BR112017014046B1 - Modificador de permeabilidade relativa e método - Google Patents
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Abstract
Composições e métodos para tratar uma formação subterrânea produtora de água e hidrocarboneto para reduzir a permeabilidade de água da formação sem reduzir substancialmente a permeabilidade de hidrocarboneto da formação são apresentados. Em uma modalidade, o método inclui proporcionar um fluido de tratamento incluindo um fluido de base e um modificador de permeabilidade relativa incluindo um polímero de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente, em que o polímero inclui uma fração sulfonato; e introduzir o fluido de tratamento em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea.
Description
[001] A presente divulgação se refere a composições e métodos para uso em operações subterrâneas.
[002] A produção indesejada de água de poços produtores de hidrocarboneto constitui um considerável problema técnico e despesa em operações de campos petrolíferos. Quando uma formação subterrânea contém água em quantidades significativas, a mobilidade mais alta da água muitas vezes permite que ela flua para um furo de poço penetrando a formação por meio de fraturas naturais e feitas pelo homem e zonas de alta permeabilidade. Se a razão de água recuperada para hidrocarbonetos recuperados ficar suficientemente grande, o custo de separar a água dos hidrocarbonetos e descartar a mesma pode se tornar uma barreira para a produção contínua. Isto pode levar ao abandono de um poço penetrando uma formação subterrânea, mesmo quando quantidades significativas de hidrocarbonetos permanecem no mesmo.
[003] A fim de reduzir a produção indesejada de água de formações subterrâneas produtoras de hidrocarbonetos, sistemas de polímero solúveis aquosos contendo agentes de reticulação foram utilizados na técnica para entrar em zonas contendo água da formação e bloquear o fluxo de água da mesma. A colocação seletiva destes polímeros reticulados em uma formação subterrânea e a estabilidade na mesma representam desafios técnicos significativos que de certo modo limitaram seu uso. Uma estratégia mais recente para reduzir a produção de água de uma formação subterrânea tem sido utilizar agentes conhecidos como modificadores de permeabilidade relativa. Como aqui utilizado, o termo "modificador de permeabilidade relativa" se refere a um polímero que reduz seletivamente a permeabilidade efetiva de uma formação subterrânea a fluidos à base de água. Tais modificadores de permeabilidade relativa são capazes de reduzir significativamente o fluxo de água de uma formação subterrânea, embora tendo um efeito mínimo sobre o fluxo de hidrocarbonetos. O uso de modificadores de permeabilidade relativa geralmente não requer o uso de técnicas de isolamento zonal que são frequentemente empregadas com polímeros reticulados.
[004] Estes desenhos ilustram certos aspectos de algumas das modalidades da presente divulgação e não devem ser utilizados para limitar ou definir as reivindicações.
[005] A Figura 1 é um gráfico que ilustra permeabilidade de salmoura em testemunho de 99% de calcita a 76,67 °C (170 °F) para um PoliDMAEMA modificado hidrofobicamente não derivatizado, o ingrediente ativo no Serviço WaterWeb® Halliburton, em comparação com um exemplo de um modificador de permeabilidade relativa da presente divulgação.
[006] A Figura 2 é um gráfico que ilustra reganho de permeabilidade de óleo em testemunho de 99% de calcita a 76,67 °C (170 °F) para um exemplo de um modificador de permeabilidade relativa da presente divulgação.
[007] Embora modalidades desta divulgação tenham sido representadas, essas modalidades não implicam uma limitação sobre a divulgação e nenhuma tal limitação deve ser inferida. A matéria divulgada é capaz de consideráveis modificações, alterações e equivalentes na forma e na função, como ocorrerão para aqueles versados na técnica pertinente e tendo o benefício desta divulgação. As modalidades descritas e representadas nesta divulgação são apenas exemplos e não são exaustivas do escopo da divulgação.
[008] Modalidades ilustrativas da presente divulgação são descritas em detalhes aqui. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação real podem ser descritas neste relatório descritivo. Será naturalmente apreciado que no desenvolvimento de qualquer modalidade, numerosas decisões específicas de implementação podem ser tomadas para atingir os objetivos de implementação específicos que podem variar de uma implementação para outra. Além disso, será apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas seria, contudo, empreendimento rotineiro àqueles especialistas na técnica tendo o benefício desta divulgação.
[009] A presente divulgação se refere a composições e métodos para uso em operações subterrâneas e, mais especificamente, composições e métodos para tratar uma formação subterrânea produtora de água e hidrocarboneto para reduzir a permeabilidade de água da formação sem reduzir substancialmente a permeabilidade de hidrocarboneto da formação.
[0010] Um obstáculo ao uso de modificadores de permeabilidade relativa em formações subterrâneas é que o desempenho de modificadores de permeabilidade relativa pode ser afetado pelo tipo de formação ou reservatório e/ou pela temperatura da formação ou do reservatório. Por exemplo, certos modificadores de permeabilidade relativa que podem ser eficazes para reduzir a produção de água em formações subterrâneas com superfícies de arenito podem não trabalhar bem em formações ou reservatórios de carbonato, que contêm superfícies de rocha de carbonato. Certos modificadores de permeabilidade relativa também podem não trabalhar bem em temperaturas elevadas no longo prazo. Determinadas modalidades da presente divulgação podem evitar estes problemas.
[0011] A presente divulgação fornece composições para modificadores de permeabilidade relativa e métodos que podem ser usados para reduzir a produção de água em formações subterrâneas e, em particular, formações contendo superfícies de rocha de carbonato (formações de carbonato).
[0012] Os modificadores de permeabilidade relativa de acordo com a presente divulgação são geralmente polímeros hidrofílicos modificados hidrofobicamente que foram funcionalizados para incluir pelo menos uma fração sulfonato. Sem limitar a divulgação a qualquer teoria ou mecanismo particular, acredita-se que, em certas modalidades, a fração sulfonato dos modificadores de permeabilidade relativa serve como um grupo de ancoragem que pode desacelerar a taxa de dessorção de polímero de superfícies de rocha de carbonato. Mais ainda, sem limitar a divulgação a qualquer teoria ou mecanismo particular, acredita-se que em certas modalidades, a fração sulfonato, devido à sua natureza eletrostaticamente repulsiva, pode alongar o polímero e permitir que grupos carboxilato que podem estar presentes na espinha dorsal do polímero do modificador de permeabilidade relativa interajam mais favoravelmente com superfícies de rocha de carbonato. Além disso, também se acredita que em certas modalidades, uma carga de outra forma catiônica de um modificador de permeabilidade relativa pode ser mascarada pela adição de uma fração sulfonato aniônica e, assim, pode permitir que o modificador de permeabilidade relativa trabalhe melhor em superfícies de rocha de carbonato, as quais geralmente catiônicas.
[0013] Os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação são também estáveis a temperaturas até cerca de 162,78 °C (325 °F) em algumas modalidades. Sem desejar ser limitado a qualquer teoria particular, acredita-se que a presença da fração sulfonato intensifica a estabilidade dos modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação de modo que eles trabalhem bem quando expostos a temperaturas elevadas, tal como aquelas encontradas em uma formação subterrânea ao longo de períodos de tempo.
[0014] Os polímeros hidrofílicos modificados hidrofobicamente dos modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser polímeros de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente. Em algumas modalidades, os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser preparados a partir de uma variedade de monômeros hidrofílicos. Exemplos de monômeros hidrofílicos que podem ser usados de acordo com a presente divulgação incluem, mas não estão limitados a, acrilamida, ácido 2-acrilamido-2- metil propano sulfônico, N,N-dimetilacrilamida, vinil pirrolidona, dimetilaminoetil metacrilato, ácido acrílico, dimetilaminopropilmetacrilamida, cloreto de trimetilamôniometil metacrilato, metacrilamida, vinil pirrolidona, hidroxietil acrilato e qualquer combinação dos mesmos. Os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser preparados de uma variedade de monômeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados. Exemplos de monômeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados que podem ser usados de acordo com a presente divulgação incluem, mas não estão limitados a, alquil acrilatos, alquil metacrilatos, alquil acrilamidas e alquil metacrilamidas em que os radicais alquil têm de cerca de 2 a cerca de 25 átomos de carbono, brometo de alquil dimetilamôniometil metacrilato, cloreto de alquil dimetilamôniometil metacrilato e iodeto de alquil dimetilamôniometil metacrilato em que os radicais alquil têm cerca de 2 a cerca de 25 átomos de carbono e brometo de alquil dimetilamônio-propilmetacrilamida, cloreto de alquil dimetilamônio propilmetacrilamida e iodeto de alquil dimetilamônio-propilmetacrilamida em que os grupos alquil têm de cerca de 2 a cerca de 25 átomos de carbono, brometo de octadecilmetilamôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetil-amôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetilamôniopropil metacrilamida, 2-etilhexil metacrilato, hexadecil metacrilamida e qualquer combinação dos mesmos.
[0015] Os polímeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados dos modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser preparados pela polimerização de qualquer um ou mais dos monômeros hidrofílicos com qualquer um ou mais dos monômeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados. Embora a reação de polimerização possa ser realizada de várias maneiras, um exemplo de um procedimento para polimerizar monômeros solúveis em água pode incluir o seguinte. Em um frasco de fundo redondo de 3 gargalos de 250 mL, carregar o seguinte:47,7 g de água DI, 1,1 g de acrilamida e 0,38 g de brometo de alquil dimetilamôniometil metacrilato. A solução formada é espargida com nitrogênio durante aproximadamente 30 minutos, seguida pela adição de 0,0127 g de dicloridrato de 2,2'-azobis(2-amidinopropano). A solução resultante é, então, aquecida, com agitação, até 110°F. e mantida durante 18 horas para produzir uma solução de polímero altamente viscosa.
[0016] Quando o monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente não é solúvel em água, por exemplo, octadecilmetacrilato, um exemplo de um procedimento para polimerização que pode ser utilizado é o seguinte:em um frasco de fundo redondo de 3 gargalos de 250 mL, carregar o seguinte:41,2 g de água DI e 1,26 g de acrilamida. A solução formada é espargida com nitrogênio durante aproximadamente 30 minutos, seguida pela adição de 0,06 g de octadecil metacrilato e 0,45 g de um surfactante de cocoamidopropil betaína. A mistura é agitada até se obter uma solução homogênea clara seguida pela adição de 0,0055 g de dicloridrato de 2,2'- azobis(2-amidino-propano). A solução resultante é, então, aquecida, com agitação, até 43,33 °C (110 °F) e mantida durante 18 horas para produzir uma solução de polímero altamente viscosa.
[0017] Além disso, o procedimento de polimerização pode empregar um meio de reação de hidrocarboneto em vez de água. Neste caso, são utilizados surfactantes adequados para emulsionar os monômeros hidrofílicos/hidrofóbicos e o produto é obtido como uma emulsão externa de óleo/interna de água.
[0018] Os polímeros adequados preparados como descrito acima têm pesos moleculares estimados de cerca de 250.000 a cerca de 3.000.000 kiloDaltons (kDa) e têm razões molares do(s) monômero(s) hidrofílico(s) para o(s) monômero(s) hidrofílico(s) hidrofobicamente modificado(s) de cerca de 99,98:0,02 a cerca de 90:10. Polímeros adequados tendo pesos moleculares e razões molares nas faixas indicadas acima incluem, mas não estão limitados a, um copolímero de acrilamida/brometo de octadecildimetilamôniometil metacrilato, um copolímero de dimetilaminoetil metacrilato/brometo de hexadecildimetilamôniometil, um terpolímero de dimetilaminoetil metacrilato/vinil pirrolidona/brometo de hexadecildimetilamôniometil metacrilato e terpolímero de acrilamida/ácido 2-acrilamido-2- metil propano sulfônico/2-etilhexil metacrilato. Em certas modalidades, um copolímero de acrilamida/brometo de octadecil dimetilamôniometil metacrilato tendo uma razão molar de monômero hidrofílico para monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente de 96:4 pode ser usado de acordo com a presente divulgação. Em certas modalidades, um copolímero de dimetilaminoetil metacrilato/brometo de hexadecildimetilamôniometil metacrilato pode ser usado de acordo com a presente divulgação. Um exemplo de um polímero comercialmente disponível adequado que pode ser utilizado de acordo com a presente divulgação é vendido sob o nome comercial "HPT-1" por Halliburton Energy Services, Houston, TX.
[0019] Para formar os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação, uma fração de sulfonato aniônico pode ser adicionada por uma reação de adição conjugada aos polímeros descritos acima. Em certas modalidades, quando o polímero é um poliDimetilaminoetil metacrilato modificado hidrofobicamente, os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser formados pela seguinte reação:
[0020] A reação mostrada acima produz um exemplo de um modificador de permeabilidade relativa da presente divulgação, em que X é um inteiro de 1500 a 20.000, Y é um inteiro de 25 a 320, Z é um inteiro de 25 a 430 e n é um inteiro de 2 a 25. As faixas de X, Y e Z são dependentes do peso molecular do polímero hidrofílico modificado hidrofobicamente. Os polímeros hidrofílicos modificados hidrofobicamente que são úteis de acordo com a presente divulgação geralmente têm um peso molecular de cerca de 250.000 kDa a cerca de 3.000.000 kDa. Em certas modalidades, a porção do produto de reação de modificador de permeabilidade relativa indicada com o subscrito Y acima (poliDimetilaminoetil metacrilato modificado hidrofobicamente) deve estar presente no modificador de permeabilidade relativa numa quantidade de cerca de 0,5% em mol a cerca de 30% em mol. Em certas modalidades, a porção do produto de reação de modificador de permeabilidade relativa indicada com o subscrito Z acima (poliDimetilaminoetil metacrilato funcionalizado com fração sulfonato) deve estar presente no modificador de permeabilidade relativa numa quantidade de cerca de 0,5% em mol a cerca de 30% em mol.
[0021] A fração sulfonato pode geralmente estar presente nos modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação numa quantidade de cerca de 0,5% em mol a cerca de 30% em mol. Conforme indicado pela reação acima, a funcionalização do polímero com a fração sulfonato quarterniza um nitrogênio presente no polímero, desse modo resultando em uma carga no nitrogênio. A fração sulfonato dos modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação pode ser qualquer sal ou éster de um ácido sulfônico. Um exemplo de um sulfonato que pode ser reagido com um polímero hidrofílico modificado hidrofobicamente para formar os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação inclui, mas não está limitado a, sódio vinil sulfonato.
[0022] Em certas modalidades, os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser introduzidos numa formação subterrânea como parte de um fluido de tratamento para tratar uma formação subterrânea. Fluidos de tratamento podem ser utilizados numa variedade de operações de tratamento subterrâneas. Como usados neste documento, os termos "tratar", "tratamento", "tratando" e equivalentes gramaticais dos mesmos se referem a qualquer operação subterrânea que usa um fluido em conjunto com a realização de uma função desejada e/ou para um propósito desejado. O uso destes termos não implica qualquer ação particular pelo fluido de tratamento. Operações de tratamento ilustrativas podem incluir, por exemplo, operações de fraturamento, operações de enchimento de cascalho, operações de acidificação, dissolução e remoção de incrustação, operações de consolidação e semelhantes.
[0023] Os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser introduzidos numa formação subterrânea para tratar uma formação de produção de água e hidrocarbonetos para reduzir a permeabilidade de água da formação sem reduzir substancialmente a permeabilidade de hidrocarboneto da formação. Em certas modalidades, os fluidos de tratamento compreendendo modificadores de permeabilidade relativa podem ser introduzidos numa formação subterrânea utilizando uma ou mais bombas. Em certas modalidades, a formação subterrânea pode ser uma formação de carbonato ou um reservatório que inclui uma superfície de rocha de carbonato. Em certas modalidades, os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem ser introduzidos numa formação subterrânea a ser tratada de modo que o modificador de permeabilidade relativa se fixe a sítios de adsorção nas superfícies dentro da porosidade da formação. Em certas modalidades, as superfícies podem ser superfícies de rocha de carbonato.
[0024] Os fluidos de tratamento utilizados nos métodos da presente divulgação podem compreender qualquer fluido de base conhecido na técnica, incluindo fluidos aquosos, fluidos não aquosos e quaisquer combinações dos mesmos. Fluidos de base que podem ser úteis de acordo com a presente divulgação podem ser qualquer fluido adequado que não afete adversamente as propriedades dos modificadores de permeabilidade relativa e que podem ser utilizados para introduzir os modificadores de permeabilidade relativa numa formação subterrânea. Fluidos aquosos que podem ser adequados para uso de acordo com a presente divulgação podem compreender água de qualquer fonte. Exemplos de fluidos aquosos apropriados incluem, mas não estão limitados a, água doce, água deionizada, salmoura, água do mar, soluções aquosas de sal e qualquer combinação destes. Em determinadas modalidades, o fluido aquoso pode ser uma solução aquosa de sal contendo um ou mais sais em uma quantidade de cerca de 2% a cerca de 10% em peso da solução. Exemplos de sais adequados que podem ser usados na solução aquosa de sal incluem, mas não estão limitados a, cloreto de potássio, cloreto de sódio, cloreto de amônio e cloreto de cálcio. Exemplos de fluidos não aquosos que podem ser adequados para uso de acordo com a presente divulgação incluem, mas não estão limitados a, óleos, hidrocarbonetos, líquidos orgânicos e semelhantes.
[0025] Em certas modalidades, os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem estar presentes no fluido de tratamento numa quantidade de cerca de 100 partes por milhão (ppm) a cerca de 15. 000 ppm. Em certas modalidades, os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem estar presentes no fluido de tratamento numa quantidade de cerca de 1.500 ppm a cerca de 2.000 ppm.
[0026] Em determinadas modalidades, o fluido de tratamento também pode incluir um surfactante para facilitar o fluxo do fluido tratamento numa formação subterrânea. Tais surfactantes incluem surfactantes catiônicos, surfactantes aniônicos, surfactantes zwitteriônicos e surfactantes não iônicos, numerosos exemplos de cada um dos quais são conhecidos por um especialista na técnica. O surfactante pode ser incluído no fluido de tratamento numa quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 2% em peso do fluido de base. Em certas modalidades, o surfactante pode ser incluído no fluido de tratamento numa quantidade de cerca de 0,5% a cerca de 1% em peso do fluido de base. Exemplos ilustrativos de surfactantes incluem, sem limitação, nonil fenol fosfato ésteres etoxilados, alquil fosfonatos, álcoois lineares, compostos de nonilfenol, ácidos graxos alquioxilados, alquilfenol alcoxilatos, amidas etoxiladas, alquil aminas etoxiladas, betaínas, metil de éster sulfonatos, queratina hidrolisada, sulfossuccinatos, tauratos , óxidos de amina, ácidos graxos alcoxilados, álcoois alcoxilados (por exemplo, lauril álcool etoxilato, nonil fenol etoxilado), aminas graxas etoxiladas, alquil aminas etoxiladas (por exemplo, cocoalquilamina etoxilada), betaínas modificadas, alquilamidobetaínas (por exemplo, cocoamidopropil betaína) e compostos de amônio quaternário (por exemplo, cloreto de trimetiltallowamônio, cloreto de trimetilcocoamônio). Os surfactantes adequados podem ser utilizados numa forma líquida ou em pó.
[0027] Em certas modalidades, a densidade do fluido de tratamento pode ser ajustada, dentre outras finalidades, para focalizar o tratamento nos intervalos mais baixos de uma formação. Em certas modalidades, o pH do fluido de tratamento pode ser ajustado (por exemplo, por um tampão ou outro agente de ajuste de pH) para um nível específico, o que pode depender, dentre outros fatores, dos tipos de agentes viscosificantes, ácidos e outros aditivos incluídos no fluido. Aqueles versados na técnica, com o beneficio desta divulgação, reconhecerão quando tais ajustes de densidade e/ou pH são apropriados.
[0028] Em certas modalidades, os fluidos de tratamento usados de acordo com os métodos da presente divulgação opcionalmente podem compreender qualquer número de aditivos adicionais. Exemplos de tais aditivos adicionais incluem, mas não estão limitados a, sais, surfactantes, ácidos, particulados de propantes, agentes de desvio, aditivos de controle de perda de fluido, gás, nitrogênio, dióxido de carbono, agentes de modificação de superfície, agentes de pegajosidade, espumantes, inibidores de corrosão, inibidores de incrustação, catalisadores, agentes de controle de argila, biocidas, redutores de atrito, agentes antiespuma, agentes de obstrução, floculantes, extratores de H2S, extratores de CO2, extratores de oxigênio, lubrificantes, viscosificantes adicionais, rompedores, agentes de aumento de peso, resinas, agentes umectantes, agentes de intensificação de revestimento, agentes de remoção de torta de filtro, agentes anticongelantes (por exemplo, etileno glicol) e semelhantes. Um especialista na técnica, com o benefício desta divulgação, reconhecerá os tipos de aditivos que podem ser incluídos nos fluidos de tratamento da presente divulgação para uma aplicação particular.
[0029] Em certas modalidades, após os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação serem introduzidos numa formação subterrânea, pode ser introduzido na formação uma lavagem posterior de um hidrocarboneto. Embora não seja necessário que os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação sejam eficazes, a lavagem posterior de hidrocarboneto na formação pode facilitar o fluxo subsequente de hidrocarbonetos através da formação.
[0030] Em certas modalidades, os modificadores de permeabilidade relativa da presente divulgação podem reduzir a permeabilidade de água da porção da formação subterrânea em pelo menos cerca de 80%. Em certas modalidades, a redução na permeabilidade de água pode ser de pelo menos cerca de 85%. Em certas modalidades, ela pode ser de pelo menos cerca de 90%. Em certas modalidades, ela pode ser de pelo menos cerca de 95%. Em certas modalidades, ela pode ser de pelo menos cerca de 98%. Em certas modalidades, ela pode ser de pelo menos cerca de 99%. A medição da redução de permeabilidade de água de uma formação subterrânea pode ser determinada medindo a redução da permeabilidade de uma amostra de testemunho obtida da formação subterrânea. Uma amostra de testemunho não tratada não tem redução de permeabilidade de água.
[0031] Uma modalidade da presente divulgação é um modificador de permeabilidade relativa compreendendo: um polímero de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado, em que o polímero compreende uma fração sulfonato.
[0032] Outra modalidade da presente divulgação é um método compreendendo: proporcionar um fluido de tratamento compreendendo um fluido de base e um modificador de permeabilidade relativa compreendendo um polímero de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente, em que o polímero compreende uma fração sulfonato; introduzir o fluido de tratamento em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea.
[0033] Outra modalidade da presente divulgação é um método compreendendo: introduzir em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea um modificador de permeabilidade relativa compreendendo um polímero de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente, em que o polímero compreende uma fração sulfonato; e permitir que o modificador de permeabilidade relativa se fixe a sítios de adsorção em superfícies dentro da formação subterrânea, em que o modificador de permeabilidade relativa reduz a permeabilidade de água de pelo menos uma porção da formação subterrânea.
[0034] Para facilitar uma melhor compreensão da presente divulgação os seguintes exemplos de modalidades preferidas ou representativas são dados. De forma nenhuma os seguintes exemplos devem ser lidos para limitar, ou definir, o escopo da invenção.
[0035] O exemplo a seguir demonstra a preparação de um exemplo de um modificador de permeabilidade relativa da presente divulgação. Sódio vinilsulfonato (30% em mol) foi adicionado a uma solução ativa a 3,0% de HPT-1 (disponível em Halliburton Energy Services, Houston, TX). A solução de reação homogênea foi deixada em agitação durante 8 a 12 h a 130°F. A solução de reação foi, então, diluída e empregada como um modificador de permeabilidade relativa sem qualquer purificação adicional.
[0036] Testes de fluxo de testemunho padrão foram realizados em testemunhos de 99% de calcita obtidos de Kocurek Industries. Uma solução de 1.500 ppm do modificador de permeabilidade relativa preparada como descrito acima (formulação RPM) e uma solução de WaterWeb® 2.000 ppm foram preparadas e testes de fluxo de testemunho foram realizados. Como mostrado na Tabela 1, a modificação em HPT-1 com uma fração sulfonato drasticamente melhora o desempenho do material em calcita pura, resultando em permeabilidade de salmoura de 6% apenas após fluir por 2500 volumes de poros. Em comparação, submeter uma formulação WaterWeb® de 2.000 ppm a um testemunho de calcita pura resultou em 100% de permeabilidade de salmoura reganha depois de apenas fluir por 65 volumes de poros (Tabela 1). Estes resultados também são representados na Figura 1 na qual o desempenho da formulação WaterWeb® é menor que o desejável, não proporcionando virtualmente nenhuma redução na permeabilidade de salmoura. Contudo, o modificador de permeabilidade relativa com uma fração sulfonato continuou a reduzir a permeabilidade a salmoura durante um período prolongado (7 dias). Com respeito ao reganho de permeabilidade de óleo, como representado na Figura 2, quando um testemunho é tratado com o modificador de permeabilidade relativa da presente divulgação e óleo é subsequentemente escoado através do testemunho tratado, isto resultou em quase 50% de reganho de permeabilidade de óleo depois de escoar apenas 100 volumes de poros. Tabela 1: Reganho de Permeabilidade de Salmoura para Formulação de RPM em Comparação com Halliburton Waterweb® em Carbonato
[0037] Portanto, a presente divulgação é bem adaptada para atingir as finalidades e as vantagens mencionadas, assim como aquelas que são inerentes à mesma. As modalidades particulares divulgadas acima são ilustrativas apenas, pois a presente divulgação pode ser modificada e colocada em prática de maneiras diferentes, porém equivalentes, pelos versados na técnica tendo o benefício dos ensinamentos deste documento. Mais ainda, nenhuma limitação é pretendida aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, que não como descrito nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo e espírito da presente divulgação. Embora composições e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e os métodos podem também “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Todos os números e faixas divulgadas acima podem variar em alguma quantidade. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for divulgada, qualquer número e qualquer faixa incluída caindo dentro da faixa são especificamente divulgados. Em particular, cada faixa de valores (da forma, “de cerca de a até cerca de b,” ou, equivalentemente, “de aproximadamente a até b,” ou, equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) divulgada aqui, deve ser compreendida para estabelecer cada número e faixa abrangida dentro da faixa mais ampla de valores. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado normal, ordinário, a menos que expressamente e claramente definido pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como utilizados nas reivindicações, são aqui definidos para significar um ou mais do que um dos elementos que eles apresentam. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou um termo neste relatório descritivo e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem ser incorporados aqui por referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.
Claims (17)
1. Modificador de permeabilidade relativa, caracterizado pelo fato de compreender: - um polímero de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado, sendo que o polímero compreende uma fração sulfonato e sendo que o modificador de permeabilidade relativa compreende a seguinte estrutura:
sendo que X é um inteiro de 1500 a 20.000, Y é um inteiro de 25 a 320, Z é um inteiro de 25 a 430 e n é um inteiro de 2 a 25.
2. Modificador de permeabilidade relativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o monômero hidrofílico ser selecionado do grupo consistindo em acrilamida, ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfônico, N,N- dimetilacrilamida, vinil pirrolidona, dimetilaminoetil metacrilato, ácido acrílico, dimetilaminopropilmetacrilamida, cloreto de trimetilamôniometil metacrilato, metacrilamida, hidroxietil acrilato e qualquer combinação dos mesmos.
3. Modificador de permeabilidade relativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado ser selecionado do grupo consistindo em um alquil acrilato, um alquil metacrilato, um alquil acrilamida e um alquil metacrilamida, sendo que os radicais alquil têm de 2 a 25 átomos de carbono, brometo de alquil dimetilamôniometil metacrilato, cloreto de alquil dimetilamôniometil metacrilato e iodeto de alquil dimetilamôniometil metacrilato, sendo que os radicais alquil têm 2 a 25 átomos de carbono; brometo de alquil dimetilamônio- propilmetacrilamida, cloreto de alquil dimetilamônio propilmetacrilamida e iodeto de alquil dimetilamônio- propilmetacrilamida, sendo que os grupos alquil têm de 2 a 25 átomos de carbono, brometo de octadecilmetilamôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetil-amôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetilamôniopropil metacrilamida, 2-etilhexil metacrilato, hexadecil metacrilamida e qualquer combinação dos mesmos.
4. Método, caracterizado pelo fato de compreender: - prover um fluido de tratamento compreendendo um fluido de base e um modificador de permeabilidade relativa compreendendo um polímero de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente, sendo que o polímero compreende uma fração sulfonato e sendo que a formação subterrânea ser uma formação de carbonato; e - introduzir o fluido de tratamento em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o fluido de base ser selecionado do grupo que consiste de um fluido aquoso, um fluido não aquoso e qualquer combinação dos mesmos.
6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o monômero hidrofílico ser selecionado do grupo consistindo em acrilamida, ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfônico, N,N-dimetilacrilamida, vinil pirrolidona, dimetilaminoetil metacrilato, ácido acrílico, dimetilaminopropilmetacrilamida, cloreto de trimetilamôniometil metacrilato, metacrilamida, hidroxietil acrilato e qualquer combinação dos mesmos.
7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado ser selecionado do grupo consistindo de um alquil acrilato, um alquil metacrilato, um alquil acrilamida e um alquil metacrilamida, sendo que os radicais alquil têm de 2 a 25 átomos de carbono, brometo de alquil dimetilamôniometil metacrilato, cloreto de alquil dimetilamôniometil metacrilato e iodeto de alquil dimetilamôniometil metacrilato sendo que os radicais alquil têm 2 a 25 átomos de carbono; brometo de alquil dimetilamônio-propilmetacrilamida, cloreto de alquil dimetilamônio propilmetacrilamida e iodeto de alquil dimetilamônio-propilmetacrilamida sendo que os grupos alquil têm de 2 a 25 átomos de carbono, brometo de octadecilmetilamôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetil-amôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetilamôniopropil metacrilamida, 2-etilhexil metacrilato, hexadecil metacrilamida e qualquer combinação dos mesmos.
8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o fluido de tratamento ser introduzido na formação subterrânea utilizando uma ou mais bombas.
9. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o modificador de permeabilidade relativa estar presente no fluido de tratamento em uma quantidade de 100 partes por milhão a 15.000 partes por milhão.
10. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o modificador de permeabilidade relativa compreender a seguinte estrutura:
sendo que X é um inteiro de 1500 a 20.000, Y é um inteiro de 25 a 320, Z é um inteiro de 25 a 430 e n é um inteiro de 2 a 25.
11. Método, caracterizado pelo fato de compreender: - introduzir em pelo menos uma porção de uma formação subterrânea um modificador de permeabilidade relativa compreendendo um polímero de pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos um monômero hidrofílico modificado hidrofobicamente, sendo que o polímero compreende uma fração sulfonato e sendo que a formação subterrânea ser uma formação de carbonato; e - permitir que o modificador de permeabilidade relativa se fixe a sítios de adsorção em superfícies dentro da formação subterrânea, sendo que o modificador de permeabilidade relativa reduz a permeabilidade de água de pelo menos uma porção da formação subterrânea.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o monômero hidrofílico ser selecionado do grupo consistindo em acrilamida, ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfônico, N,N-dimetilacrilamida, vinil pirrolidona, dimetilaminoetil metacrilato, ácido acrílico, dimetilaminopropilmetacrilamida, cloreto de trimetilamôniometil metacrilato, metacrilamida, hidroxietil acrilato e qualquer combinação dos mesmos.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado ser selecionado do grupo consistindo de um alquil acrilato, um alquil metacrilato, um alquil acrilamida e um alquil metacrilamida, sendo que os radicais alquil têm de 2 a 25 átomos de carbono, brometo de alquil dimetilamôniometil metacrilato, cloreto de alquil dimetilamôniometil metacrilato e iodeto de alquil dimetilamôniometil metacrilato, sendo que os radicais alquil têm 2 a 25 átomos de carbono; brometo de alquil dimetilamônio-propilmetacrilamida, cloreto de alquil dimetilamônio propilmetacrilamida e iodeto de alquil dimetilamônio-propilmetacrilamida, sendo que os grupos alquil têm de 2 a 25 átomos de carbono, brometo de octadecilmetilamôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetilamôniometil metacrilato, brometo de hexadecildimetilamôniopropil metacrilamida, 2-etilhexil metacrilato, hexadecil metacrilamida e qualquer combinação dos mesmos.
14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o modificador de permeabilidade relativa compreender a seguinte estrutura:
sendo que X é um inteiro de 1500 a 20.000, Y é um inteiro de 25 a 320, Z é um inteiro de 25 a 430 e n é um inteiro de 2 a 25.
15. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a permeabilidade relativa ser introduzida na formação subterrânea como parte de um fluido de tratamento.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o fluido de tratamento compreender um fluido aquoso selecionado do grupo que consiste em água doce, água deionizada, salmoura, água do mar, soluções de sal aquosas e qualquer combinação destes.
17. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda introduzir um líquido de hidrocarboneto ou um gás na formação subterrânea.
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