BR112015016533B1

BR112015016533B1 - Método para recuperação de um fluido de hidrocarboneto de uma formação subterrânea, polímero hidrossolúvel e composição

Info

Publication number: BR112015016533B1
Application number: BR112015016533-8A
Authority: BR
Inventors: Mingli Wei; Peter E. Reed; William J. Andrews; Xiaojin Harry Lee
Original assignee: Championx Usa Inc
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2022-06-07
Also published as: EP2951268A4; CN105121591A; CN105121591B; US10323114B2; EP2951268A1; EP2951268B1; WO2014120437A1; US20200031972A1; CN109181671B; US10435496B2; US11136425B2; US20140209304A1; US20150284495A1; BR112015016533A2; CN109181671A

Abstract

POLÍMEROS DE CONTROLE DA MOBILIDADE PARA RECUPERAÇÃO MELHORADA DE ÓLEO. A presente invenção descreve polímeros hidrossolúveis que compreendem unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis, e métodos para recuperação de fluidos de hidrocarboneto de uma formação subterrânea utilizando os citados polímeros.

Description

Campo técnico

[001]A presente invenção está relacionada a polímeros de controle da mobilidade para uso em métodos de recuperação melhorada de óleo. Os polímeros podem ser temporariamente ligados de forma cruzada através de ligantes hidrolisáveis.

Antecedentes da invenção

[002]Na recuperação do óleo de reservatórios petrolíferos, é geralmente possível recuperar somente porções menores do óleo original no local através de métodos de recuperação primária que utilizam somente as forças naturais presentes no reservatório. Logo, uma variedade de técnicas suplementares foi desenvolvida e utilizada para aumentar a recuperação do óleo. Uma técnica secundária comumente utilizada é a injeção de água no reservatório de óleo. A medida que a água se move através do reservatório, desloca o óleo para um ou mais poços de produção, onde o óleo é recuperado.

[003]Um problema apresentado com as operações de injeção de água é o alcance limitado da água, isto é, a água pode circular através de certas porções do reservatório a medida que circula do poço(s) de injeção para o (s) poço(s) de produção, desviando dessa forma outras porções do reservatório. Este alcance limitado é causado, por exemplo, pelas diferenças na mobilidade da água em relação ao óleo e variações da permeabilidade dentro do reservatório, o que estimula o fluxo através de algumas porções do reservatório e não em outras.

[004]Várias técnicas de recuperação melhorada de óleo foram utilizadas para melhorar a eficiência do alcance da água. Soluções aquosas contendo alto peso molecular e polímeros hidrossolúveis foram também empregadas para melhorar a eficácia do alcance da água. Estes meios são mais viscosos do que a água comum ou salmoura, mas geralmente são submetidos à quebra do peso molecular, degradação e cisalhamento devido a temperatura, stress oxidativo, e força física da entrada do poço. A degradação conduz a viscosidade reduzida e taxas de recuperação de óleo terciária e secundária reduzidas nas formações subterrâneas.

Resumo da invenção

[005]A presente invenção é direcionada a polímeros com ligações cruzadas, de alto peso molecular, resistentes ao cisalhamento, hidrossolúveis para uso nas operações de recuperação melhorada de óleo de formações subterrâneas contendo hidrocarbonetos (por exemplo, formações petrolíferas ou de óleo).

[006]Em um aspecto, a invenção é direcionada a um método de recuperação de um fluido de hidrocarboneto de uma formação subterrânea, compreendendo a:

[007]introdução na formação de um fluido de inundação aquoso, com o fluido compreendendo água e polímero hidrossolúvel com unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis, com o polímero compreendendo cerca de 1 mol% a cerca de 100 mol% de monômeros de acrilamida, onde, após a introdução do fluido de inundação na formação, as unidades monoméricas são hidrolisadas para produzir um fluido de inundação aquoso após hidrólise, com uma viscosidade que é igual ou maior do que a viscosidade do fluido aquoso antes da injeção.

[008]Em algumas modalidades, as unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis são ligadas através de uma interação iônica entre duas unidades monoméricas. Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende de cerca de 1 mol% a cerca de 25 mol% de unidades monoméricas ligadas de forma cruzada ionicamente. Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende no mínimo uma unidade monomérica com a seguinte fórmula (I):

onde:

[009]R é selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24, alquenila C2-C24 e alquinila C2-C24;

[010]cada Ra é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C50 opcionalmente substituída, alquenila C2-C50 opcionalmente substituída, alquinila C2-C50 opcionalmente substituída e arila opcionalmente substituída; A é selecionado do grupo que consiste de O, S e NRb;

[011]Rb é selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2C24 opcionalmente substituída;

[012]B é selecionado do grupo que consiste de alquilenila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenilenila C2-C24 opcionalmente substituída, alquinilenila C2-C24 opcionalmente substituída e heteroalquilenila C2-C24 opcionalmente substituída; Z ɵ é um ânion; e cada

representa um ponto de ligação da estrutura do polímero.

[013]Em algumas modalidades, a unidade monomérica de fórmula (I) é derivada de um monômero selecionado do grupo que consiste de um sal quaternário de cloreto de N,N - dimetilaminoetil metil acrilato, sal quaternário de cloreto de N,N - dimetil aminoetil metil metacrilato, sal quaternário de cloreto de N,N - dimetilaminopropil metil acrilamida, e sal quaternário de cloreto de N,N - dimetilaminopropil metil acrilamida. Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel também compreende no mínimo uma unidade monomérica aniônica derivada de um monômero selecionado do grupo que consiste de um sal de ácido acrílico, um sal de ácido metacrílico, um sal de ácido 2 - acrilamido - 2 - metilpropano sulfônico e um sal de ácido estireno sulfônico.

[014]Em algumas modalidades, as unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis são ligadas covalentemente. Em algumas modalidades, as unidades monoméricas ligadas covalentemente apresentam a seguinte fórmula (II):

onde: cada X é selecionado do grupo que consiste de O, S e NRb;

[015]cada Rb é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[016]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[017]Y é selecionado de um grupo que consiste de uma ligação e um ligante compreendendo 1 a cerca de 1000 átomos; e

[018]cada

representa um ponto de ligação com a primeira estrutura polimérica e cada

representa um ponto de ligação com a primeira ou com a segunda estrutura polimérica.

[019]Em algumas modalidades, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (IIa):

onde:

[020]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de -H e -CH3;

[021]Z é selecionado do grupo que consiste de uma ligação e um grupo de alquilenila C1-C12; e

[022]cada

representa um ponto de ligação com a primeira estrutura polimérica, e cada

[023]Em algumas modalidades, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (IIb):

[024]Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende cerca de 0,1 ppm a cerca de 20000 ppm de unidades monoméricas ligadas covalentemente de forma cruzada. Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende cerca de 0,1 ppm a cerca de 100 ppm de unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada. Em algumas modalidades, o fluido de inundação aquoso compreende cerca de 100 ppm a cerca de 10000 ppm de polímero hidrossolúvel. Em algumas modalidades, o fluido de inundação aquoso também compreende um surfactante, um biocida, um antioxidante ou uma combinação destes. Em algumas modalidades, antes da injeção, o fluido de inundação aquoso apresenta uma viscosidade de 0 cps (0 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s). Em algumas modalidades, após a injeção, o fluido de inundação aquoso apresenta uma viscosidade de 1 cps (10-3 Pa.s) a cerca de 5000 cPs (5 Pa.s). Em algumas modalidades, o método também compreende o deslocamento do fluido de hidrocarboneto na formação em um ou mais recipientes de produção.

[025]Em outro aspecto, a invenção é direcionada a um método de recuperação de um fluido de hidrocarboneto de uma formação subterrânea compreendendo: a introdução em uma formação de um fluido de inundação aquoso, com o fluido compreendendo água e um polímero hidrossolúvel, e apresentando uma viscosidade de cerca de 0 cps (0 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s), onde após a introdução do fluido de inundação aquoso na formação, a viscosidade do fluido aumenta para cerca de 1 cps (10-3 Pa.s) a cerca de 5000 cPs (5 Pa.s).

[026]Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende cerca de 1 mol% a cerca de 100 mol% de monômeros de acrilamida. Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis. Em algumas modalidades, o fluido de inundação aquosa compreende cerca de 100 ppm a cerca de 10000 ppm do polímero hidrossolúvel. Em algumas modalidades, o fluido de inundação aquoso também compreende um surfactante, um biocida, um antioxidante ou uma combinação destes. Em algumas modalidades, o método também compreende o deslocamento do fluido de hidrocarboneto na formação em um ou mais recipientes de produção.

[027]Em outro aspecto, a invenção oferece um polímero hidrossolúvel compreendendo cerca de 1 mol% a cerca de 100 mol% de monômeros de acrilamida, e também compreendendo cerca de 0,1 ppm a cerca de 2000 ppm de unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis baseadas no peso do polímero hidrossolúvel.

[028]Em algumas modalidades, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (II):

onde: cada X é selecionado do grupo que consiste de O, S e NRb;

[029]cada Rb é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[030]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[031]Y é selecionado de um grupo que consiste de uma ligação e um ligante compreendendo 1 a cerca de 100 átomos; e

[032]cada

representa um ponto de ligação com a primeira estrutura polimérica e cada

[033]Em algumas modalidades, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (IIa):

onde:

[034]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de -H e -CH3;

[035]Z é selecionado do grupo que consiste de uma ligação e um grupo de alquilenila C1-C12; e

[036]cada

representa um ponto de ligação com a primeira estrutura polimérica, e cada

[037]Em algumas modalidades, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (IIb):

[038]Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende cerca de 0,1 ppm a cerca de 20000 ppm de unidades monoméricas com ligações cruzadas de forma covalente. Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel compreende cerca de 0,1 ppm a cerca de 100 ppm de unidades monoméricas com ligações cruzadas de forma covalente. Em algumas modalidades, a composição também compreende um surfactante, um biocida, um antioxidante ou uma combinação destes. Em algumas modalidades, a composição apresenta uma viscosidade de 0 cps (0 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s).

[039]Em algumas modalidades, após exposição a estímulos, a composição apresenta uma viscosidade de 1 cps (10-3 Pa.s) a cerca de 5000 cPs (5 Pa.s). Em algumas modalidades, o estímulo é um aumento na temperatura. Em algumas modalidades, o estímulo é um aumento no pH. Em algumas modalidades, o estímulo é a diluição na água.

Descrição detalhada

[040]A presente invenção é direcionada a polímeros de ligação cruzada, hidrossolúveis, de alto peso molecular, alto cisalhamento para uso nas operações de recuperação melhorada de óleo de formações subterrâneas contendo hidrocarbonetos (por exemplo, óleo ou formações petrolíferas). Em métodos de recuperação de óleo de formações subterrâneas, composições aquosas contendo os polímeros hidrossolúveis são introduzidas na entrada do poço e na formação subterrânea contendo hidrocarbonetos. As ligações cruzadas são hidrolisáveis, permitindo alterações na viscosidade da composição após sua injeção em uma formação subterrânea. Composições aquosas compreendendo os polímeros hidrossolúveis de ligação cruzada podem apresentar uma baixa viscosidade antes do bombeamento da solução em uma formação, facilitando a sua injeção na formação com uma alta taxa. A solução de baixa viscosidade pode ser resistente à degradação induzida pelo alto cisalhamento experimentado durante a injeção. Uma vez injetada, as altas temperaturas e maior tempo de permanência dentro da formação subterrânea facilitam a hidrólise das ligações cruzadas, causando um aumento na viscosidade da solução, devido ao aumento no volume hidrodinâmico dos polímeros de alto peso molecular que não permanecem ligados de forma cruzada após a hidrólise. A viscosidade da solução resultante é maior do que a da solução que compreende um polímero quase idêntico que não apresenta ligações cruzadas hidrolisáveis. Uma viscosidade maior da solução permite o controle eficaz da mobilidade do hidrocarboneto da formação, melhorando a recuperação secundária/terciária do hidrocarboneto. As composições da invenção oferecem viscosidades nas formações, após a ativação do tempo de hidrólise/calor, maiores do que as dos polímeros de recuperação de hidrocarboneto anteriores, podendo se degradar muito mais rapidamente sobre a influência do cisalhamento durante a introdução na entrada do poço.

Definições

[041]A menos que especificado ao contrário, todos os termos técnicos e científicos utilizados na presente invenção apresentam o mesmo significado que os compreendidos pelos versados na área. Em caso de conflito, prevalecem as definições da presente invenção. Métodos e materiais de preferência são relacionados abaixo, embora métodos e materiais similares ou equivalentes aos descritos na presente invenção possam ser utilizados. Todas as publicações, pedidos de patentes, patentes e outras referências mencionadas na presente invenção são incorporadas como referência em sua totalidade. Os materiais, métodos e exemplos descritos na presente invenção são somente ilustrativos e não limitantes.

[042]Os termos “compreende(m), “inclui(em), “apresentando”, “apresenta”, “pode”, “contém(êm)” e suas variantes, conforme utilizados na presente invenção são frases, termos ou palavras transicionais, e não excluem a possibilidade de atos ou estruturas adicionais. As formas simples “um”, “e” e “a/o” incluem as formas no plural a menos que o contexto informe ao contrário. A presente invenção também abrange outros termos, tais como “compreendendo”, “consistindo de”, “consistindo essencialmente” das modalidades ou elementos apresentados, definidos claramente ou não.

[043]O termo “alquila”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um radical de hidrocarboneto simples ou ramificado, de preferência apresentando 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 30, 31, ou 32 carbonos. Grupos alquila incluem, mas não estão limitados a metila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, iso - butila, sec - butila e terc - butila. Grupos alquila podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes adequados, conforme definido abaixo.

[044]O termo “alquilenila” ou “alquileno,” conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo derivado de uma cadeia de hidrocarboneto saturada, simples ou ramificada, com 1 a 50 átomos de carbono. O termo “alquileno C1-C6” significa os grupos alquileno ou alquilenila apresentando de 1 a 6 átomos de carbono. Exemplos representativos de grupos alquilenila incluem, mas não estão limitados a — CH2 —, — CH(CH3) —, — CH(C2H5) —, — CH(CH(CH3)(C2H5)) —, — C(H)(CH3)CH2CH2 —, — C(CH3)2 —, —CH2CH2 —, — CH2CH2CH2 —, — CH2CH2CH2CH2 —, e — CH2CH(CH3)CH2 —. Grupos alquilenila podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes, conforme definido abaixo.

[045]O termo “alquenila”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um radical de hidrocarboneto simples ou ramificado, de preferência apresentando 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 30, 31, ou 32 carbonos e apresentando uma ou mais ligações duplas carbono-carbono. Grupos alquenila incluem, mas não estão limitados a etenila, 1 - propenila, 2 - propenila (alila), iso - propenila, 2 - metil - 1 - propenila, 1 - butenila e 2 - butenila. Grupos alquenila podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes adequados, conforme definido abaixo.

[046]O termo “alquenilenila” ou “alquenileno,” conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo divalente derivado de hidrocarbonetos de cadeia simples ou ramificada com 2 a 50 átomos de carbono, contendo no mínimo uma ligação dupla carbono-carbono. Exemplos representativos de grupos alquenilenila incluem, mas não estão limitados a — C(H)=C(H) —, — C(H)=C(H) — CH2 —, — C(H)=C(H) — CH2 — CH2 —, — CH2 — C(H)=C(H) — CH2 —, — C(H)=C(H) — CH(CH3) -, e — CH2 —C(H)=C(H) — CH(CH2CH3) —. Grupos alquenilenila podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes adequados, conforme definido acima.

[047]O termo “alquinila”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um radical de hidrocarboneto simples ou ramificado, apresentando de preferência 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 30, 31, ou 32 carbonos e apresentando uma ou mais ligações triplas carbono-carbono. Grupos alquinila incluem, mas não estão limitados a etinila, propinila e butinila. Grupos alquinila podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes, conforme definido abaixo.

[048]O termo “alquinilenila” ou “alquinileno,” conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo de hidrocarbonetos insaturados divalentes derivados de uma cadeia simples ou ramificada com 2 a 50 átomos de carbono, e com no mínimo uma ligação tripla carbono-carbono. Exemplos representativos de grupos alquinilenila incluem, mas não estão limitados a — C=C —, — C=C — CH2 —, — CEC — CH2 — CH2—, —CH2 — CEC — CH2 —, — CEC — CH(CH3) —, e — CH2 — CEC —CH(CH2CH3) —. Grupos alquinilenila podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes adequados, conforme definido abaixo.

[049]O termo “alcóxi”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo alquila, conforme definido, ligado a um fragmento molecular através de um átomo de oxigênio.

[050]O termo “arila”, conforme utilizado na presente invenção, significa radicais aromáticos monocíclicos, bicíclicos ou tricíclicos, tais como fenila, naftila, tetridronaftila, indanila e semelhantes; opcionalmente substituídos com um ou mais substituintes adequados, de preferência 1 a 5 substituintes adequados, conforme definido abaixo.

[051]O termo “carbonila”, “(C=O),” ou “- C(O) -” (conforme utilizado nos termos, tais com alquilcarbonila, alquil - (C=O) — ou alcoxicarbonila) se refere à ligação do fragmento >C=O a um segundo fragmento, tal como um grupo alquila ou amino (isto é um grupo amido). Alcoxicarbonilamino (isto é, alcóxi (C=O) — NH —) se refere a um grupo alquil carbamato. O grupo carbonila é também definido na presente invenção como (C=O). Alquilcarbonilamino se refere a grupos tais como acetamida.

[052]O termo “ligação cruzada”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a uma ligação que une uma unidade monomérica de uma cadeia polimérica a outra. A ligação pode ser covalente ou iônica.

[053]O termo “cicloalquila”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um radical carbocíclico mono, bicíclico ou tricíclico (por exemplo, ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila, cicloexila, cicloeptila, ciclooctila, ciclononila, ciclopentenila, cicloexenila, biciclo [2,2,1] heptanila, biciclo [3,2,1] octanila e biciclo [5,2,0] nonanila, etc.); contendo opcionalmente 1 a 2 ligações duplas. Grupos cicloaquila podem ser substituídos ou não com um ou mais substituintes adequados, de preferência 1 a 5 substituintes adequados, conforme definido acima.

[054]O termo “halo” ou “halogênio”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um radical flúor, cloro, bromo ou iodo.

[055]O termo “heteroalquilenila” ou “heteroalquileno”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo divalente derivado de uma cadeia de hidrocarboneto saturada, simples ou ramificada, onde no mínimo um átomo é um heteroátomo, tal como O, S, N, Si ou P. Os termos “heteroalquilenila C1-C24”, “heteroalquilenila C1-C12” e “heteroalquileno C1-C6” se referem aos grupos heteroalquileno ou heteroalquilenila que apresentam 1 a 24 átomos, 1 a 12 átomos ou 1 a 6 átomos, respectivamente, onde os átomos são carbono ou um heteroátomo. Exemplos representativos de grupos heteroalquilenila incluem, mas não estão limitados a O(CH2CH2O)n — e — O(CH2CH2CH2O)n —, onde cada n é independentemente 1 a 12. Grupos heteroalquilenila podem ser substituídos ou não com um ou mais substituintes, conforme definido abaixo.

[056]O termo “heteroarila”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo heterocíclico aromático monocíclico, bicíclico ou tricíclico contendo um ou mais heteroátomos selecionados de O, S e N no anel(éis). Grupos heteroarila incluem, mas não estão limitados a piridila, pirazinila, pirimidinila, piridazinila, tienila, furila, imidazolila, pirrolila, oxazolila (por exemplo, 1,3 - oxazolila, 1,2 - oxazolila), tiazolila (por exemplo, 1,2 - tiazolila, 1,3 - tiazolila), pirazolila, tetrazolila, triazolila (por exemplo, 1,2,3 - triazolila), oxadiazolila (por exemplo, 1,2,3 - oxadiazolila), tiadiazolila (por exemplo, 1,3,4 - tiadiazolila), quinolila, isoquinolila, benzotienila, benzofurila e indolila. Grupos heteroarila podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes adequados, de preferência 1 a 5 substituintes adequados, conforme definido abaixo.

[057]O termo “heterociclo”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo monocíclico, bicíclico ou tricíclico contendo 1 a 4 heteroátomos selecionados de N, O, S(O)n, NH ou NRx, onde Rx é um substituinte adequado. Grupos heterocíclicos contêm opcionalmente 1 a 2 ligações duplas. Grupos heterocíclicos incluem, mas não estão limitados a azetidinila, tetraidrofuranila, imidazolidinila, pirrolidinila, piperidinila, piperazinila, oxazolidinila, tiazolidinila, pirazolidinila, tiomorfolinila, tetraidrotiazinila, tetraidro-tiadiazinila, morfolinila, oxetanila, tetraidrodiazinila, oxazinila, oxatiazinila, indolinila, isoidolinila, quinuclidinila, cromanila, isocromanila e benzoxazinila. Exemplos de sistemas de anel monocíclico saturado ou parcialmente saturado são tetraidrofuran - 2 - ila, tetraidrofuran - 3 - ila, imidazolidin - 1 - ila, imidazolidin - 2 - ila, imidazolidin - 4 - ila, pirrolidin - 1 - ila, pirrolidin - 2 - ila, pirrolidin - 3 - ila, piperidin - 1 - ila, piperidin - 2 - ila, piperidin - 3 - ila, piperazin - 1 - ila, piperazin - 2 - ila, piperazin - 3 - ila, 1,3 - oxazolidin - 3 - ila, isotiazolidinila, 1,3 - tiazolidin - 3 - ila, 1,2 - pirazolidin - 2 - ila, 1,3 - pirazolidin - 1 - ila, tiomorfolin - ila, 1,2 - tetraidrotiazin - 2 - ila, 1,3- tetraidrotiazin - 3 - ila, tetraidrotiadiazin - ila, morfolin - ila, 1,2 - tetraidrodiazin - 2 - ila, 1,3 - tetraidrodiazin - 1 - ila, 1,4 - oxazin - 2 - ila e 1,2,5 - oxatiazin - 4 - ila. Grupos heterocíclicos podem ser substituídos ou não por um ou mais substituintes adequados, de preferência 1 a 3 substituintes adequados, conforme definido abaixo.

[058]O termo “alto peso molecular”, conforme utilizado na presente invenção, ligado a um polímero hidrossolúvel, se refere a um polímero que apresenta um peso molecular de no mínimo cerca de 500 kDa. Em algumas modalidades, o termo “alto peso molecular” se refere a um polímero que apresenta um peso molecular de no mínimo cerca de 5000 kDa.

[059]O termo “fluido de hidrocarboneto”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um composto orgânico que consiste totalmente de hidrogênio e carbono. Hidrocarbonetos podem ser aromáticos (arenos), alcanos, alcenos, cicloalcanos e compostos a base de alcinos. A maioria dos hidrocarbonetos é encontrada naturalmente no óleo bruto, onde a matéria orgânica decomposta oferece uma abundância de carbono e hidrogênio que, quando ligados, podem formar cadeias aparentemente ilimitadas. Hidrocarbonetos podem ser saturados (alcanos), compostos totalmente de ligações simples e são saturados com hidrogênio. A fórmula geral para hidrocarbonetos saturados é CnH2n+2 (considerando estruturas não cíclicas). Hidrocarbonetos saturados são a base dos óleos petrolíferos e são considerados como simples ou ramificados. Hidrocarbonetos com a mesma fórmula molecular, mas diferentes fórmulas estruturais são denominados isômeros estruturais. Conforme citado no exemplo de 3 - metilexano e seus homólogos maiores, hidrocarbonetos ramificados podem ser quirais. Hidrocarbonetos saturados quirais constituem cadeias laterais de biomoléculas, tais como clorofila e tocoferol. Hidrocarbonetos podem ser insaturados, apresentando uma ou mais ligações duplas ou triplas entre átomos de carbono, tais com alcenos e alcinos, conforme definido acima. Hidrocarbonetos podem ser cicloalcanos, que são hidrocarbonetos contendo um ou mais anéis de carbono aos quais os átomos de hidrogênio estão ligados. Hidrocarbonetos podem ser aromáticos, também conhecidos como arenos, e apresentam no mínimo um anel aromático. Hidrocarbonetos podem ser gases (por exemplo, metano e propano), líquidos (por exemplo, hexano e benzeno), ceras ou sólidos de baixa fusão (por exemplo, cera de parafina e naftaleno) ou polímeros (por exemplo, polietileno, polipropileno e poliestireno). Hidrocarbonetos podem ser líquidos. O hidrocarboneto líquido pode ser qualquer tipo incluindo, mas não limitado a óleo bruto, óleo pesado, óleo residual processado, óleo betuminoso, óleos de coque, óleos de gás de coque, carga de craqueamento catalítico fluido, gasóleo, nafta, pasta de craqueamento catalítico fluido, óleo diesel, óleo combustível, combustível para motores a jato, gasolina e querosene.

[060]O termo “volume hidrodinâmico”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a uma medição do tamanho do polímero na solução onde o volume exerce uma influência primária na viscosidade da carga da solução do polímero. Volume hidrodinâmico se refere também ao volume da cadeia polimérica quando está na solução. Isto pode variar para um polímero dependendo de como ele interage com o solvente, e do seu peso molecular. As propriedades do solvente podem ser influenciadas pela concentração e tipo de espécies iônicas dissolvidas dentro do solvente.

[061]O termo “hidrolisável”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a uma ligação ou um fragmento que pode ser clivado pela adição de água.

[062]O termo “ligação cruzada hidrolisável”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a uma ligação cruzada conforme definida acima, que pode ser clivada por hidrólise (adição de água).

[063]O termo “hidróxi”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um grupo -OH.

[064]“Átomo membro”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um átomo polivalente (por exemplo, um átomo C, O, N, S ou P) em um sistema de anel ou cadeia que constitui uma parte da cadeia ou anel. Por exemplo, na piridina, cinco átomos de carbono e um átomo de nitrogênio são átomos membros do anel. No éter dietílico, quatro átomos de carbono e um átomo de oxigênio são átomos membros da cadeia. Átomos membros serão substituídos até sua valência normal. Por exemplo, em uma cadeia alquilenila, cada átomo de carbono será substituído com dois átomos de hidrogênio ou um átomo de hidrogênio e outro substituinte (por exemplo, um grupo alquila ou um grupo hidroxila) ou dois substituintes (por exemplo, dois grupos alquila). De forma alternada, um átomo de carbono pode ser substituído com um grupo oxo para formar um grupo - C(O) - .

[065]O termo “oxo”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a um radical de oxigênio de ligação dupla (= O), onde o par de ligação é um átomo de carbono. Tal radical pode ser também considerado como um grupo carbonila.

[066]O termo “substituinte”, conforme utilizado na presente invenção, significa um grupo funcional quimicamente aceitável que é “substituído” em qualquer átomo adequado daquele grupo. Substituintes adequados incluem, mas não estão limitados a grupos halo, grupos perfluoroalquila, grupos perfluoroalcóxi, grupos alquila, grupos alquenila, grupos alquinila, grupos hidroxila, grupos oxo, grupos mercapto, grupos alquiltio, grupos alcóxi, grupos arila ou heteroarila, grupos heteroarilóxi, grupos aralquila ou heteroaralquila, grupos aralcóxi ou heteroaralcóxi, grupos HO - (C = O), grupos heterocíclicos, grupos cicloalquila, grupos amino, grupos alquil- e dialquilamino, grupos carbamoíla, grupos alquil carbonila, grupos alcóxi carbonila, grupos alquilamino carbonila, grupos dialquilamino carbonila, grupos aril carbonila, grupos ariloxicarbonila, grupos alquil sulfonila, grupos aril sulfonila, grupos de fórmula -(OCH2)tOH, onde t é 1 a 25, e grupos de fórmula - alquilenila - (OCH2)tOH, onde t é 1 a 25. Os versados na área irão considerar que muitos substituintes podem ser substituídos com substituintes adicionais.

[067]O termo “recipiente”, conforme utilizado na presente invenção, se refere a qualquer recipiente adequado que pode receber um fluido de hidrocarboneto que é deslocado de uma formação subterrânea. Exemplos de recipientes adequados incluem, mas não estão limitados a tubulações, tanques, embarcações, unidades flutuantes de produção, armazenamento e transferência (FPSOs), unidades de armazenamento e transferência (FSOs), ou qualquer unidade que possa transportar ou armazenar um fluido de hidrocarboneto.

[068]O termo “viscosidade”, conforme utilizado na presente invenção, expresso como a proporção entre o stress por cisalhamento (força por área da unidade) em relação à taxa de cisalhamento (alteração da proporção da tensão de cisalhamento) se refere à resistência ao fluxo de um fluido. A viscosidade pode também ser descrita como a fricção interna de um fluido em movimento. Um fluido com uma alta viscosidade pode resistir ao movimento em virtude de sua composição molecular oferecer um atrito interno significativo. Um fluido com baixa viscosidade pode fluir facilmente em virtude de sua composição molecular resultar em pouco atrito quando está em movimento.

[069]Para a descrição das faixas numéricas, cada número entre o mesmo nível de precisão é abrangido. Por exemplo, na faixa de 6-9, os números 7 e 8 são abrangidos além do 6 e 9, e para a faixa de 6,0-7,0, os números 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9 e 7,0 estão compreendidos dentro da faixa.

2. Polímeros hidrossolúveis

[070]A presente invenção está direcionada a polímeros hidrossolúveis de controle da mobilidade para uso na recuperação melhorada de óleo. Os polímeros hidrossolúveis compreendem unidades monoméricas de ligação cruzada hidrolisáveis. Estas unidades são hidrolisadas mediante exposição a um estímulo, tal como uma alteração na temperatura ou meio químico (por exemplo, pH, concentração ou força iônica). Por exemplo, os polímeros hidrossolúveis podem ser incorporados em um fluido de inundação aquoso, e podem ser submetidos à hidrólise após o fluido ter sido introduzido em uma formação subterrânea. As unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis podem ser ligadas covalentemente através de um ligante hidrolisável ou através de interações iônicas entre uma unidade monomérica contendo um fragmento hidrolisável carregado e uma unidade monomérica com uma carga oposta.

[071]Quando os polímeros são dissolvidos em solução aquosa, oferecem uma solução polimérica aquosa com resistência ao cisalhamento significativa e também com uma viscosidade relativamente baixa. Se a solução aquosa é submetida a condições alteradas, tais como introdução em uma formação subterrânea ou temperaturas aumentadas, a viscosidade pode aumentar para uma quantidade maior do que a viscosidade da solução inicial, ou uma quantidade maior do que a viscosidade de uma solução aquosa compreendendo o mesmo polímero sem as ligações cruzadas hidrolisáveis.

[072]Os polímeros hidrossolúveis da presente invenção compreendem cerca de 1 mol% a cerca de 99 mol% de unidades monoméricas de acrilamida. Por exemplo, o polímero pode compreender cerca de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 ou 99 mol% de monômeros de acrilamida. Em algumas modalidades, os polímeros hidrossolúveis da presente invenção compreendem cerca de 20 mol% a cerca de 80 mol% de monômeros de acrilamida. Em algumas modalidades, os polímeros hidrossolúveis da presente invenção compreendem cerca de 60 mol% a cerca de 80 mol% de monômeros de acrilamida.

[073]O polímero hidrossolúvel pode compreender unidades monoméricas adicionais, que podem ser selecionadas do grupo que consiste de ácido acrílico ou um sal deste, ácido metacrílico ou um sal deste, ácido 2 - acrilamido - 2 - metilpropano sulfônico ou um sal deste, acroleína, ácido estireno sulfônico ou um sal deste, N - vinil formamida, N - vinil pirrolidona, acrilato de N,N - dimetilaminoetila ou um sal quaternizado deste, metacrilato de N,N - dimetilaminoetila ou um sal quaternizado deste, acrilamida de N,N - dimetilaminopropila ou um sal quaternizado deste, metacrilamida de N,N - dimetilaminopropila ou um sal quaternizado deste, cloreto de N,N - dimetildialilamônio, N,N - dialilamina e um monômero hidrofóbico tal como metacrilato de laurila. Por exemplo, o copolímero hidrossolúvel pode também compreender unidades monoméricas selecionadas do grupo que consiste de ácido acrílico ou um sal deste, ácido 2 - acrilamido - 2 - metilpropano sulfônico ou um sal deste, acroleína, sal quaternário de cloreto de metil dimetilaminoetilacrilato (DMAEA, MCQ), e sal quaternário de cloreto de metil dimetilaminoetilmetacrilato (DMAEM, MCQ). Se presente, cada uma das unidades monoméricas acima pode ser incluída em um polímero em uma quantidade de cerca de 1 mol% a cerca de 99 mol%. Por exemplo, o polímero pode compreender cerca de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 ou 99 mol% das unidades monoméricas acima. Em algumas modalidades, os polímeros hidrossolúveis da presente invenção compreendem cerca de 10 mol% a cerca de 60 mol% das unidades monoméricas acima. Em algumas modalidades, os polímeros hidrossolúveis da presente invenção compreendem cerca de 20 mol% a cerca de 40 mol% das unidades monoméricas acima.

[074]O polímero hidrossolúvel da invenção pode ser um homopolímero (por exemplo, um homopolímero de acrilamida) ou um copolímero ou um terpolímero. No caso de copolímeros e terpolímeros, o polímero pode ser um copolímero alternado, um copolímero periódico, um copolímero aleatório ou um copolímero de bloco (por exemplo, um copolímero de dibloco ou de tribloco). O polímero pode ser linear ou ramificado (por exemplo, um hiper-ramificado ou um dendrítico).

[075]Após a exposição de uma solução contendo o polímero hidrossolúvel a um estímulo externo tal como um aumento na temperatura ou uma alteração no meio químico, tal como pH, concentração ou força iônica (por exemplo, após injeção em uma formação subterrânea), e hidrólise de qualquer unidade monomérica com ligação cruzada, o polímero hidrossolúvel da invenção pode apresentar um peso molecular maior do que cerca de 500 kDa, ou de cerca de 500 kDa a cerca de 50000 kDa, ou de cerca de 1000 kDa a cerca de 25000 KDa. Por exemplo, um polímero hidrossolúvel pode apresentar um peso molecular de cerca de 500 kDa, 600 kDa, 700 kDa, 800 kDa, 900 kDa, 1000 kDa, 1100 kDa, 1200 kDa, 1300 kDa, 1400 kDa, 1500 kDa, 1600 kDa, 1700 kDa, 1800 kDa, 1900 kDa, 2000 kDa, 2100 kDa, 2200 kDa, 2300 kDa, 2400 kDa, 2500 kDa, 2600 kDa, 2700 kDa, 2800 kDa, 2900 kDa, 3000 kDa, 3100 kDa, 3200 kDa, 3300 kDa, 3400 kDa, 3500 kDa, 3600 kDa, 3700 kDa, 3800 kDa, 3900 kDa, 4000 kDa, 4100 kDa, 4200 kDa, 4300 kDa, 4400 kDa, 4500 kDa, 4600 kDa, 4700 kDa, 4800 kDa, 4900 kDa, 5000 kDa, 5100 kDa, 5200 kDa, 5300 kDa, 5400 kDa, 5500 kDa, 5600 kDa, 5700 kDa, 5800 kDa, 5900 kDa, 6000 kDa, 6100 kDa, 6200 kDa, 6300 kDa, 6400 kDa, 6500 kDa, 6600 kDa, 6700 kDa, 6800 kDa, 6900 kDa, 7000 kDa, 7100 kDa, 7200 kDa, 7300 kDa, 7400 kDa, 7500 kDa, 7600 kDa, 7700 kDa, 7800 kDa, 7900 kDa, 8000 kDa, 8100 kDa, 8200 kDa, 8300 kDa, 8400 kDa, 8500 kDa, 8600 kDa, 8700 kDa, 8800 kDa, 8900 kDa, 9000 kDa, 9100 kDa, 9200 kDa, 9300 kDa, 9400 kDa, 9500 kDa, 9600 kDa, 9700 kDa, 9800 kDa, 9900 kDa, 10000 kDa, 11000 kDa, 12000 kDa, 13000 kDa, 14000 kDa, 15000 kDa, 16000 kDa, 17000 kDa, 18000 kDa, 19000 kDa, 20000 kDa, 21000 kDa, 22000 kDa, 23000 kDa, 24000 kDa, 25000 kDa, 26000 kDa, 27000 kDa, 28000 kDa, 29000 kDa, 30000 kDa, 31000 kDa, 32000 kDa, 33000 kDa, 34000 kDa, 35000 kDa, 36000 kDa, 37000 kDa, 38000 kDa, 39000 kDa, 40000 kDa, 41000 kDa, 42000 kDa, 43000 kDa, 44000 kDa, 45000 kDa, 46000 kDa, 47000 kDa, 48000 kDa, 49000 kDa ou 50000 kDa. Pesos moleculares podem ser maiores do que 50000 kDa no caso de algumas ligações cruzadas não serem hidrolisadas.

[076]Após injeção em uma formação subterrânea e hidrólise de quaisquer unidades monoméricas de ligação cruzada, o polímero hidrossolúvel da invenção pode apresentar um nível de carga (por exemplo, um nível de carga aniônica) de cerca de 10 a cerca de 75 mol%. Por exemplo, um polímero hidrossolúvel pode apresentar um nível de carga de cerca de 10 mol%, 11 mol%, 12 mol%, 13 mol%, 14 mol%, 15 mol%, 16 mol%, 17 mol%, 18 mol%, 19 mol%, 20 mol%, 21 mol%, 22 mol%, 23 mol%, 24 mol%, 25 mol%, 26 mol%, 27 mol%, 28 mol%, 29 mol%, 30 mol%, 31 mol%, 32 mol%, 33 mol%, 34 mol%, 35 mol%, 36 mol%, 37 mol%, 38 mol%, 39 mol%, 40 mol%, 41 mol%, 42 mol%, 43 mol%, 44 mol%, 45 mol%, 46 mol%, 47 mol%, 48 mol%, 49 mol%, 50 mol%, 51 mol%, 52 mol%, 53 mol%, 54 mol%, 55 mol%, 56 mol%, 57 mol%, 58 mol%, 59 mol%, 60 mol%, 61 mol%, 62 mol%, 63 mol%, 64 mol%, 65 mol%, 66 mol%, 67 mol%, 68 mol%, 69 mol%, 70 mol%, 71 mol%, 72 mol%, 73 mol%, 74 mol%, ou 75 mol%. Em algumas modalidades, os polímeros hidrossolúveis da presente invenção apresentam um nível de carga de cerca de 10 mol% a cerca de 60 mol%. Em algumas modalidades, os polímeros hidrossolúveis da presente invenção apresentam um nível de carga de cerca de 10 mol% a cerca de 40 mol%.

a.Ligações cruzadas iônicas hidrolisáveis

[077]Os polímeros hidrossolúveis podem incluir unidades monoméricas que são ligadas de forma cruzada através de uma interação iônica, entre uma unidade monomérica contendo um fragmento carregado hidrolisável e uma unidade monomérica contendo uma carga oposta. Por exemplo, unidades monoméricas ligadas ionicamente de forma cruzada podem incluir uma unidade monomérica contendo um fragmento hidrolisável carregado positivamente, tal como uma amina quaternária, que interage com um fragmento negativamente carregado no polímero. Em outro exemplo, unidades monoméricas ligadas ionicamente de forma cruzada podem incluir uma unidade monomérica contendo um fragmento hidrolisável carregado negativamente, tal como um ácido carboxílico, que interage com um fragmento carregado positivamente no polímero, tal como uma amina quaternária.

[078]Por exemplo, o polímero hidrossolúvel pode incluir no mínimo uma unidade mero derivada de monômero apresentando a seguinte fórmula (I):

onde:

[079]R é selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24, alquenila C2-C24 e alquinila C2-C24;

[080]cada Ra é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C50 opcionalmente substituída, alquenila C2-C50 opcionalmente substituída e arila opcionalmente substituída; A é selecionado do grupo que consiste de O, S e NRb;

[081]Rb é selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2C24 opcionalmente substituída;

[082]B é selecionado do grupo que consiste de alquilenila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenilenila C2-C24 opcionalmente substituída, alquinilenila C2-C24 opcionalmente substituída e heteroalquilenila C2-C24 opcionalmente substituída; Z ɵ é um ânion; e cada

repre representa um ponto de ligação da estrutura do polímero.

[083]Em algumas modalidades, R é - H. Em algumas modalidades, R é CH3. Em algumas modalidades, A é O. Em algumas modalidades, A é NH. Em algumas modalidades, B é alquenila C2 (isto é, CH2 - CH2 -). Em algumas modalidades, B compreende no mínimo um etileno glicol (isto é, - O - CH2 - CH2 - O - ) ou fragmento de propileno glicol (isto é, - O - CH2 - CH2 - CH2 - O - ). Em algumas modalidades cada Ra é -CH3. Z θé qualquer ânion adequado, tal como um haleto (por exemplo, fluoreto, cloreto, brometo ou iodeto), acetato, benzenossulfonato, benzoato, bicarbonato, nitrato, metanossulfonato, p - toluenossulfonato ou semelhantes. Em algumas modalidades, Z θ é cloreto ou metanossulfonato.

[084]Exemplos de unidades monoméricas hidrolisáveis que incluem fragmentos positivamente carregados são sal quaternário de cloreto de metil N,N - dimetilaminoetil acrilato (DMAEA, MCQ), sal quaternário de cloreto de metil dimetilaminoetilmetacrilato (DMAEM, MCQ), sal quaternário de cloreto de metil N,N - dimetilaminopropil acrilamida, e sal quaternário de cloreto de metil N,N - dimetilaminopropil metacrilamida.

[085]Um exemplo de uma unidade monomérica com ligação cruzada iônica hidrolisável é uma DMAE.MCQ ou DMAEM.MCQ que interage com uma unidade monomérica de acrilato para formar uma ligação cruzada iônica. O fragmento éster do DMAEA.MCQ ou DMAEM.MCQ pode ser submetido à hidrólise para liberar o grupo do sal quaternário carregado positivamente, desta forma quebrando a ligação cruzada.

[086]Polímeros ligados ionicamente de forma cruzada podem ser preparados pela polimerização de uma mistura incluindo monômeros contendo um fragmento hidrolisável carregado e unidades monoméricas contendo uma carga oposta. Por exemplo, um polímero pode ser preparado pela polimerização de uma mistura contendo monômeros de acrilamida, monômeros de acrilato (por exemplo, acrilato de sódio) e monômeros apresentando a seguinte fórmula (Ia):

onde:

[087]R é selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24, alquenila C2-C24 e alquinila C2-C24;

[088]cada Ra é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C50 opcionalmente substituída, alquenila C2-C50 opcionalmente substituída e arila opcionalmente substituída; A é selecionado do grupo que consiste de O, S e NRb;

[089]Rb é selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2C24 opcionalmente substituída;

[090]B é selecionado do grupo que consiste de alquilenila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenilenila C2-C24 opcionalmente substituída, alquinilenila C2-C24 opcionalmente substituída e heteroalquilenila C2-C24 opcionalmente substituída; Z ɵ é um ânion.

[091]Em algumas modalidades, R é - H. Em algumas modalidades, R é CH3. Em algumas modalidades, A é O. Em algumas modalidades, A é NH. Em algumas modalidades, B é alquenila C2 (isto é, CH2 - CH2 -). Em algumas modalidades, B compreende no mínimo um etileno glicol (isto é, - O - CH2 - CH2 - O - ) ou fragmento de propileno glicol (isto é, - O - CH2 - CH2 - CH2 - O - ). Em algumas modalidades cada Ra é -CH3. Z éé qualquer ânion adequado, tal como um haleto (por exemplo, fluoreto, cloreto, brometo ou iodeto), acetato, benzenossulfonato, benzoato, bicarbonato, nitrato, metanossulfonato, p - toluenossulfonato ou semelhantes. Em algumas modalidades, Z © é cloreto ou metanossulfonato.

[092]Seguindo a polimerização para produzir o polímero ligado ionicamente de forma cruzada, as unidades monoméricas carregadas positivamente derivadas de monômeros de fórmula (Ia) irão interagir ionicamente com as unidades monoméricas negativamente carregadas derivadas de monômeros de acrilato para produzir a ligação cruzada iônica. Quando incluídas em um polímero hidrossolúvel, as unidades monoméricas com ligação cruzada podem estar presentes no polímero em uma quantidade de cerca de 1 mol% a cerca de 25 mol%, ou cerca de 1 mol% a cerca de 10 mol% das unidades monoméricas no polímero. Por exemplo, as unidades monoméricas iônicas de ligação cruzada podem estar incluídas no polímero em uma quantidade de cerca de 1 mol%, 2 mol%, 3 mol%, 4 mol%, 5 mol%, 6 mol%, 7 mol%, 8 mol%, 9 mol%, 10 mol%, 11 mol%, 12 mol%, 13 mol%, 14 mol%, 15 mol%, 16 mol%, 17 mol%, 18 mol%, 19 mol%, 20 mol%, 21 mol%, 22 mol%, 23 mol%, 24 mol%, ou 25 mol% das unidades monoméricas totais no polímero.

b. Ligações cruzadas covalentes hidrolisáveis

[093]Os polímeros podem incluir unidades monoméricas que são ligadas de forma cruzada através de um ligante covalente hidrolisável. Como um exemplo de uma ligação cruzada covalente hidrolisável, duas unidades monoméricas podem ser ligadas através de um fragmento que inclui no mínimo um grupo hidrolisável tal como um éster, carbonato, oxalato, acetal, hemiacetal, hemiaminal ou semelhante. O fragmento de ligação cruzada pode incluir até cerca de 1000 átomos membros, e cadeias lineares e/ou ramificadas, estruturas de anel e substituintes opcionais. Qualquer fragmento adequado capaz de ligar de forma cruzada duas unidades monoméricas, e apresentando no mínimo um grupo hidrolisável, pode ser utilizado.

[094]Por exemplo, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada podem apresentar a seguinte fórmula (II):

onde: cada X é selecionado do grupo que consiste de O, S e NRb;

[095]cada Rb é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[096]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[097]Y é selecionado de um grupo que consiste de uma ligação e um ligante compreendendo 1 a cerca de 1000 átomos; e

[098]cada

representa um ponto de ligação com a primeira estrutura polimérica e cada

[099]Em algumas modalidades, cada X é O. Em algumas modalidades, cada X é NH. Em algumas modalidades, Y é uma ligação. Em algumas modalidades, Y é um grupo alquilenila C1-C30. Em algumas modalidades, Y compreende no mínimo um grupo oxalato. Em algumas modalidades, Y compreende no mínimo um grupo carbonato. Em algumas modalidades, Y compreende no mínimo um fragmento de etileno glicol (isto é, - OCH2CH2O -). Em algumas modalidades, Y compreende no mínimo um fragmento de propileno glicol (isto é, - OCH2CH2O -). Em algumas modalidades, Y compreende no mínimo um fragmento de propileno glicol (isto é - OCH2CH2CH2O -).

[0100]Por exemplo, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada de fórmula (II) podem apresentar qualquer uma das seguintes fórmulas: [terceira estrutura fixa]

[0101]onde cada m é 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12; cada n é 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ou 30; cada p é 0 ou 1; cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H e - CH3; e cada R1 é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H e alquila Ci -C12.

[0102]As unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (IIa):

onde:

[0103]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H e -CH3;

[0104]Z é selecionado do grupo que consiste de uma ligação e um grupo de alquilenila C1-C12; e

[0105]cada

representa um ponto de ligação com a primeira estrutura polimérica, e cada

[0106]Em uma modalidade de fórmula (||a), as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (IIb):

[0107]Outros exemplos de unidades monoméricas com ligações cruzadas incluem as que apresentam grupos fenileno, grupos de amina quaternária, grupos carbonato e semelhantes. Por exemplo, as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam qualquer uma das seguintes fórmulas:

[0108]Outros exemplos de unidades monoméricas com ligações cruzadas incluem as que oferecem mais de dois pontos de ligação com a estrutura da cadeia polimérica. Exemplos de tais unidades monoméricas incluem as seguintes:

[0109]As unidades monoméricas com ligações cruzadas acima identificadas podem ser produzidas de várias formas diferentes. Por exemplo, duas unidades monoméricas de acrilamida ou metacrilamida podem ser ligadas de forma cruzada através da adição de um composto dialdeído a uma solução do polímero. Compostos de dialdeído adequados incluem, mas não estão limitados a glioxal, glutaraldeído, dialdeído de amido ou qualquer composto que apresente dois ou mais grupos aldeído.

[0110]De forma alternada, unidades monoméricas do polímero podem ser ligadas de forma cruzada durante a síntese do polímero, pela inclusão na reação de polimerização de um monômero apresentando a seguinte fórmula (III):

onde: cada X é selecionado do grupo que consiste de O, S e NRb;

[0111]cada Rb é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[0112]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída;

[0113]Y é selecionado de um grupo que consiste de uma ligação e um ligante compreendendo 1 a cerca de 100 átomos.

[0114]O monômero de fórmula (III) pode ser formado imediatamente antes do processo de polimerização, por exemplo, pela adição de um composto de dialdeído a uma solução de um monômero de acrilamida ou metacrilamida imediatamente antes da reação de polimerização. De forma alternada, o monômero de fórmula (III) pode ser preparado in situ pela adição de um composto de dialdeído a uma mistura da reação durante a reação de polimerização.

[0115]Um exemplo de unidade monomérica pode apresentar a seguinte fórmula (IIIa):

onde:

[0116]cada R é independentemente selecionado do grupo que consiste de - H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída; e

[0117]L é selecionado do grupo que consiste de uma ligação e um grupo alquilenila C1-C12 opcionalmente substituído.

[0118]Um exemplo particular de um composto que pode ser incluído durante a síntese do polímero é N,N’ - (1,2 - diidroxietileno) bisacrilamida, também conhecido como glioxal bis (acrilamida). O glioxal bis (acrilamida) pode ser adicionado à reação de polimerização, ou pode ser formado imediatamente antes ou durante o processo de polimerização, através, por exemplo, da adição do glioxal à reação de polimerização.

[0119]Como outro exemplo, uma ligação covalente direta hidrolisável pode ser formada entre duas unidades monoméricas. Em tais exemplos, um polímero apresentando uma unidade monomérica de acrilamida ou metacrilamida e uma unidade monomérica de acroleína pode ser submetido a uma reação para formar uma ligação covalente, por exemplo, conforme abaixo:

[0120]onde R é selecionado do grupo que consiste de -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2C24 opcionalmente substituída, ecada

representa um ponto de ligação com a primeira estrutura polimérica e cada

representa um ponto de ligação com a primeira ou com a segunda estrutura polimérica. Em algumas modalidades, R é selecionado do grupo que consiste de -H e - CH3.

[0121]Em modalidades onde as unidades monoméricas hidrolisáveis com ligações covalentemente cruzadas são incluídas em um polímero, pela adição de uma unidade monomérica hidrolisável bifuncional na polimerização, tal como um composto de fórmula (III), ou de um composto de dialdeído como um ligante cruzado. As unidades monoméricas com ligações cruzadas podem ser incluídas em um polímero em uma quantidade de cerca de 0,1 ppm a cerca de 20000 ppm baseada no peso do polímero. Por exemplo, as unidades monoméricas com ligações cruzadas podem ser incluídas em um polímero em uma quantidade de cerca de 0,1 ppm a cerca de 10000 ppm, cerca de 0,1 p pm a cerca de 5000 ppm, cerca de 0,1 ppm a cerca de 1000 ppm, ou cerca de 0,1 ppm a cerca de 100 ppm. Por exemplo, as unidades monoméricas com ligações cruzadas podem ser incluídas em um polímero em uma quantidade de cerca de 0,1 ppm, 0,2 ppm, 0,3 ppm, 0,4 ppm, 0.5 ppm, 0.6 ppm, 0.7 ppm, 0.8 ppm, 0.9 ppm, 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm, 4 ppm, 5 ppm, 6 ppm, 7 ppm, 8 ppm, 9 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, 50 ppm, 60 ppm, 70 ppm, 80 ppm, 90 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 400 ppm, 500 ppm, 600 ppm, 700 ppm, 800 ppm, 900 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm, 3000 ppm, 4000 ppm, 5000 ppm, 6000 ppm, 7000 ppm, 8000 ppm, 9000 ppm, 10000 ppm, 11000 ppm, 12000 ppm, 13000 ppm, 14000 ppm, 15000 ppm, 16000 ppm, 17000 ppm, 18000 ppm, 19000 ppm, ou 20000 ppm.

c. Métodos de síntese

[0122]Os polímeros hidrossolúveis podem ser sintetizados através de quaisquer meios conhecidos na área, tais como, por exemplo, polimerização radical. Por exemplo, polímeros representativos podem ser preparados pela polimerização de radical livre de acrilamida e outros monômeros vinílicos, incluindo, opcionalmente, um monômero de ligação cruzada hidrolisável (por exemplo, um composto de fórmula (Ia) ou um composto de fórmula (III) ou (IIIa), tal como glioxal bis (acrilamida). Outros aditivos podem opcionalmente serem adicionados, incluindo alguns que podem formar as ligações cruzadas hidrolisáveis desejadas no polímero, antes, durante ou após a reação de polimerização.

[0123]Em uma síntese típica, o(s) monômero(s) é(são) dissolvidos em água e o pH da solução monomérica é ajustado para um nível alvo. A solução monomérica é então purgada com um gás inerte tal como nitrogênio para remover todos os traços de oxigênio, que pode inibir a reação de polimerização do radical livre. Opcionalmente, a solução monomérica pode ser suspensa em uma emulsão formada pela adição de um solvente não miscível na água, tal como um óleo de hidrocarboneto, juntamente surfactantes emulsificantes, tais como monooleato de sorbitano e/ou monoestearatos de sorbitano etoxilatados. A polimerização é então iniciada pela adição de uma pequena quantidade de um iniciador de radical livre. Os iniciadores de radical livre geralmente se decompõem para produzir radicais livres por mecanismos térmicos, fotoquímicos, redox ou híbridos. Exemplos de iniciadores térmicos incluem, mas não estão limitados a compostos azo, tais como 2,2’ - azobisisobutironitrila. Exemplos de iniciadores redox incluem, mas não estão limitados a t - butilidroperóxido/íon ferroso e persulfato de amônio/bissulfito de sódio. A reação de polimerização é geralmente conduzida entre as temperaturas de cerca de 10°C e cerca de 110°C.

[0124]Uma vez que a reação de polimerização é finalizada, uma etapa opcional pode ser realizada para diminuir o conteúdo de monômeros residuais do produto. Isto é obtido, quando desejado, através do aquecimento do produto da reação por um período de tempo adicional, ou pela adição de iniciadores ou outros aditivos que irão reagir com o monômero residual, ou pela combinação de ambas as formas. Etapas de processamento adicionais podem ser opcionalmente realizadas para, por exemplo, ajustar o pH do produto, remover água ou outros solventes do produto da reação para obtenção de um produto polimérico sólido. O produto polimérico final é então determinado pela escolha da fórmula e das etapas de processamento empregadas, para que um produto polimérico composto de uma solução líquida, uma emulsão líquida ou um sólido seco possa ser obtido.

[0125]Em um exemplo da modalidade de fórmula (IIIa), a estrutura de ligação cruzada hidrolisável demonstrada é composta de um fragmento derivado de glioxal e dois fragmentos derivados de acrilamida. Este tipo de ligação cruzada hidrolisável pode ser produzido no polímero por várias formas, uma vez que a reação utilizada para formar a ligação cruzada pode ser obtida sob condições de reação reversíveis. Por exemplo, monômero de glioxal bis (acrilamida), formado por uma reação entre glioxal e acrilamida, pode ser adicionado como um comonômero à reação de polimerização. De forma alternada, o glioxal pode ser adicionado ao produto da reação final após a reação de polimerização, onde pode reagir com o polímero para formar as ligações cruzadas hidrolisáveis desejadas, sob condições apropriadas. Um versado na área irá reconhecer que qualquer composto que produz glioxal nestas condições de reação pode também ser utilizado. Tais compostos incluem, mas não estão limitados a polímeros hidrolisáveis contendo glioxal, adutos formados a partir de glioxal e aminas, adutos formados de glioxal e amidas, ou acetáis formados de glioxal.

[0126]3. Métodos para recuperação de fluido de hidrocarboneto de formações subterrâneas

[0127]A presente invenção é direcionada a um método para recuperação de um fluido de hidrocarboneto de uma formação subterrânea. O método compreende a introdução de um fluido de inundação aquoso na formação, conforme descrito abaixo, que apresenta uma baixa viscosidade, entretanto, o polímero é resistente ao cisalhamento a medida que é introduzido e se movimenta através da entrada do poço, mas aumenta a viscosidade uma vez presente na formação subterrânea, deslocando desta forma o fluido de hidrocarboneto para um ou mais recipientes de produção.

[0128]A invenção pode também ser direcionada a um método para recuperação de um fluido de hidrocarboneto a partir de uma formação subterrânea compreendendo (1) introdução de um fluido de inundação aquoso na formação apresentando uma viscosidade de cerca de 0 cPs (0 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s), onde, após a introdução do fluido de inundação aquoso na formação, a sua viscosidade aumenta para cerca de 1 cPs (10-3 Pa.s) a cerca de 5000 cPs (5 Pa.s); e (2) deslocamento do fluido de hidrocarboneto na formação para um ou mais recipientes de produção.

[0129]Para deslocar efetivamente o fluido de hidrocarboneto de uma formação subterrânea utilizando o método discutido acima, o fluido de inundação aquoso deve apresentar uma viscosidade suficientemente alta. Quando injetado na formação subterrânea, um fluido de inundação com baixa viscosidade pode procurar uma passagem de menor resistência no reservatório e desta forma, desviar grandes quantidades de óleo. Aumentando a viscosidade para se aproximar do óleo, a mobilidade do fluido de inundação aquoso é reduzida, facilitando o deslocamento do óleo da formação. O fluido de inundação aquoso da presente invenção compreende um polímero hidrossolúvel de alto peso molecular que, uma vez ativado na formação subterrânea (como será descrito posteriormente abaixo), apresenta um grande volume hidrodinâmico que exerce uma influência primária na viscosidade da carga da solução. A alta viscosidade da carga do fluido de inundação auxilia o deslocamento do óleo da formação para um ou mais recipientes de produção.

[0130]Embora uma alta viscosidade da carga seja desejável quando o fluido de inundação aquoso está na formação subterrânea, é difícil injetar soluções de alta viscosidade com uma taxa suficientemente alta. Além disso, polímeros hidrossolúveis podem ser submetidos a cisalhamento significativo durante o processo de injeção, reduzindo o peso molecular e o volume hidrodinâmico do polímero, e a viscosidade do fluido de inundação aquoso, que afeta o deslocamento do óleo. A presente invenção é desta forma direcionada a um fluido de inundação aquoso que compreende polímeros de alto peso molecular, resistentes ao cisalhamento, que são temporariamente ligados de forma cruzada antes da injeção do fluido de inundação aquoso na formação subterrânea. A ligação cruzada temporária através de ligantes hidrolisáveis reduz temporariamente o volume hidrodinâmico e consequentemente a viscosidade da solução antes e durante a introdução ou injeção do fluido de inundação aquosa na formação subterrânea. Esta redução na viscosidade facilita a injeção na entrada do poço, e também oferece resistência ao cisalhamento significativa para o polímero.

[0131]Uma vez que o fluido de inundação aquoso atinge as formações subterrâneas, as ligações cruzadas são hidrolisadas, e após exposição a altas temperaturas na formação, as ligações cruzadas também são hidrolisadas para que os polímeros de alto peso molecular não as apresentem. A liberação das ligações cruzadas resulta em um aumento no volume hidrodinâmico, produzindo uma viscosidade que é igual ou maior do que a viscosidade do fluido de inundação aquoso antes da injeção. O fluido de inundação aquosa de alta viscosidade pode então deslocar efetivamente os hidrocarbonetos da formação subterrânea.

[0132]Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel de acordo com a invenção pode ser ativado antes da introdução na formação subterrânea. Por exemplo, um fluido de inundação aquoso compreendendo unidades monoméricas de ligação cruzada hidrolisáveis pode ser exposto a um estímulo, tal como um aumento na temperatura ou pH, ou uma redução na concentração para ativar a hidrólise das ligações cruzadas. Tal ativação resulta em um aumento na viscosidade. O fluido de inundação aquoso ativado pode subsequentemente ser introduzido em uma formação subterrânea nestas modalidades.

Fluido de inundação aquoso

[0133]O método emprega um fluido de inundação aquoso para deslocar os hidrocarbonetos da formação subterrânea. O fluido de inundação aquoso da presente invenção compreende um polímero hidrossolúvel conforme descrito acima. Em algumas modalidades da presente invenção, o fluido de inundação aquoso apresenta uma viscosidade inicial de cerca de 0 cPs (0 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s). Após a introdução do fluido de inundação aquoso em uma formação subterrânea, ele apresenta uma viscosidade de cerca de 1 cPs (10-3 Pa.s) a cerca de 5000 cPs (5 Pa.s). Em algumas modalidades da presente invenção, o fluido de inundação aquoso compreende unidades monoméricas com ligações cruzadas hidrolisáveis. Estas unidades são hidrolisadas após a introdução do fluido de inundação aquoso na formação subterrânea, e a viscosidade da solução após a hidrólise é a mesma ou maior do que a viscosidade da composição antes da injeção.

[0134]O polímero hidrossolúvel pode ser incluído em um fluido de inundação aquoso em uma quantidade de cerca de 100 ppm a cerca de 10000 ppm. Por exemplo, o polímero pode ser incluído no fluido de inundação aquoso em uma quantidade de creca de 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 400 ppm, 500 ppm, 600 ppm, 700 ppm, 800 ppm, 900 ppm, 1000 ppm, 1100 ppm, 1200 ppm, 1300 ppm, 1400 ppm, 1500 ppm, 1600 ppm, 1700 ppm, 1800 ppm, 1900 ppm, 2000 ppm, 2100 ppm, 2200 ppm, 2300 ppm, 2400 ppm, 2500 ppm, 2600 ppm, 2700 ppm, 2800 ppm, 2900 ppm, 3000 ppm, 3500 ppm, 4000 ppm, 4500 ppm, 5000 ppm, 5500 ppm, 6000 ppm, 6500 ppm, 7000 ppm, 7500 ppm, 8000 ppm, 8500 ppm, 9000 ppm, 9500 ppm, ou 10000 ppm. Em algumas modalidades, o polímero hidrossolúvel pode ser incluído em um fluido de inundação aquoso em uma quantidade de cerca de 100 ppm a cerca de 3000 ppm.

b. Viscosidade

[0135]Antes da injeção em uma formação subterrânea, um fluido de inundação aquoso pode apresentar uma viscosidade de cerca de 0 cPs (0 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s). Por exemplo, o fluido de inundação aquoso pode apresentar uma viscosidade de cerca de 0 cPs (0 Pa.s), 0.001 cPs (10-6 Pa.s), 0,01 cPs (10-5 Pa.s), 0,1 cPs (10-4 Pa.s), 0,2 cPs 2 x 10-4 Pa.s), 0,3 cPs 3 x 10-4 Pa.s), 0,4 cPs (4 x 10-4 Pa.s), 0,5 cPs (5 x 10-4 Pa.s), 0,6 cPs (6 x 10-4 Pa.s), 0,7 cPs (7 x 10-4 Pa.s), 0,8 cPs (8 x 10-4 Pa.s), 0,9 cPs (9 x 10-4 Pa.s), 1 cPs (10-3 Pa.s), 2 cPs (2 x 10-3 Pa.s), 3 cPs (3 x 10-3 Pa.s), 4 cPs (4 x 10-3 Pa.s), 5 cPs (5 x 10-3 Pa.s), 6 cPs (6 x 10-3 Pa.s), 7 cPs (7 x 10-3 Pa.s), 8 cPs (8 x 10-3 Pa.s), 9 cPs (9 x 10-3 Pa.s),10 cPs (0,01 Pa.s), 15 cPs (0,15 Pa.s), 20 cPs (0,02 Pa.s), 25 cPs (0,03 Pa.s), 30 cPs (0,03 Pa.s), 35 cPs (0,04 Pa.s), 40 cPs (0,04 Pa.s), 45 cPs (0,05 Pa.s), 50 cPs (0,05 Pa.s), 55 cPs (0,06 Pa.s), 60 cPs (0,06 Pa.s), 65 cPs (0,07 Pa.s), 70 cPs (0,07 Pa.s), 75 cPs (0,08 Pa.s), 80 cPs (0,08 Pa.s), 85 cPs (0,09 Pa.s), 90 cPs (0,09 Pa.s), 95 cPs (0,1 Pa.s) ou 100 cPs (0,1 Pa.s). Em algumas modalidades, um fluido de inundação aquoso pode apresentar uma viscosidade de cerca de 0,01 cPs (10-5 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s). Em algumas modalidades, um fluido de inundação aquoso pode apresentar uma viscosidade de cerca de 0,01 cPs (10-5 Pa.s) a cerca de 100 cPs (0,1 Pa.s). Em algumas modalidades, um fluido de inundação aquoso pode apresentar uma viscosidade de cerca de 0,1 cPs (10-4 Pa.s) a cerca de 20 cPs (0,02 Pa.s). Em algumas modalidades, um fluido de inundação aquoso pode apresentar uma viscosidade de cerca de 0,1 cPs (10-4 Pa.s) a cerca de 10 cPs (0,01 Pa.s).

[0136]Após exposição a um estímulo ou a uma alteração nas condições, tais como temperatura, pH, concentração, conteúdo de sal ou semelhante (por exemplo, introdução em uma formação subterrânea ou adição à água do mar sintética), a viscosidade do fluido de inundação aquoso pode ser igual ou maior do que a viscosidade do fluido antes do estímulo, ou a viscosidade pode ser igual ou maior do que a viscosidade de um fluido que compreende um polímero hidrossolúvel correspondente sem as ligações cruzadas hidrolisáveis. Por exemplo, após a injeção, o fluido de inundação aquoso pode apresentar uma viscosidade de cerca de 1 cPs (10-3 Pa.s) a cerca de 5000 cPs (5 Pa.s), por exemplo, 1 cPs (10-3 Pa.s), 5 cPs (0,01 Pa.s), 10 cPs (0,01 Pa.s), 20 cPs (0,02 Pa.s), 30 cPs (0,03 Pa.s), 40 cPs (0,04 Pa.s), 50 cPs (0,05 Pa.s), 60 cPs (0,06 Pa.s), 70 cPs (0,07 Pa.s), 80 cPs (0,08 Pa.s), 90 cPs (0,09 Pa.s), 100 cPs (0,1 Pa.s), 150 cPs (0,15 Pa.s), 200 cPs (0,2 Pa.s), 250 cPs (0,25 Pa.s), 300 cPs (0,3 Pa.s) 350 cPs (0,35 Pa.s), 400 cPs (0,4 Pa.s), 450 cPs (0,45 Pa.s), 500 cPs (0,5 Pa.s), 550 cPs (0,55 Pa.s) 600 cPs (0,6 Pa.s), 650 cPs (0,65 Pa.s), 700 cPs (0,7 Pa.s), 750 cPs (0,75 Pa.s), 800 cPs (0,8 Pa.s), 850 cPs (0,85 Pa.s), 900 cPs (0,9 Pa.s), 950 cPs (0,95 Pa.s), 1000 cPs (1 Pa.s), 1100 cPs (1,1 Pa.s), 1200 cPs (1,2 Pa.s), 1300 cPs (1,3 Pa.s), 1400 cPs (1,4 Pa.s), 1500 cPs (1,5 Pa.s), 1600 cPs (1,6 Pa.s), 1700 cPs (1,7 Pa.s), 1800 cPs (1,8 Pa.s), 1900 cPs (1,9 Pa.s), 2000 cPs (2 Pa.s), 2100 cPs (2,1 Pa.s), 2200 cPs (2,2 Pa.s), 2300 cPs (2,3 Pa.s), 2400 cPs (2,4 Pa.s), 2500 cPs (2,5 Pa.s), 2600 cPs (2,6 Pa.s), 2700 cPs (2,7 Pa.s), 2800 cPs (2,8 Pa.s), 2900 cPs (2,9 Pa.s), 3000 cPs (3 Pa.s), 3100 cPs (3,1 Pa.s), 3200 cPs (3,2 Pa.s), 3300 cPs (3,3 Pa.s), 3400 cPs (3,4 Pa.s), 3500 cPs (3,5 Pa.s), 3600 cPs (3,6 Pa.s), 3700 cPs (3,7 Pa.s), 3800 cPs (3,8 Pa.s), 3900 cPs (3,9 Pa.s), 4000 cPs (4 Pa.s), 4100 cPs (4,1 Pa.s), 4200 cPs (4,2 Pa.s), 4300 cPs (4,3 Pa.s), 4400 cPs (4,4 Pa.s), 4500 cPs (4,5 Pa.s), 4600 cPs (4,6 Pa.s), 4700 cPs (4,7 Pa.s), 4800 cPs (4,8 Pa.s), 4900 cPs (4,9 Pa.s), ou 5000 cPs (5 Pa.s).

c. Capacidade de filtração

[0137]Fluidos de inundação aquosos compreendendo os polímeros hidrossolúveis descritos acima permanecem hidrossolúveis após a introdução em uma formação subterrânea. Após injeção na formação, as condições ambientais causam a hidrólise das ligações cruzadas nos polímeros hidrossolúveis descritos acima, fornecendo um fluido de inundação aquoso viscoso. Para o fluido de inundação aquoso melhorar a mobilidade do óleo na formação e a eficiência do alcance do fluido do polímero aquoso, o polímero hidrossolúvel que proporciona viscosidade ao fluido de inundação deve ser capaz de se mover livremente através da formação, sem bloquear os poros da formação. A função desejável do controle da mobilidade na recuperação melhorada do óleo se opõe ao método de recuperação melhorada EOR auxiliado por polímeros denominado controle da conformidade, onde os polímeros são injetados na formação com a finalidade de formação de géis com ligações cruzadas ou polímeros insolúveis que bloqueiam alguns dos poros na formação. Tal bloqueio dos poros melhora as propriedades da formação subterrânea, em vez de melhorar as propriedades do fluido de inundação aquoso.

[0138]Polímeros de controle da mobilidade, tais como os descritos acima, devem, portanto, permanecer hidrossolúveis e não impedir o fluxo do fluido de inundação aquoso na formação. Um teste de laboratório reconhecido por medir a habilidade de um fluido de inundação aquoso para se mover através da formação subterrânea sem bloqueio dos poros da formação é denominado um teste de proporção de filtração. Um exemplo deste tipo de teste está descrito nos padrões RP 63 do American Petroleum Institute. Em um teste de proporção de filtração, um volume padrão de um fluido de inundação aquoso contendo uma concentração específica do polímero é passado através de um filtro sob pressão constante. O tempo necessário para a solução passar através do filtro é registrado com volumes específicos de solução. A proporção da filtração é calculada como a proporção do tempo da filtração da porção final da solução em relação ao tempo de filtração para a porção inicial, de igual volume da solução. De preferência, o fluido de inundação aquoso deve passar através do filtro com uma taxa constante durante o teste, não causando bloqueio dos poros durante a filtração, para que a proporção do filtro permaneça igual a um. A proporção da filtração medida está geralmente acima de um, entretanto, um limite superior para a proporção de filtração submetida a um grupo específico de condições é normalmente utilizado para determinar a adequabilidade do fluido de inundação aquoso para uso em uma aplicação de controle da mobilidade.

d. Resistência ao cisalhamento

[0139]O fluido de inundação aquoso compreende os polímeros hidrossolúveis descritos acima e exibe resistência ao cisalhamento melhorada. Os polímeros utilizados no controle da mobilidade na recuperação melhorada de óleo são geralmente de alto peso molecular, que não apresentam ligações cruzadas e que são sensíveis às forças de cisalhamento experimentadas pelo fluido de inundação aquoso contendo polímeros, a medida que é injetado na formação, e que circula na formação próximo a entrada do poço. Qualquer ponto de estrangulamento nesta região de alta velocidade de fluxo pode causar uma degradação mecânica, induzida por cisalhamento, do peso molecular do polímero, resultando em uma redução indesejável na viscosidade do fluido de inundação aquoso. Soluções poliméricas viscosas com alto peso molecular, desejáveis para controle da mobilidade, são especialmente sensíveis à degradação por cisalhamento. Mesmo com a utilização de medições elaboradas para minimizar a degradação por cisalhamento do fluido de inundação aquoso injetado, uma perda da viscosidade de até 25% da viscosidade inicial é comum, e uma perda da viscosidade maior de até 80% ou maior é possível.

[0140]A degradação induzida por cisalhamento da viscosidade fluida pode ser medida utilizando um teste reconhecido na indústria, tal como o padrão RP 63, descrito no American Petroleum Institute, onde o fluido de inundação aquoso é passado através de um pequeno orifício sob alta pressão. A diferença na viscosidade fluida antes e após o ponto de estrangulamento é medida para indicar a quantidade de degradação por cisalhamento da viscosidade do fluido de inundação. De forma alternada, um teste do misturador simples pode ser utilizado para induzir a degradação por cisalhamento do fluido de inundação aquoso. A quantidade da perda da viscosidade observada com tempos de cisalhamento aumentados no misturador pode ser medida e utilizada para determinar a estabilidade relativa do cisalhamento de fluidos de inundação com diferentes tipos de polímeros.

[0141]Os fluidos de inundação aquosos compreendendo polímeros hidrossolúveis da presente invenção podem oferecer resistência significativa ao cisalhamento. Por exemplo, quando submetidos a condições de cisalhamento, tais como um teste de misturador, o teste de padrão RP 63 ou injeção em uma formação subterrânea, os fluidos de inundação aquosos da presente invenção podem ser submetidos a uma perda de viscosidade menor do que 50%, menor do que 49%, menor do que 48%, menor do que 47%, menor do que 46%, menor do que 45%, menor do que 44%, menor do que 43%, menor do que 42%, menor do que 41%, menor do que 40%, menor do que 39%, menor do que 38%, menor do que 37%, menor do que 36%, menor do que 35%, menor do que 34%, menor do que 33%, menor do que 32%, menor do que 31%, menor do que 30%, menor do que 29%, menor do que 28%, menor do que 27%, menor do que 26%, menor do que 25%, menor do que 24%, menor do que 23%, menor do que 22%, menor do que 21%, menor do que 20%, menor do que 19%, menor do que 18%, menor do que 17%, menor do que 16%, menor do que 15%, menor do que 14%, menor do que 13%, menor do que 12%, menor do que 11%, menor do que 10%, menor do que 9%, menor do que 8%, menor do que 7%, menor do que 6%, menor do que 5%, menor do que 4%, menor do que 3%, menor do que 2%, ou menor do que 1%.

e. Componentes adicionais

[0142]Além do polímero hidrossolúvel, um fluido de inundação aquoso pode também incluir opcionalmente um ou mais aditivos. Aditivos adequados incluem, mas não estão limitados a compostos sinergísticos, inibidores de asfalteno, inibidores de parafina, inibidores da corrosão, inibidores de escala, emulsificantes, clarificadores da água, dispersantes, rompedores de emulsão, sequestradores de sulfeto de hidrogênio, inibidores de hidrato gasoso, biocidas, modificadores de pH, surfactantes, antioxidantes e solventes.

f. Inibidores da corrosão

[0143]O fluido de inundação aquoso pode compreender também um inibidor da corrosão. Inibidores adequados incluem, mas não estão limitados a amidoaminas, aminas quaternárias, amidas e ésteres de fosfato.

g. Inibidores de escala

[0144]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um inibidor de escala. Inibidores de escala adequados incluem, mas não estão limitados a fosfatos, ésteres de fosfato, ácidos fosfóricos, fosfonatos, ácidos fosfônicos, poliacrilamidas, sais de copolímero de sulfonato de acrilamido - metil propano/ácido acrílico (AMPS/AA), copolímero de fosfinado maléico (PHOS/MA) e sais de terpolímero de ácido polimaléico/ácido acrílico/sulfonato de acrilamido - metil propano (PMA/AMPS).

h. Emulsificantes

[0145]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um emulsificante. Emulsificantes adequados incluem, mas não estão limitados a sais de ácidos carboxílicos, produtos de reações de acilação entre ácidos carboxílicos ou anidridos carboxílicos e aminas, e derivados de alquila, acila e amida de sacarídeos (emulsificantes de alquil sacarídeos).

Clarificadores da água

[0146]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um clarificador da água. Clarificadores adequados incluem, mas não estão limitados a sais metálicos inorgânicos, tais como cloreto de alumínio, e cloridrato de alumínio, ou polímeros orgânicos, tais como polímeros a base de ácido acrílico, polímeros a base de acrilamida, aminas polimerizadas, alcanolaminas, tiocarbamatos e polímeros catiônicos, tais como cloreto de dialildimetilamônio (DADMAC).

Dispersantes

[0147]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um dispersante. Dispersantes adequados incluem, mas não estão limitados a ácidos fosfônicos alifáticos com 2-50 carbonos, tais como ácido hidroxietil difosfônico e ácidos aminoalquil fosfônicos, por exemplo, fosfonatos de poliaminometileno com átomos 2-10 N, por exemplo, cada um contendo no mínimo um grupo ácido metileno fosfônico, cujos exemplos incluem tetra etilenodiamina (metileno fosfonato), penta dietilenotriamina (metileno fosfonato) e fosfonatos de triamina- e tetraamina - polimetileno com 2-4 grupos de metileno entre cada átomo N, no mínimo dois grupos metileno diferentes em cada fosfonato. Outros agentes de dispersão adequados incluem lignina ou derivados de lignina, tal como lignosulfonato e ácido naftaleno sulfônico e derivados.

Rompedores de emulsão

[0148]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um rompedor de emulsão. Rompedores de emulsão adequados incluem, mas não estão limitados ao ácido dodecilbenzil sulfônico (DDBSA), ao sal sódico do ácido xileno sulfônico (NAXSA), compostos epoxilados e propoxilados, surfactantes aniônicos, catiônicos e não iônicos, e resinas, tais como fenólicas e resinas epóxidas.

Sequestrantes de sulfeto de hidrogênio

[0149]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um sequestrante de sulfeto de hidrogênio. Sequestrantes adequados incluem, mas não estão limitados a oxidantes (por exemplo, peróxidos inorgânicos, tais como peróxido de sódio ou dióxido de cloro), aldeídos (por exemplo, com 1-10 carbonos, tais como formaldeído ou glutaraldeído ou (met) acroleína), triazinas (por exemplo, monoetanol amina triazina e monometilamina triazina) e glioxal. Em certas modalidades, a mistura dos compostos e composições da invenção com MMA triazinas reduz ou elimina odores de MMA.

Inibidores de hidrato gasoso

[0150]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um inibidor de hidrato gasoso. Estes inibidores adequados incluem, mas não estão limitados a inibidores termodinâmicos (THI), inibidores cinéticos (KHI) e antiaglutinantes (AA). Inibidores termodinâmicos adequados incluem, mas não estão limitados a sal NaCl, sal KCl, sal CaCl2, sal MgCl2, sal NaBr2, sal formato (por exemplo, formato de potássio), polióis (tais como glicose, sacarose, frutose, maltose, lactose, gluconato, monoetileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, monopropileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol, tetrapropileno glicol, monobutileno glicol, dibutileno glicol, tributileno glicol, glicerol, diglicerol, triglicerol, e álcoois de açúcar (por exemplo, sorbitol, manitol)), metanol, propanol, etanol, éteres de glicol (tais como éter monometílico de dietileno glicol, éter monobutílico de etileno glicol), e ésteres de alquila ou cíclicos de álcoois (tais como lactato de etila, lactato de butila, benzoato de metiletila). Inibidores cinéticos adequados e antiaglutinantes incluem, mas não estão limitados a polímeros e copolímeros, polissacarídeos (tais como hidroxi- etilcelulose (HEC), carboximetilcelulose (CMC), amido, derivados de amido e xantana), lactamas (tais como polivinilcaprolactama, polivinil lactama), pirrolidoonas (tais como polivinil pirrolidona de vários pesos moleculares), surfactantes (tais como sais de ácidos graxos, álcoois etoxilados, álcoois propoxilados, ésteres de sorbitano, ésteres de sorbitano etoxilados, ésteres de poliglicerol de ácidos graxos, alquil glicosídeos, alquil poliglicosídeos, alquil sulfatos, alquil sulfonatos, alquil éster sulfonato, sulfonatos alquil aromáticos, alquil betaína, alquil amido betaínas), dispersantes com base de hidrocarbonetos (tais como lignosulfonatos, iminodisuccinatos, poliaspartatos), aminoácidos e proteínas.

Biocidas

[0151]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um biocida. Qualquer biocida adequado para operações em campos petrolíferos pode ser utilizado. Um biocida pode ser incluído em uma composição em uma quantidade de cerca de 0,1 ppm a cerca de 1000 ppm, por exemplo, 0,1 ppm, 0,5 ppm, 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm, 4 ppm, 5 ppm, 6 ppm, 7 ppm, 8 ppm, 9 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, 50 ppm, 60 ppm, 70 ppm, 80 ppm, 90 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 400 ppm, 500 ppm, 600 ppm, 700 ppm, 800 ppm, 900 ppm, ou 1000 ppm.

[0152]Biocidas adequados incluem, mas não estão limitados a biocidas oxidantes ou não oxidantes. Biocidas não oxidantes adequados incluem, por exemplo, compostos tipo amina (por exemplo, compostos de amina quaternários e cocodiamina), compostos halogenados (por exemplo, bronopol e 2-2 - dibromo - 3 - nitrilopropionamida (DBNPA)), compostos de enxofre (por exemplo, isotiazolona, carbamatos, e metronidazol) e sais de fosfônio quaternário (por exemplo, sulfato de tetraquis (hidroximetil) fosfônio (THPS)). Biocidas oxidantes adequados incluem, por exemplo, hipoclorito de sódio, ácidos tricloroisocianúricos, ácido dicloroisocianúrico, hipoclorito de cálcio, hipoclorito de lítio, hidantoína clorada, hipobromito de sódio estabilizado, brometo de sódio ativado, hidantoínas brominadas, dióxido de cloro, ozônio e peróxidos.

Modificadores do pH

[0153]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um modificador do pH. Modificadores do pH incluem, mas não estão limitados a hidróxidos alcalinos, carbonatos alcalinos, bicarbonatos alcalinos, hidróxidos de metais alcalinos terrosos, carbonatos de metais alcalinos terrosos, bicarbonatos de metais alcalinos terrosos e suas misturas ou combinações. Exemplos de modificadores de pH incluem NaOH, KOH, Ca(OH)2, CaO, Na2CO3, KHCO3, K2CO3, NaHCO3, MgO e Mg(OH)2.

Surfactantes

[0154]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um surfactante. O surfactante pode ser catiônico, aniônico, anfotérico, zwitteriônico ou um surfactante não iônico. Em algumas modalidades, um surfactante pode auxiliar na melhora da recuperação do óleo da formação. Um surfactante pode ser incluído em um fluido de inundação aquoso em uma quantidade de cerca de 100 ppm a cerca de 10000 ppm, por exemplo, 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 400 ppm, 500 ppm, 600 ppm, 700 ppm, 800 ppm, 900 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm, 3000 ppm, 4000 ppm, 5000 ppm, 6000 ppm, 7000 ppm, 8000 ppm, 9000 ppm, ou 10000 ppm.

[0155]Surfactantes adequados incluem, mas não estão limitados a aniônicos, catiônicos e não iônicos. Surfactantes aniônicos incluem alquil aril sulfonatos, sulfonatos de olefina, sulfonatos de parafina, sulfatos de álcool, sulfatos de éter de álcool, alquil carboxilatos e alquil éter carboxilatos, e ésteres de alquila ou de alquil fosfato etoxilado, e mono- e di-alquil sulfosuccinatos e sulfosuccinamatos. Surfactantes aniônicos adequados incluem sulfatos e sulfonatos de alquil ou éter alquílico, tais como sulfonatos de alfa olefina C14-C24, sulfatos de éter de álcool C13C18, sulfonatos de olefina interna C15-C17 e sulfonatos de éster C12-C18. Surfactantes catiônicos incluem sais quaternários de alquil trimetil amônio, sais quaternários de alquil dimetil benzil amônio, sais quaternários de dialquil dimetil amônio e sais de imidazolínio. Surfactantes não iônicos incluem álcool alcoxilado, alquilfenol alcoxilado, copolímeros em bloco de etileno, óxidos de propileno e butileno, óxidos de alquil dimetil amina, óxidos de alquil - bis (2 - hidroxietil) amina, óxidos de alquil amidopropil dimetil amina, óxidos de alquilamidopropil - bis (2 - hidroxietil) amina, alquil poliglicosídeos, glicerídeos polialcoxilados, ésteres de sorbitano e ésteres de sorbitano polialcoxilados e ésteres de alquil polietileno glicol e diésteres. Betaína e sultanos, surfactantes anfotéricos, tais como alquil anfoacetatos e anfodiacetatos, alquil anfopropionatos e anfodipropionatos e alquiliminodipropionato são também incluídos.

Solventes

[0156]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um solvente. Solventes adequados incluem, mas não estão limitados a água, isopropanol, metanol, etanol, 2 - etilexanol, nafta aromática pesada, tolueno, etileno glicol, éter monobutílico de etileno glicol (EGMBE), éter monoetílico de dietileno glicol, e xileno. Solventes polares representativos adequados para formulação com a composição incluem água, salmoura, água do mar, álcoois (incluindo alifáticos de cadeia simples ou ramificada, tais como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, 2 - etilexanol, hexanol, octanol, decanol, 2 - butoxietanol, etc.), glicóis e derivados (etileno glicol, 1,2 - propileno glicol, 1,3 - propileno glicol, éter monobutílico de etileno glicol, etc.), cetonas (cicloexanona, diisobutilcetona), N - metilpirrolidinona (NMP), N,N - dimetilformamida e semelhantes. Solventes não polares representativos adequados para formulação com a composição incluem alifáticos, tais como pentano, hexano, cicloexano, metilcicloexano, heptano, decano, dodecano, diesel e semelhantes; aromáticos, tais como tolueno, xileno, nafta aromática pesada, derivados de ácido graxo (ácidos, ésteres, amidas) e semelhantes.

[0157]Em certas modalidades, o solvente é monoetileno glicol, metanol, dimetil sulfóxido (DMSO), dimetilformamida (DMF), tetraidrofurano (THF) ou uma combinação destes.

[0158]Em certas modalidades, uma composição da invenção compreende de 0 a cerca de 80% em peso de um ou mais solventes, baseados no peso da composição. Em certas modalidades, uma composição da invenção compreende de 0 a cerca de 50% em peso de um ou mais solventes, baseados no peso da composição. Em certas modalidades, uma composição da invenção compreende 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% ou 50% em peso de um ou mais solventes baseados no peso da composição.

Compostos sinergísticos

[0159]O fluido de inundação aquoso também compreende um composto sinergístico. Compostos sinergísticos adequados incluem os que melhoram o desempenho da remoção do sulfeto de hidrogênio da composição. Em certas modalidades, o composto sinergístico pode ser um amônio quaternário, um óxido de amina, um surfactante iônico ou não iônico, ou qualquer combinação destes. Compostos de amina quaternária adequados incluem, mas não estão limitados a cloreto de alquil benzil amônio, cloreto de benzil cocoalquil (C12-C18) dimetil amônio, cloreto de dicocoalquil (C12-C18) dimetil amônio, cloreto de disebo dimetilamônio, cloreto metílico de disebo alquil hidrogenado alquil de amônio quaternário, cloreto metílico de bis (2 - hidroxietil cocoalquil (C12-C18) de amônio quaternário, sulfato de dimetil (2 - etil) sebo metil amônio, cloreto de n - dodecilbenzil dimetil amônio, cloreto de n - octadecilbenzil dimetil amônio, sulfato de n - dodecil trimetil amônio, cloreto de soja alquiltrimetil amônio e metil sulfato de alquil de sebo hidrogenado (2 - etilexil) dimetil de amônio quaternário. Compostos de óxido de amina adequados incluem, mas não estão limitados a óxidos de amina graxa, tais como óxido de estearil dimetilamina, óxido de laurildimetilamina, e óxido de cocamidopropilamina, ou óxidos de éter amina, tais como óxido de bis - (2 - hidroxietil) isodeciloxipropilamina. Surfactantes não iônicos adequados incluem, mas não estão limitados a éteres de alquil polioxietileno glicol, éteres de alquil polioxipropileno glicol, éteres de nonilfenol polioxietileno glicol, poloxâmeros, cocamida dietanolamina e amina de sebo polietoxilada.

[0160]O composto sinergístico pode estar presente de cerca de 0,01 a cerca de 20% em peso. Em certas modalidades, o composto sinergístico está presente de cerca de 1 a cerca de 10% em peso, de cerca de 2 a cerca de 9% em peso, de cerca de 3% a cerca de 8% em peso, de cerca de 4% a cerca de 7% em peso, ou de cerca de 5% a cerca de 6% em peso. Em certas modalidades, o composto sinergístico pode ser adicionado a um fluido ou gás simultaneamente com o fluido de inundação aquoso, ou pode ser adicionado separadamente.

Inibidores de asfalteno

[0161]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um inibidor de asfalteno. Inibidores de asfalteno adequados incluem, mas não estão limitados a ácidos alifáticos sulfônicos; ácidos alquil aril sulfônicos; sulfonatos de arila; lignossulfonatos; resinas de alquilfenol/aldeído e resinas sulfonadas similares; ésteres de poliolefina; imidas de poliolefina; ésteres de poliolefina com grupos funcionais alquila, alquilenofenila ou alquilenopiridila; amidas de poliolefina; amidas de poliolefina com grupos funcionais alquila, alquilenofenila ou alquilenopiridila; imidas de poliolefina com grupos funcionais alquila, alquilenofenila ou alquilenopiridila; copolímeros de alquenil/vinil pirrolidona; polímeros enxertado com poliolefinas com anidrido maléico ou vinil imidazol; amidas de poliéster hiper ramificadas; asfaltenos polialcoxilados; ácidos graxos anfotéricos, sais de alquil succinatos, monooleato de sorbitano e anidrido de poliisobutileno succínico.

Inibidores de parafina

[0162]O fluido de inundação aquoso pode também compreender um inibidor de parafina. Inibidores de parafina adequados incluem, mas não estão limitados a modificadores de parafina cristal, e combinações de dispersante/modificador de cristal. Modificadores de parafina cristal adequados incluem, mas não estão limitados a copolímeros de alquil acrilato, copolímeros de alquil acrilato de vinilpiridina, copolímeros de acetato de vinil etileno, copolímeros de éster de anidrido maléico, polietilenos ramificados, naftaleno, antraceno, cera microcristalina e/ou asfaltenos. Dispersantes adequados incluem, mas não estão limitados a sulfonato de dodecil benzeno, alquil fenóis oxilalquilados, e resinas alquilfenólicas oxialquiladas.

Antioxidantes

[0163]Em algumas modalidades, o fluido de inundação aquoso pode também compreender um antioxidante. Qualquer antioxidante adequado em operações em campos petrolíferos pode ser utilizado. Exemplos de antioxidantes incluem, mas não estão limitados a sulfitos, tiocianatos e tiossulfatos. Um antioxidante pode ser incluído em uma composição em uma quantidade de cerca de 1 ppm a cerca de 1000 ppm, por exemplo, 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm, 4 ppm, 5 ppm, 6 ppm, 7 ppm, 8 ppm, 9 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, 50 ppm, 60 ppm, 70 ppm, 80 ppm, 90 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 400 ppm, 500 ppm, 600 ppm, 700 ppm, 800 ppm, 900 ppm ou 1000 ppm.

Componentes adicionais

[0164]Composições produzidas de acordo com a invenção podem também incluir agentes funcionais adicionais ou aditivos que oferecem uma propriedade benéfica. Agentes adicionais ou aditivos irão variar de acordo com o fluido de inundação aquoso produzido e seu objetivo de uso, o que será avaliado por um versado na área.

[0165]Os compostos, composições, métodos e processos da invenção serão melhor compreendidos com relação aos exemplos abaixo, que são ilustrativos e não limitantes do escopo da invenção.

4. Exemplos

[0166]A descrição acima será melhor compreendida com relação aos seguintes exemplos, que são ilustrativos e não limitantes do escopo da invenção. Todos os reagentes foram comprados de fontes comerciais e utilizados conforme recebidos a menos que estipulado ao contrário. N,N’ - (1,2 - diidroxietileno) bisacrilamida, também conhecido como glioxal bis (acrilamida) é abreviado na presente invenção como GBA.

Exemplo 1 Síntese dos polímeros 1a, 1b, 1c e 1d

[0167]O polímero 1a inclui 29 mol% de acrilato de sódio, 71 mol% de acrilamida e 3,5 ppm de ligante cruzado de GBA hidrolisável (baseado na fórmula total). O polímero foi preparado pela polimerização de uma emulsão monomérica consistindo de uma mistura aquosa de 25,0 g de acrilamida 50%, 5,39 g de ácido acrílico, 16,00 g de água, neutralizada com 5,90 g de hidróxido de sódio aquoso 50%. Além disso, 0,006 g de dietilenodiaminotetraacetato tetrassódico e 0,026 g de uma solução aquosa 1% recém-preparada de (1,2 - diidroexietileno) bisacrilamida (GBA) foram adicionados à solução monomérica aquosa. A solução monomérica aquosa foi dispersa em uma fase oleosa composta de uma solução de 21,00 g de destilado de petróleo, 1,0 g de monooleato de sorbitano e 0,61 g de monoestearato de sorbitano etoxilado.

[0168]A emulsão monomérica foi preparada pela mistura da fase aquosa e da fase oleosa sob cisalhamento por 30-60 minutos, seguido pela desoxigenação com nitrogênio por 30 minutos. A polimerização é iniciada pela adição de 2,2’ - azobisisobutironitrila com uma temperatura de reação de 45°C. A temperatura da reação de polimerização é mantida a 45°C por 4 horas, então aumentada para 57°C por uma hora adicional.

[0169]A dissolução da emulsão polimérica na água foi realizada pela mistura da emulsão em um grande volume de água sob cisalhamento, na presença de um surfactante não iônico com alto HLB a um nível menor do que cerca de 5% do peso do polímero da emulsão.

[0170]O procedimento acima foi repetido com escalas de 1 kg e 2,4 kg, obtendo os polímeros 1b e 1c, respectivamente. O polímero 1d foi preparado da mesma forma.

Exemplo 2 Preparação do polímero 2

[0171]O polímero 2 foi preparado pela polimerização de uma emulsão monomérica consistindo de uma mistura aquosa de 24,9 g de acrilamida 50%, 4,6 g de sal quaternário de metil cloreto de N,N - dimetilaminoetil acrilato, 10,2 g de água, neutralizada com 0,078 g de hidróxido de sódio aquoso 50%. Além disso, 0,006 g de dietilenodiaminatetraacetato tetrassódico, 0,54 g de ácido adípico, 1,79 g de cloreto de sódio, 0,60 g de uréia e 0,213 g de uma solução aquosa de GBA 0,1% recém- preparada foram adicionados à solução monomérica aquosa. A solução monomérica aquosa foi dispersa em uma fase oleosa composta de uma solução de 15,57 g de destilado de petróleo, 0,73 g de monooleato de sorbitano e 0,73 g de monoestearato de sorbitano etoxilado. Se necessário, o pH da fase monomérica foi ajustado para ~4, utilizando hidróxido de sódio aquoso 50% ou ácido clorídrico concentrado.

[0172]A emulsão monomérica foi preparada pela mistura da fase aquosa e da fase oleosa sob cisalhamento por 30-60 minutos, seguido pela desoxigenação com nitrogênio por 30 minutos. A polimerização é iniciada pela adição de 0,0095 g de 2,2’ - azobisisobutironitrila e 0,0012 g de 2,2’ - azobis (2,4 - dimetil valeronitrila) com uma temperatura de reação de 45°C. A temperatura da reação de polimerização é mantida a 45°C por 3 horas, então aumentada para 70°C por uma hora adicional.

[0173]A dissolução da emulsão polimérica na água foi realizada pela mistura da emulsão em um grande volume de água sob cisalhamento, na presença de um surfactante não iônico com alto HLB a um nível menor do que cerca de 5% do peso do polímero da emulsão.

Exemplo 3 Preparação dos polímeros 3a, 3b e 3 c

[0174]O polímero 3a foi preparado pela polimerização de uma emulsão monomérica consistindo de uma mistura aquosa de 381,375 g de acrilamida 50,20%, 78,730 g de ácido acrílico, e 178,050 g de água, que foi neutralizada com hidróxido de sódio aquoso 50% (86,500 g) em banho de gelo. Além disso, 0,300 g de uma solução aquosa de glioxal 2% recém-preparada foram adicionados à solução monomérica aquosa. A solução monomérica aquosa foi aquecida e agitada por um período suficiente para a formação in situ da (1,2 - diidroxietileno) bisacrilamida (GBA) necessária. A quantidade de 0,090 g de dietilenodiaminatetraacetato tetrassódico foi então adicionada à fase monomérica preparada.

[0175]A solução monomérica aquosa foi então dispersa em uma fase oleosa composta de uma solução de 253,350 g de destilado de petróleo, 12,220 g de monooleato de sorbitano e 7,300 g de monoestearato de sorbitano etoxilado.

[0176]A emulsão monomérica foi preparada pela mistura da fase aquosa e da fase oleosa sob cisalhamento por 30-60 minutos, seguido pela adição de 0,528 g de 2,2’ - azobisisobutironitrila e purga de nitrogênio. A temperatura da reação de polimerização é mantida a 44°C por 3,5 horas com purga de nitrogênio, e então aumentada para 57°C por uma hora adicional.

[0177]A dissolução da emulsão polimérica na água foi realizada pela mistura da emulsão em um grande volume de água sob cisalhamento, na presença de um surfactante não iônico com alto HLB a um nível menor do que cerca de 5% do peso do polímero da emulsão.

[0178]Os polímeros 3b e 3c foram preparados através do mesmo procedimento utilizando níveis diferentes de glioxal na fórmula: 0,600 g de uma solução de glioxal 2% para 3b e 1,200 g de uma solução de glioxal 2% para 3c.

Exemplo 4 Preparação do polímero 4

[0179]O polímero 4 foi elaborado através da preparação inicial de um copolímero em emulsão de acrilamida - acrilato de sódio 30 mol% utilizando um método similar ao exemplo 1, seguido por pós-tratamento com glioxal. Uma amostra de 100 g deste copolímero foi tratada sob cisalhamento com 0,032 g de uma solução de glioxal 40%. A mistura foi agitada por 15 minutos à temperatura de 25°C e então armazenada sem agitação por 24 horas à temperatura de 40°C.

[0180]A dissolução da emulsão polimérica na água foi realizada pela mistura da emulsão em um grande volume de água sob cisalhamento, na presença de um surfactante não iônico com alto HLB a um nível menor do que cerca de 5% do peso do polímero da emulsão.

Exemplo 5 Preparação do polímero 5

[0181]O polímero 5, um polímero de emulsão iônica com ligação cruzada temporária, foi preparado pela polimerização de uma emulsão monomérica consistindo de uma mistura aquosa de 25,00 g de acrilamida 50%, 4,30 g de ácido acrílico, e 16,21 g de água, que foi neutralizada com 4,3 g de hidróxido de sódio aquoso 50%. Além disso, 3,70 g de uma solução de acrilato de N,N - dimetilaminoetil 80%, sal quaternário de cloreto de metila e 0,007 g de dietilenodiaminatetraacetato tetrassódico foram adicionados à solução monomérica aquosa. A solução monomérica aquosa foi então dispersa em uma fase oleosa composta de uma solução de 21,00 g de destilado de petróleo, 1,01 g de monooleato de sorbitano e 0,61 g de monoestearato de sorbitano etoxilado.

[0182]A emulsão monomérica foi preparada pela mistura da fase aquosa e da fase oleosa sob cisalhamento por 30-60 minutos, seguido por desoxigenação com nitrogênio por 30 minutos. A polimerização é iniciada pela adição de 0,038 g de 2,2’ - azobisisobutironitrila a uma temperatura de reação de 45°C. A temperatura da reação de polimerização é mantida a 45°C por 4 horas e então aumentada para 58°C por uma hora adicional.

[0183]A dissolução da emulsão polimérica na água foi realizada pela mistura da emulsão em um grande volume de água sob cisalhamento, na presença de um surfactante não iônico com alto HLB a um nível menor do que cerca de 5% do peso do polímero da emulsão.

Exemplo 6 Preparação do polímero 6

[0184]O polímero 6, um polímero de emulsão de diéster com ligação cruzada, foi preparado pela polimerização de uma emulsão monomérica consistindo de uma mistura aquosa de 25,00 g de acrilamida 50%, 5,39 g de ácido acrílico, e 15,22 g de água, que foi neutralizada com 5,90 g de hidróxido de sódio aquoso 50%. Além disso, 0,784 g de uma solução 0,1% de um ligante de diacrilato de tetraetilenoglicol e 0,007 g de dietilenodiaminatetraacetato tetrassódico foram adicionados à solução monomérica aquosa. A solução monomérica aquosa foi então dispersa em uma fase oleosa composta de uma solução de 19,00 g de destilado de petróleo, 0,917 g de monooleato de sorbitano e 0,55 g de monoestearato de sorbitano etoxilado.

[0185]A emulsão monomérica foi preparada pela mistura da fase aquosa e da fase oleosa sob cisalhamento por 30-60 minutos, seguido por desoxigenação com nitrogênio por 30 minutos. A polimerização é iniciada pela adição de 0,038 g de 2,2’ - azobisisobutironitrila a uma temperatura de reação de 45°C. A temperatura da reação de polimerização é mantida a 45°C por 4 horas e então aumentada para 58°C por uma hora adicional.

[0186]A dissolução da emulsão polimérica na água foi realizada pela mistura da emulsão em um grande volume de água sob cisalhamento, na presença de um surfactante não iônico com alto HLB a um nível menor do que cerca de 5% do peso do polímero da emulsão.

Exemplo 7 Procedimentos de ativação do polímero

[0187]Os polímeros foram ativados para aumentar a viscosidade das soluções poliméricas através do aquecimento ou da alteração do pH por um período de tempo específico. Os polímeros foram ativados na forma do produto da emulsão ou após a redução da emulsão produzindo soluções poliméricas diluídas. As viscosidades de todas as soluções poliméricas foram medidas após a dissolução dos polímeros em água do mar sintética 3,5% em peso com concentração polimérica de 3000 ppm, através da mistura da emulsão ou polímero seco em um grande volume de água do mar sintética sob cisalhamento, na presença de um surfactante não iônico com alto HLB, com um nível menor do que cerca de 5% do peso do polímero. As viscosidades ativadas e não ativadas dos polímeros com ligações cruzadas temporárias, produzidos de acordo com os exemplos 1-6, estão demonstrados nas tabelas I e II. Por comparação, as tabelas I e II também incluem as viscosidades de polímeros de referência submetidos aos mesmos procedimentos de ativação. Os polímeros de referência 1, 2 e 3 são poliacrilamidas aniônicas comerciais com 30 mol%, produzidos sem o uso das ligações cruzadas temporárias descritas na presente invenção. O polímero de referência 1 foi utilizado para produzir o polímero 4.

[0188]As tabelas I e II demonstram que os polímeros com ligações cruzadas temporárias desta invenção podem oferecer soluções poliméricas aquosas de baixa viscosidade inicialmente, mas após ativação pelo calor e/ou alteração do pH, soluções poliméricas de alta viscosidade são obtidas.

[0189]A tabela II demonstra que o processo de ativação pelo calor pode ocorrer com várias temperaturas, fornecendo uma taxa de ativação maior com o aumento da temperatura. Conforme esperado, o polímero de referência #1 não oferece nenhuma ativação pelo calor significativa com as faixas de temperatura e tempo testadas.

Exemplo 8

[0190]Estabilidade no cisalhamento de polímeros inativados com ligações cruzadas temporárias

[0191]A tabela III demonstra que a forma inativada dos polímeros com ligações cruzadas temporárias desta invenção protege o polímero contra a degradação induzida pelo cisalhamento da viscosidade da solução polimérica. Para medir a estabilidade do cisalhamento, soluções poliméricas de 3.000 ppm recém preparadas em água do mar sintética foram submetidas ao cisalhamento por 0-40 segundos utilizando um misturador Oster. A viscosidade da solução de cada amostra foi medida após cada período de cisalhamento. Para os polímeros com ligações cruzadas temporárias (polímeros 1b e 6), cada solução submetida ao cisalhamento foi então ativada pelo calor por 2 horas, à temperatura de 70°C, e então as viscosidades foram medidas novamente.

[0192]Quando submetidos ao cisalhamento antes da ativação pelo calor, o polímero 1b e o polímero 6 são resistentes à degradação, e oferecem viscosidades após a ativação pelo calor que excedem as dos polímeros de referência, que se degradam muito mais rapidamente sob cisalhamento.

Exemplo 9 Teste de proporção de filtração

[0193]O dispositivo utilizado para medir a proporção da filtração dos fluidos de inundação foi um com cilindro plástico com diâmetro interno de 2 polegadas (5,08 cm), ajustado com uma gaxeta selada superior com encaixes para pressurização por nitrogênio e uma gaxeta selada inferior conectada a um filtro e saída. O diâmetro do poro do filtro era de 2,5 microns. 200 gramas de uma solução de 3000 ppm em água do mar sintética do polímero 1a foram adicionados ao cilindro. Após a passagem de poucos mililitros da solução através do filtro para umedecimento, o tempo necessário para um volume inicial de 30 mL da solução passar através do filtro, com uma pressão de 20 psi (137,9 KPa) foi medida. A proporção da filtração inicial em relação a final foi registrada. A proporção da filtração de uma solução de 3000 ppm de um polímero 1a recém reduzido foi de 1,23. Após ativação da solução polimérica por aquecimento até a temperatura de 70°C por três horas, a proporção da filtração foi medida novamente e considerada como 1,16.

[0194]É compreendido que a descrição acima e exemplos são meramente ilustrativos e não devem ser considerados como limitadores do escopo da invenção, que é definido somente pelas reivindicações em anexo e seus equivalentes.

[0195]Várias alterações e modificações nas modalidades descritas se tornarão claras para os versados na área. Tais alterações e modificações, incluindo sem limitação as que estão relacionadas às estruturas químicas, substituintes, derivados, intermediários, sínteses, composições, formulações ou métodos de uso da invenção, podem ser produzidas sem ser afastar do espírito e escopo da invenção.

Claims

1. Polímero hidrossolúvel CARACTERIZADO pelo fato de que compreende de 1 mol% a 99 mol% de monômeros de acrilamida, e compreende ainda 0,1 ppm a 20000 ppm de unidades monoméricas hidrolisáveis de ligação cruzada baseadas no peso do polímero hidrossolúvel, em que as unidades monoméricas hidrolisáveis de ligação cruzada são covalentemente ligadas de forma cruzada e as unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada apresentam a seguinte fórmula (IIb):

em que cada R é independentemente selecionado a partir do grupo que consiste em -H, alquila C1-C24 opcionalmente substituída, alquenila C2-C24 opcionalmente substituída e alquinila C2-C24 opcionalmente substituída, cada

repre representa um ponto de ligação a uma primeira estrutura polimérica, e cada

representa um ponto de ligação à primeira estrutura polimérica ou a uma segunda estrutura polimérica; e em que o polímero hidrossolúvel compreende ainda uma unidade monomérica aniônica derivada de um monômero de um ácido acrílico, um ácido metacrílico, um ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico, um ácido estireno sulfônico, ou uma combinação dos mesmos.

2. Polímero hidrossolúvel, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero hidrossolúvel compreende de 0,1 ppm a 500 ppm de unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada.

3. Polímero hidrossolúvel, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero hidrossolúvel compreende de 0,1 ppm a 100 ppm de unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada.

4. Método para recuperação de um fluido de hidrocarboneto de uma formação subterrânea CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: introduzir na formação um fluido de inundação aquoso que melhora a eficiência do alcance da formação, o fluido compreendendo água e um polímero hidrossolúvel, como definido na reivindicação 1, em que após introduzir o fluido de inundação aquoso na formação, as unidades monoméricas hidrolisáveis de ligação cruzada do polímero hidrossolúvel são hidrolisadas para produzir um fluido de inundação aquoso após hidrólise tendo uma viscosidade que é igual ou superior a uma viscosidade do fluido aquoso antes da injeção.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero hidrossolúvel compreende de 0,1 ppm a 20000 ppm de unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero hidrossolúvel compreende de 0,1 ppm a 1000 ppm de unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero hidrossolúvel compreende de 0,1 ppm a 500 ppm de unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero hidrossolúvel compreende de 0,1 ppm a 100 ppm de unidades monoméricas covalentemente ligadas de forma cruzada.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que, antes da injeção, o fluido de inundação aquoso apresenta uma viscosidade de 0 cPs (0 Pa.s) a 100 cPs (0,1 Pa.s), ou em que, após a introdução do fluido de inundação aquoso na formação, a viscosidade do fluido de inundação aquoso aumenta para 1 cPs (0,001 Pa.s) a 5000 cPs (5 Pa.s).

10. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluido de inundação aquoso sofre uma perda de viscosidade menor do que 40%.

11. Composição CARACTERIZADA pelo fato de que compreende o polímero hidrossolúvel, como definido na reivindicação 1, em que a composição compreende 100 ppm a 10000 ppm do polímero hidrossolúvel.