada no material particulado, com o solvente sendo removido consequentemente. Alternativamente, um revestimento de RPM no material particulado pode acontecer sem a remoção de um solvente. Especificamente, em tais formas de realização, uma solução ou suspensão de RPM em um solvente pode ser agitada com o material particulado ou passado através de um parafuso de areia. Portanto, o RPM revestido pelo particulado e o solvente residual pode ser adicionado diretamente em um fluido de fratura ou fluido de tratamento semelhante. Nas formas de realização não limitantes ilustrativas, o revestimento do RPM nos materiais particulados podem acontecer pelas modificações de rotina dos métodos usados pelos materiais particulados de revestimento com as resinas e espessantes. Tais métodos são descritos na Patente dos Estados Unidos 7.799.744, 7.216.711 e 7.063.151 comumente pertencentes, cada um de que é incorporado neste por referência em sua totalidade.

[00067] Os métodos para o uso dos particulados revestidos com RPM da presente invenção nas operações subterrâneas são descritas neste. Tais operações subterrâneas incluem, sem limitação, operações de fratura, operações de recheio de cascalho e uma combinação deste (por exemplo, operações frac-pack). Em tais operações subterrâneas, os particulados revestidos com RPM são introduzidos em um fluido de tratamento e colocados em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea por intermédio dos métodos conhecidos a uma pessoa com habilidade comum na técnica. Tais fluidos de tratamento podem incluir um fluido de base de água fresca, um fluido de base de solução de sal aquoso e outros como descrito em detalhes adicionais em seguida.

[00068] Os métodos descritos neste incluindo o fornecimento de particulados revestidos com RPM que compreendem um RPM pré-revestido em um material particulado e colocando um fluido de tratamento compreendem um fluido de base e os particulados revestidos com RPM em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea.

[00069] Os métodos ainda podem compreender a realização da operação de tratamento na porção da formação subterrânea tal como, por exemplo, uma operação de fratura, uma operação de recheio de cascalho, ou uma combinação deste. Os métodos ainda podem compreender a formação de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho na porção da formação subterrânea sendo tratada.

[00070] O fluido de tratamento ainda pode compreender um polímero associado, tal que o fluido de tratamento é operável para reduzir a permeabilidade de água de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro da formação subterrânea por mais do que através do uso de RPM apenas. O polímero associado pode interagir sinergisticamente com o RPM e/ou o material particulado a fim de melhorar certas propriedades do fluido de tratamento. Uma interação sinergística pode ser observada quando o fluido de tratamento é operável para reduzir a permeabilidade de água do recheio de escorante ou recheio de cascalho por mais do que quando o RPM é usado sozinho, quando revestido no material particulado ou quando uma quantidade semelhante do RPM é usado em um fluido de tratamento diretamente. Uma interação sinergística pode ser observada quando o fluido de tratamento tem pelo menos uma propriedade melhorada naquele de um fluido de tratamento não contendo o polímero associado.

[00071] Em um aspecto, os métodos descritos neste compreendem fornecendo os particulados revestidos com RPM que compreendem um RPM que compreendem um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado prérevestido em um material particulado; colocando um fluido de tratamento que compreende um fluido de base, os particulados revestidos com RPM e um polímero associado em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea; e formação de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro de uma fratura na porção da formação subterrânea. O fluido de tratamento contendo o polímero associado é operável para reduzir a permeabilidade de água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho por mais do que através do uso RPM sozinho.

[00072] Em geral, os fluidos de tratamento usados nos presentes métodos podem reduzir a permeabilidade de água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho por pelo menos cerca de 80 %. Os fluidos de tratamento podem reduzir a permeabilidade de água do recheio de escorante ou recheio de cascalho por pelo menos cerca de 90 %, ou pelo menos cerca de 95 %, ou pelo menos cerca de 97 %, ou pelo menos cerca de 98 %, ou pelo menos cerca de 99 %. Como uma pessoa com habilidade comum na técnica estimará com o benefício da presente descrição, a redução da permeabilidade de água dependerá pelo menos da quantidade de particulados revestidos por RPM usados em uma operação subterrânea particular, a identidade e quantidade do RPM revestido no material particulado e, quando usado, a identidade e quantidade do polímero de associação no fluido de tratamento.

[00073] A medição da redução de permeabilidade de água do recheio de escorante ou o recheio de cascalho podem ser determinados pela medição da redução da permeabilidade de uma coluna embalada com os particulados revestidos com RPM. Os métodos ilustrativos para a determinação da redução de permeabilidade de água de uma amostra de núcleo da formação subterrânea são descritos na Patente dos Estados Unidos 6.476.169, que é incorporado neste por referência em sua totalidade. Tais métodos para testar a permeabilidade de água de uma amostra de núcleo podem ser prontamente adaptados por uma pessoa com habilidade comum na técnica para determinar a permeabilidade de água de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro de um ajuste laboratorial. Como com amostras de núcleo subterrâneo não tratado, os particulados de material não revestido são considerados não ter redução da permeabilidade de água.

[00074] A concentração do polímero associado nos presentes fluidos de tratamento é geralmente escolhido tal que uma redução efetiva na permeabilidade de água (por exemplo, pelo menos cerca de 80 %) é obtido quando o tratamento de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro de uma formação subterrânea. As concentrações do polímero associado são geralmente cerca de 0,05 % em peso ou abaixo nos fluidos de tratamentos da presente invenção. Uma concentração do polímero associado pode ser cerca de 0,04 % em peso ou abaixo no fluido de tratamento, ou cerca de 0,03 % em peso ou abaixo no fluido de tratamento, ou cerca de 0,02 % em peso ou abaixo no fluido de tratamento, ou cerca de 0,01 % em peso ou abaixo no fluido de tratamento. Uma concentração do polímero associado pode variar entre cerca de 0,05 % e 0,005 % em peso no fluido de tratamento, ou entre cerca de 0,025 % e cerca de 0,0075 % em peso no fluido de tratamento.

[00075] Um número de polímeros associados diferentes pode ser usado na presente invenção a fim de reduzir a permeabilidade de água de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro de uma formação subterrânea por mais do que é possível quando o uso de RPM sozinho, revestido no material particulado ou dispersado em um fluido de tratamento. Preferivelmente, o polímero associado não é um polímero hidrofobicamente modificado. Como usado neste, o termo "não hidrofobicamente modificado" refere-se a um polímero base que não contém uma modificação hidrofóbica neste. Como usado neste, a modificação hidrofóbica de um polímero base será considerado ser qualquer grupo hidrofóbico tendo mais do que cerca de 4 átomos de carbono.

[00076] Os exemplos ilustrativos dos polímeros associados adequados para o uso na presente invenção incluem, por exemplo, copolímeros de poliacrilatos, poliacrilamidas, acrilato/acrilamida e copolímeros de cloreto de acrilamida/dialildimetil amônio. O polímero associado pode ser um biopolímero, particularmente polissacarídeos tal como, por exemplo, carboximetilcelulose, guar, hidroxipropilguar, carboximetilidroxipropilguar, quitosano, diutanos, xantanos e dextranos.

[00077] O polímero associado pode compreender pelo menos um de uma unidade de monômero de acrilamida ou uma unidade do monômero de éster de acrilato. O polímero associado pode conter uma unidade de repetição derivado de acrilamida. Uma porção de um polímero associado contendo uma unidade de repetição de acrilamida é mostrada abaixo, onde as linhas ondulantes representam a ligação a outras unidades de monômero.

[00078] O polímero associado pode conter uma unidade de repetição derivado de um éster de acrilato. Uma porção de um polímero associado contendo um éster de acrilato unidade de repetição é mostrado abaixo, onde as linhas ondulantes representam a ligação em outras unidades de monômero e R é um grupo alquila ou arila, por exemplo.

[00079] O polímero associado pode ser pelo menos um de um copolímero de poliacrilamida, um poliacrilato, ou um acrilato/acrilamida. Pelo menos uma porção das cadeias secundárias de tais polímeros associados podem ser hidrolisados. Isto é, quando o polímero associado contém acrilamida e/ou unidade de repetição do éster de acrilato, pelo menos a porção das amidas de cadeia secundária ou ésteres carboxílicos neste podem ser hidrolisados ao ácido carboxílico correspondente. Em tais formas de realização em que pelo menos a porção das cadeias secundárias são hidrolisadas, pelo menos a porção do polímero associado pode conter unidades de monômero do ácido acrílico. Uma estrutura parcial de um polímero associado contendo unidades de monômero do ácido acrílico é mostrada abaixo, onde as linhas ondulantes representam a ligação em outras unidades de monômero (por exemplo, outras unidades de monômero do ácido acrílico e/ou outras unidades de monômero de acrilamida ou éster de acrilato).

[00080] Dependendo do pH, polímeros associados tendo as cadeia secundárias hidrolisadas podem ser em seu protonado (isto é, ácido) ou desprotonado (isto é, formas aniônicas).

[00081] O polímero associado pode ser uma poliacrilamida, especificamente uma poliacrilamida em que pelo menos a porção das cadeias secundárias são hidrolisadas. Um número das poliacrilamidas parcialmente hidrolisadas são conhecidas na técnica e são comercialmente disponível. Duas poliacrilamidas comercialmente disponíveis que são adequadas para o uso na presente invenção incluem, por exemplo, "FR-66" e "FDP-835," cada um de que é disponível de Halliburton Energy Services of Duncan, Oklahoma. "FR66" é uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular de pelo menos cerca de 10.000.000. "FDP-835" é uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular menor do que cerca de 500.000. Visto que, o peso molecular do polímero associado pode rotacionar uma ampla faixa. Um peso molecular da poliacrilamida pode variar entre 100.000 e cerca de 10.000.000 ou entre cerca de 500.000 e cerca de 10.000.000. Os pesos moleculares menores ou maiores por um polímero de poliacrilamida associados também podem ser adequados e estão dentro do escopo da presente invenção.

[00082] Os presentes métodos podem incluir a realização de uma operação de tratamento na porção da formação subterrânea. Tais operações de tratamento podem incluir qualquer operação no qual os particulados são depositados em uma formação subterrânea, por exemplo, operações de fratura, operações de recheio de cascalho e combinações destes (por exemplo, operações frac-packing). Tais operações de tratamento podem incluir a deposição de pelo menos alguns dos particulados revestidos com RPM na porção da formação subterrânea sendo tratada. A deposição dos particulados revestidos com RPM pode envolver a formação de um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro de uma fratura na porção da formação subterrânea. Como notado anteriormente acima, a deposição dos particulados revestidos com RPM em uma zona desejada de uma formação subterrânea pode alvejar mais efetivamente os efeitos de RPM em uma operação de tratamento.

[00083] Os fluidos de tratamento da presente invenção ainda podem compreender pelo menos um tensoativo. Tais tensoativos incluem tensoativos catiônicos, tensoativos aniônicos, tensoativos zwiteriônicos e tensoativos não iônicos, exemplos numerosos de cada um do que são conhecidos aquela pessoa com habilidade comum na técnica. Quando presente, um tensoativo pode ser usado nos presentes fluidos de tratamentos em uma concentração variando entre cerca de 0,1 % e cerca de 2,0 % em peso ou entre cerca de 0,5 % e cerca de 1,0 %.

[00084] Os exemplos ilustrativos dos tensoativos podem incluir, sem limitação, ésteres de fosfato de nonilfenol etoxilado, fosfonatos de alquila, álcoois lineares, compostos de nonilfenol, ácidos graxos alcoxilados, alcoxilatos de alquilfenol, amidas etoxiladas, alquil aminas etoxiladas, betaínas, sulfonatos do éster metílico (por exemplo, como descrito nas Patentes dos Estados Unidos 7.159.659; 7.299.874; e 7.303.019 comumente pertencentes e Pedido de Patente dos Estados Unidos 11/058.611, depositado em 2 de Fevereiro de 2005, as descrições totais de que são incorporados neste por referência), queratina hidrolisada (por exemplo, como descrito na Patente dos Estados Unidos N°. 6.547.871 comumente pertencentes, a descrição total de que é incorporado neste por referência), sulfossuccinatos, tauratos, óxidos de amina, ácidos graxos alcoxilados, álcoois alcoxilados (por exemplo, etoxilato do álcool laurílico, nonilfenol etoxilato), aminas graxos etoxilados, alquil aminas etoxiladas (por exemplo, etoxilato de cocoalquilamina), betaínas modificadas, alquilamidobetaínas (por exemplo, cocoamidopropil betaína) e compostos de amônio quaternários (por exemplo, cloreto de trimetiltallowamônio, cloreto de trimetilcocoamônio). Os tensoativos adequados podem ser usados em uma forma líquida ou em pó.

[00085] Os fluidos de tratamento ainda podem incluir pelo menos um tensoativo aniônico. Os tensoativos aniônicos particularmente preferidos podem incluir por exemplo, sulfonatos de poli(óxido de etileno), carboxilatos de poli(óxido de etileno), sulfatos de poli(óxido de etileno), sulfonatos de poli(óxido de propileno), sulfatos de carboxilatos de poli(óxido de propileno) e óxido de polipropileno). Os tensoativos particularmente adequados podem incluir, por exemplo, "EMULSOGEN COL 100" e "EMULSOGEN LS 24N," cada um de que é um tensoativo aniônico poli(óxido de etileno) que é disponível de Clariant Corporation e "EMCOL CNP 110," um tensoativo aniônico poli(óxido de etileno) que é disponível de Akzo Nobel Corporation. O uso de tais tensoativos aniônicos para aumentar a estabilidade de um fluido de tratamento é descrito no Pedido de Patente dos Estados Unidos United States 12/956.569 comumente pertencentes, depositado em 30 de Novembro de 2010, que é incorporado neste por referência em sua totalidade. Os fluidos de tratamento podem incluir pelo menos um tensoativo que não é um tensoativo aniônico, que pode ser opcionalmente usado em combinação com os tensoativos aniônicos anteriormente mencionados. Preferivelmente, uma listagem não limitante de tensoativos adequados para o uso em combinação com um tensoativo aniônico inclui tensoativos anfotéricos tal como, por exemplo, ácidos graxos tendo os grupos amina quaternizados, betaínas (por exemplo, cocoamidopropil betaína, palmitamidopropil betaína e lauril betaína), glicinatos e imidazolinas. Um tensoativo anfotérico para o uso em combinação com um tensoativo aniônico pode ser "HC-2," um tensoativo anfotérico que é comercialmente disponível de Halliburton Energy Services of Duncan, Oklahoma.

[00086] Além disso, os presentes fluidos de tratamento podem compreender opcionalmente qualquer número de aditivos adicionais comumente usados em fluidos de tratamentos incluindo, por exemplo, argilas, inibidores de crosta, inibidores de corrosão, agentes formadores de gel, agentes de reticulação, agentes espumantes, agentes desespumantes, agentes antiespuma, agentes emulsificantes, agentes desemulsificantes, agentes de controle de ferro, escorantes ou outros particulados, desviadores de particulado, sais, ácidos, aditivos de controle de perda de fluido, gás, catalisadores, agentes de controle de argila, dispersantes, floculantes, descontaminantes, (por exemplo, descontamianntes de H2S, descontaminantes de CO2 ou descontaminantes de O2), lubrificantes, quebradores, redutores de fricção, agentes de ligação, viscosificantes, agentes de ponderação, solubilizadores, agentes de controle de pH (por exemplo, tampões), inibidores de hidrato, agentes de consolidação, bactericidas, biocidas e outros. As combinações destes aditivos também podem ser usadas.

[00087] Para facilitar um melhor entendimento da presente invenção, os seguintes exemplos das formas de realização preferidas são dados. De maneira alguma, os exemplos devem ser lidos para limitar ou para definir o escopo da invenção.

EXEMPLOS

[00088] EXEMPLO 1: Redução de Permeabilidade de Salmoura Usando Areia Revestida Revestido Areia Com Um Modificador de Permeabilidade Relativa. Uma porção de 122 gramas de areia revestida com quantidades variáveis de "HHT -1" RPM foi fornecida tal como indicado na Tabela 1 abaixo. A Areia foi areia Oklahoma #1 (Trama 100 (149 mm)) ou uma areia trama 40/60 Tramas (420 μm/250 μm). A areia foi colocada em uma proveta, um HPT-1 foi adicionado lentamente com uma seringa e a mistura resultante foi então agitada com uma espátula até parecer estar uniformemente revestida. À areia revestida com RPM foi adicionada uma solução de 2 L de um polímero associado em água fresca nas concentrações indicadas na Tabela 1 abaixo. A areia revestida com RPM e a solução de polímero associado foram agitados juntos durante 5 minutos e a areia revestida com RPM foi então separada por decantação. Portanto, a areia revestida com RPM foi recolhida em um funil de Buchner com papel de filtro papel Whatman # 41 e secada ao ar, puxando-se o ar através do papel de filtro.

[00089] A areia revestida com RPM foi então embalada em um tubo de 1" (2,5 cm) de diâmetro tendo um comprimento de 12" (30 cm) e uma solução de salmoura API foi vertida através do tubo para determinar a redução da permeabilidade com salmoura. A redução da permeabilidade com salmoura foi calculada em relação à areia não revestida correspondente (16.000 md (15,7 µm2 ) para a areia Oklahoma #1 não revestida trama 100 (149 µm) e 52,000 md (51,3 µm2 ) para a areia não revestida trama 40/60 (420 µm/250 µm) areia). Os resultados de teste são resumidos na Tabela 1.

a "HPT-1" é um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado contendo unidades de haleto de cetildimetilamônioetil metacrilato, que são disponíveis da Halliburton Energy Services of Duncan, Oklahoma.
b "FR-66" é uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada tendo um peso molecular de pelo menos cerca de 10.000.000 que está disponível da Halliburton Energy Services of Duncan, Oklahoma.
c CMC é carboximetilcelulose.d HPG é hidroxipropilguar.
e CMHPG é carboximetilhidroxipropilguar.

[00090] Como mostrado na Tabela 1, valores de redução da permeabilidade de salmoura muito bons foram obtidos quando areia revestida com "HHT-1" foi tratada com uma concentração baixa de "FR-66" (entradas 1 a 3). Como mostrado abaixo, nos Exemplos Comparativos, a utilização de uma quantidade equivalente de "HHT -1" em um fluido de tratamento, em vez de serem usados em areia revestida, produziu uma redução significativamente mais baixa na permeabilidade salmoura. Valores de redução da permeabilidade de salmoura excelentes também foram observados, na presença de outros polímeros associados (entradas 4 a 6), embora uma ordem concentrações de magnitude mais alta de polímeros associados tenha sido usada nestes últimos casos. HPG (registro 5) produziu um valor inferior de redução da permeabilidade de salmoura do que um CMC (entrada 4) ou CMHPG (entrada 6), Neste exemplo, o HPG foi usado em uma concentração menor do que o CMC ou CMCHPG e é provável que, se uma concentração mais elevada for usada, a redução da permeabilidade de salmoura comparável seria observada. Deve ser observado que estes testes simulam a introdução furo abaixo de areia revestida com "HHT-1" em um fluido de tratamento contendo um polímero associado, seguido pelo bloqueio da formação de salmoura consequentemente.

[00091] Exemplo 2: Exemplos Comparativos. Vários ensaios de controle foram realizados para demonstrar os efeitos desejáveis de combinar um RPM pré-revestido em areia com um polímero associado em um fluido de tratamento. Os resultados dos ensaios de controle encontram-se resumidos na Tabela 2. O teste foi conduzido como descrito acima para o Exemplo 1, exceto quando modificado como descrito abaixo. Quando o polímero associado foi omitido do fluido de tratamento, nenhuma redução da permeabilidade salmoura foi observada (entrada 1). Para este teste, a areia revestida com RPM foi agitada com água fresca apenas durante 5 minutos antes de testar a permeabilidade de salmoura. O uso apenas do polímero associado no fluido de tratamento sem qualquer "HPT-1" estar presente na areia também produziu permeabilidade de água salgada muito deficiente (entradas 2 e 5).

[00092] A inclusão do "HHT-1" no fluido de tratamento com o polímero associado resultou na redução da permeabilidade de salmoura pior em comparação com os valores observados quando uma quantidade comparável de "HHT-1" foi revestido em areia (entradas 3 e 4). Para estes exemplos, o polímero associado e "HHT-1" foram misturados em uma solução de KCl a 2 %, em vez de em água fresca, uma vez que o "HHT -1" precipitou-se a partir de água potável na presença de "FR-66". Para a entrada 3, a quantidade de "HHT-1" utilizada foi equivalente à da entrada 2 da Tabela 1. Nas quantidades equivalentes de "HPT-1", a redução da permeabilidade salmoura foi 3 vezes mais deficiente quando o "HPT-1" estava em um fluido de base com o polímero associado, em vez de ser revestida na areia. O aumento da concentração da solução de "HHT-1" de aproximadamente 13 vezes (entrada 4) produziu uma redução da permeabilidade com salmoura (99 %) em comparação com a da entrada a partir da Tabela 1.

[00093] Portanto, a presente invenção está bem adaptada para atingir os fins e vantagens mencionados, bem como aqueles que são inerentes a esta. As formas de realização particulares descritos acima são meramente ilustrativas, como a presente invenção pode ser modificada e praticada de diferentes maneiras, mas equivalente para uma pessoa com habilidade comum na técnica que tem os benefícios das explicações desta. Além disso, nenhuma limitação é pretendida aos detalhes da construção ou projeto aqui apresentados, com exceção aos descrito nas reivindicações abaixo. É, portanto, evidente que as formas de realização ilustrativas reveladas acima podem ser alteradas, combinadas ou modificadas e todas estas variações são consideradas dentro do escopo da presente invenção. Enquanto as composições e os métodos são descritos em termos de "compreendendo", "contendo" ou "incluindo” vários componentes ou etapas passos, as composições e métodos também podem "consistir essencialmente de" ou "consistir de" vários componentes e etapas. Todos os números e intervalos revelados acima podem variar de acordo com uma certa quantidade. Sempre que é revelada uma gama numérica, com um limite inferior e um limite superior, qualquer número e qualquer intervalo incluído dentro do intervalo são especificamente descritos. Em particular, a cada faixa de valores (da forma, "de cerca de a, a cerca de b " ou, equivalentemente, "de aproximadamente a a b" ou, equivalentemente, "de aproximadamente a-b") descrita deve ser entendida para apresentar qualquer número e incluídas dentro da faixa mais ampla de valores. Também, os termos nas reivindicações têm seu significado comum simples, a não ser que explicita e claramente definido pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como utilizado nas reivindicações, são definidos aqui para significar um ou mais do que um dos elementos que se introduz. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório descritivo e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem ser incorporados aqui por referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.

Claims

Método para reduzir a permeabilidade à água dentro de uma formação subterrânea, caracterizado pelo fato de que compreende:
fornecer particulados revestidos com modificadores de permeabilidade relativa (RPMs) que compreende um modificador de permeabilidade relativa pré-revestido em um material particulado; e
colocar um fluido de tratamento que compreende um fluido de base, um polímero associado e os particulados revestidos com RPM em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea;
em que o modificador de permeabilidade relativa compreende um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado e em que o polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado compreende pelo menos um haleto de alquildimetilamonioetil metacrilato e em que o grupo alquila compreende 4 a 22 átomos de carbono; e
em que o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado a partir do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida e um copolímero de acrilato/acrilamida; e em que pelo menos uma porção das cadeias secundárias do polímero associado é hidrolisada.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
realizar uma operação de tratamento na porção da formação subterrânea, em que a operação de tratamento compreende pelo menos um tratamento selecionado do grupo que consiste de uma operação de fratura e uma operação de recheio de cascalho.
Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende:
formar um recheio de escorante ou um recheio de cascalho dentro de uma fratura na porção da formação subterrânea.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o polímero associado não é hidrofobicamente modificado.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o fluido de base compreende água fresca.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o modificador de permeabilidade relativa compreende um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado que compreende pelo menos uma unidade monomérica derivada de um haleto de metacrilato de cetildimetilamonioetila.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o material particulado compreende areia.
Fluido de tratamento, caracterizado pelo fato de que compreende particulados revestidos com modificadores de permeabilidade relativa (RPMs), um fluido de base e um polímero associado,
em que o modificador de permeabilidade relativa compreende um polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado e em que o polímero hidrofílico hidrofobicamente modificado compreende pelo menos um haleto de alquildimetilamonioetil metacrilato e em que o grupo alquila compreende 4 a 22 átomos de carbono; e
em que o polímero associado compreende pelo menos um polímero selecionado a partir do grupo que consiste de um poliacrilato, uma poliacrilamida e um copolímero de acrilato/acrilamida; e em que pelo menos uma porção das cadeias secundárias do polímero associado é hidrolisada.
Fluido de tratamento de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o polímero associado não é hidrofobicamente modificado.
Fluido de tratamento de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o fluido de base compreende água fresca.