BR112017027663B1

BR112017027663B1 - Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, formulação e método de recuperação de óleo no dito reservatório

Info

Publication number: BR112017027663B1
Application number: BR112017027663-1A
Authority: BR
Inventors: Asle Ravnas
Original assignee: Goe-Ip As
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2023-02-23
Also published as: AU2016282963B2; US20210071498A1; CN108040483A; US10385652B2; CN108040483B; MX2017016602A; MX2023009710A; US20180163120A1; GB201511218D0; AU2016282963A1; US20190360298A1; US10876375B2; CA2988826A1; EA201792645A1; WO2016207446A1; BR112017027663A2; EP3313954A1

Abstract

MÉTODO PARA ESTABELECER UM TAMPÃO E MÉTODO DE RECUPERAÇÃO DE ÓLEO A PARTIR DE UM RESERVATÓRIO DE HIDROCARBONETOS E FORMULAÇÃO. A presente invenção refere-se ao campo de recuperação de óleo melhorada e proporciona um método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, o método compreendendo a introdução no reservatório de uma formulação compreendendo partículas sólidas e um viscosificante e depois reduzindo a viscosidade do referido viscosificante, causando assim as referidas partículas sólidas para formar um tampão dentro do referido reservatório de hidrocarbonetos. É também proporcionado um método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, o método compreendendo a introdução no reservatório de uma formulação compreendendo: (a) microrganismos ou enzimas sem células; (b) partículas sólidas; e (c) um viscosificante que é um substrato para os microrganismos ou as enzimas sem células de (a). Também é fornecida uma formulação que compreende: (a) microrganismos ou enzimas sem células; (b) partículas sólidas feitas de madeira ou de um produto derivado de madeira; e (c) um viscosificante que é um substrato para os microrganismos ou as enzimas sem células de (a).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método de tratamento de um reservatório de hidrocarbonetos de modo a prepará-lo para extração de hidrocarbonetos do mesmo e para formulações para utilização em tais métodos. Mais particularmente, os métodos se referem com o tamponamento de um reservatório de hidrocarbonetos para alterar o fluxo de líquido através do reservatório.

[002] Muitos reservatórios de hidrocarbonetos têm uma fase de produção primária onde um poço de produção perfurado na formação resulta no percurso de óleo à superfície; as unidades de reservatório provêm de mecanismos naturais, opcionalmente intensificados pelas bombas. Mais tarde, na vida útil de uma pressão do reservatório, cairá e um líquido, muitas vezes água, pode ser bombeado através de um poço de injeção na formação para forçar o hidrocarboneto, usualmente óleo, através da formação e no poço de produção. Esta é a fase de recuperação secundária. Ao longo do tempo, certos reservatórios, em particular, reservatórios de carbonato, sofrerão um declínio acentuado na produção, já que o óleo encontrado dentro da matriz da formação não é prontamente descartado. O líquido de injeção seguirá um trajeto, onde a resistência de fluxo é pelo menos, um canal de fluxo, também conhecido como um sistema de fratura conectado ou zona de ladrão de água. No caso de um reservatório de carbonato, isso geralmente será uma fratura dentro da matriz formada como resultado da erosão por estrangulamento. A erosão pode ser química ou física. A erosão é aumentada pela pressão da injeção líquida e pela vazão aumentada através da matriz. Como consequência, a penetração de água da matriz é limitada.

[003] As rochas de carbonato (greda e calcário) representam mais de metade dos reservatórios de hidrocarbonetos do mundo. Os reservatórios de carbonato tipicamente compreendem uma matriz, que fornece a principal capacidade de armazenamento de óleo, e têm fraturas dentro da matriz. Existe uma necessidade de métodos melhorados de recuperação de óleo a partir de reservatórios de carbonato.

[004] É possível calcular ou modelar como o líquido de injeção escoa no reservatório. Por exemplo, é conhecido por radioisótopos de baixo nível com semividas relativamente curtas a serem adicionadas como traçadores à água de injeção. A radiação dos isótopos pode ser identificada no poço de produção. Assim, é possível estimar o tempo que leva para que o líquido de injeção passe do poço de injeção para o poço de produção. Alternativamente, produtos químicos específicos, por exemplo, nitrato, podem ser usados como substância traço.

[005] A capacidade do líquido de injeção para forçar o óleo para a frente é referida no campo como a eficiência de varredura do líquido de injeção. As zonas de ladrões de água causadas por fraturas dominantes entre os furos de injeção e produtores que atuam como canais de fluxo reduzirão a eficiência da varredura (Fig. 1). Sabe-se que a eficiência de varredura do líquido de injeção pode ser melhorada se um tampão for formado no sistema de fratura. O tampão pode ser parcialmente permeável, mas a resistência ao fluxo aumenta de modo que o líquido de injeção seja forçado a escoar em torno do tampão e, portanto, nas partes do reservatório que agora têm a menor resistência a fluxo. A eficiência de varredura do líquido de injeção é melhorada dessa maneira. Idealmente, a eficiência de varredura em comparação com a eficiência de varredura original será intensificada, mas um retorno à eficiência de varredura original ainda resultará em recuperação de óleo melhorada. Os tampões no terço do meio (Fig. 1) podem melhorar a eficiência de varredura além da eficiência de varredura original.

[006] Os tampões podem ser produzidos misturando polímeros solúveis em água e formadores de gel à água de injeção. Os polímeros podem ser sintéticos, por exemplo, poliacrilamida ou biológicos. Xantana, por exemplo, é usada como um biopolímero e é discutido, inter alia, nos documentos de patente US 4.716.966, US 4.485.020, US 4.947.932 e GB 2.246.586. O documento de patente US 5.028.344 discute o uso de celulose e celulose modificada, enquanto o documento de patente US 5.010.954 discute o uso de goma de guar e carboximetilcelulose.

[007] É descrito no documento WO 2012/164285 como um tampão pode ser gerado que depende de biomassa microbiana, tal “tampão vivo” oferece benefícios em termos de controle de tampão. No entanto, requer um suprimento contínuo de nutrientes que podem ser dispendiosos; em algumas circunstâncias, um tampão estático que não requer um suprimento contínuo de nutrientes seria desejável.

[008] Ao tentar tamponar um reservatório, é especialmente difícil garantir que a zona direita esteja tamponada; em particular, é necessário proporcionar um tampão que possa percorrer o reservatório para uma posição alvo. Seria indesejável que o tampão introduzido no reservatório tivesse uma tendência alta de tamponar que bloqueava as fraturas adjacentes ao ponto de injeção. Por outro lado, um tampão deve poder suportar pressões significativas para manter firme e forçar a água para a matriz circundante. Antes da presente invenção, sistemas de tamponamento não foram descritos que permitam tamponar de forma remota a partir do poço de injeção, isto é, profundamente no reservatório.

[009] Foi desenvolvido um sistema de tamponamento que aborda estas necessidades e, em um aspecto, a presente invenção proporciona uma formulação compreendendo: (a) microrganismos (incluindo os que são mesófilos, termófilos, termófilos extremos ou hipertermófilos); (b) partículas sólidas, de preferência, feitas de madeira ou outro material celulósico; (c) um viscosificante que é um substrato para os microrganismos de (a); e opcionalmente (d) meio de crescimento.

[0010] Em formas de realização preferidas, é proporcionada uma formulação compreendendo: (a) microrganismos que são: (i) mesófilos, termófilos, termófilos extremos ou hipertermófilos, (ii) incapazes de utilizar hidrocarbonetos como fonte de carbono, (iii) não nativos do reservatório de hidrocarbonetos e, opcionalmente, (iv) celulolítico ou hemicelulolítico; (b) partículas sólidas, de preferência, feitas de madeira ou outro material celulósico; (c) um viscosificante que é um substrato para os microrganismos de (a); e opcionalmente (d) meio de crescimento.

[0011] Termófilos, termófilos extremos ou hipertermófilos são geralmente preferidos.

[0012] A formulação é introduzida no reservatório na forma de uma suspensão líquida que é móvel dentro dos canais de fluxo do reservatório. Como resultado das interações dos componentes dentro da formulação, a suspensão se converte em uma massa que pode efetivamente tamponar uma ou mais fraturas ou canais dentro do reservatório. Esta transição de líquido móvel para massa tamponável é conseguida porque os microrganismos degradam o viscosificante que serviu para reduzir o atrito geral da formulação, permitindo que ele passe como um sedimento coeso e móvel através do reservatório. O viscosificante permitiu que a suspensão fluísse através do reservatório, quando foi removida, as partículas podem ser recheadas por contrapressão e pressionar contra as paredes do canal de fluxo, expulsando líquido de dentro da formulação e causando uma massa de tampão. O atrito total das partículas um contra o outro e contra as paredes suporta a contrapressão; quanto mais longo o tampão, maior a fricção e maiores as forças que podem ser suportadas.

[0013] A formulação da invenção é destinada a introdução em um reservatório de hidrocarbonetos e é proporcionada em recipientes adequados, por exemplo, um recipiente com uma capacidade de pelo menos 25 litros, de preferência pelo menos 100 litros, mais preferencialmente pelo menos 500 ou 1000 litros. Assim, a formulação será tipicamente proporcionada nestes volumes, ou está pronta para ser gerada nestes volumes na adição de água à viscosidade desejada.

[0014] Cada injeção da formulação da invenção no reservatório será de cerca de 10 100 m3, de preferência 30-70 m3.

[0015] Os microrganismos podem ser capazes de esporulação e pode ser preferido incluí-los como esporos na formulação que é introduzida no reservatório.

[0016] Os microrganismos são, de preferência, incapazes de utilizar hidrocarbonetos (isto é, reservas de óleo e gás de furo descendente) como uma fonte de carbono, isto é, de preferência, não podem suportar o seu próprio crescimento exclusivamente em hidrocarbonetos como uma fonte de carbono. No entanto, como mostrado nos Exemplos, enquanto os microrganismos tipicamente não crescem dentro do óleo, a presença de óleo pode não ser tóxica. Em geral, os microrganismos não prosperam fora do ambiente do sedimento.

[0017] Para a realização da invenção, existe uma relação essencial entre os microrganismos e o viscosificante, ou seja, que os microrganismos podem degradar o viscosificante e, de preferência, o viscosificante pode atuar como única ou fonte de carbono primária para os microrganismos. Como discutido em mais detalhes abaixo, o viscosificante também serve para reduzir a fricção e atua como um transportador, permitindo que a formulação inteira se mova através dos canais de fluxo no reservatório.

[0018] Os microrganismos são capazes de degradar o viscosificante e são, de preferência, sacarolíticos (por exemplo, polissacarolítico) ou lignocelulolítico, mais preferencialmente, celulolítico ou hemicelulolítico.

[0019] Assim, o viscosificante é, de preferência, um polissacarídeo ou derivado do mesmo ou derivado da lignina. O viscosificante será tipicamente um polímero para que ele tenha as propriedades físicas para executar sua função transportadora. Um viscosificante de baixo peso molecular, tal como, glicerol, pode ser usado em conjunto com um polímero degradável de alto peso molecular. Os viscosificantes poliméricos primários tipicamente têm um peso molecular médio ponderal de 50.000 a 500.000.

[0020] O viscosificante tipicamente terá um alto peso molecular, de modo que ele possa proporcionar alta viscosidade e baixa fricção (atuando como um lubrificante) até que seja degradado. Além de um componente de alto peso molecular, um substrato viscosificado adicional pode ser usado, por exemplo, glicerol.

[0021] Os microrganismos celulolíticos e hemicelulolíticos são capazes de crescer em celulose e/ou hemicelulose. A maioria dos organismos celulolíticos também são hemicelulolíticos. De preferência, os microrganismos são capazes de utilizar celulose e/ou hemicelulose como única fonte de carbono. Na prática, eles também podem usar outras fontes de carbono, em particular, derivados e produtos de degradação desses polissacarídeos complexos, tais como, carboximetil celulose (CMC). A ‘hemicelulose’ engloba uma grande variedade de heteropolissacarídeos, os polissacarídeos são tipicamente ramificados e amorfos e podem compreender muitos monômeros de açúcares diferentes, por exemplo, xilose, manose, galactose, arabinose. A celulose, em contraste, consiste apenas em monômeros de glicose.

[0022] Os microrganismos são, de preferência, bactérias. As bactérias preferidas de acordo com a invenção incluem as bactérias celulolíticas Clostridium thermocellum e Acidothermus cellulolyticus. Diferentes reservatórios estão em diferentes temperaturas e os microrganismos podem ser selecionados em conformidade; A. cellulolyticus prospera em temperaturas mais altas do que C. termocellum e, portanto, é mais adequado para reservatórios mais quentes. C. thermocellum é especialmente preferido e a cepa conhecida como JW20 (ATCC 31549) é mais preferida. Outras bactérias adequadas são descritas por Sissons et al. em Applied and Environmental Microbiology, abril de 1987, págs 832-838, em particular, a cepa denominada TP8.T e depositada sob o nome de Caldicellulosiruptor saccharolyticus (ATCC 43494).

[0023] Outras bactérias celulolíticas adequadas incluem: Caldocellulosiruptor saccharolyticus, Caldocellulosiruptor lactoaceticus, Caldocellulosiruptor kristjanssonii, Anaerocellum thermophilium, Butyrivibrio fibrisolvens, Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus succinogenes, Ruminococcus albus, Eubacterium cellulolyticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium chartatabidum, Clostridium cellulovorans, Clostridium herbivorans, Clostridium cellulosi, Clostridium cellobioparum, Clostridium papyrosolvens, Clostridium josui, Clostridium cellulolyticum, Clostridium aldrichii, Clostridium stercorarium, Clostridium thermocellum, Clostridium cellulofermentans, Clostridium celerescens, Clostridium thermopapyrolyticum, Clostridium thermocopriae, Clostridium sp. C7, Bacteroides sp. P-1, Bacteroides cellulosolvens, Acetivibrio cellulolyticus, Acetivibrio cellulosolvens, Thermoactinomyces sp. YX, Caldibacillus cellulovorans, Bacillus circulans, Acidothermus cellulolyticus, Cellulomonas biazotea, Cellulomonas cartae, Cellulomonas cellasea, Cellulomonas cellulans, Cellulomonas fimi, Cellulomonas flavigena, Cellulomonas gelida, Cellulomonas iranensis, Cellulomonas persica, Cellulomonas uda, Curtobacterium falcumfaciens, Micromonospora melonosporea, Actinoplanes aurantiaca, Streptomyces reticuli, Streptomyces alboguseolus, Streptomyces aureofaciens, Streptomyces cellulolyticus, Streptomyces flavogriseus, Streptomyces lividans, Streptomyces nitrosporeus, Streptomyces olivochromogenes, Streptomyces rochei, Streptomyces thermovulgaris, Streptomyces viridosporus, Thermobifida alba, Thermobifida fusca (Thermomonospora), Thermobifida cellulolytica, Thermomonospora curvata, Microbispora bispora, Fibrobacter succinogenes, Sporocytophaga myxococcoides, Cytophaga sp., Flavobacterium johnsoniae, Achromobacter piechaudii, Xanthomonas sp., Cellvibrio vulgaris/fulvus, Cellvibrio gilvus, Cellvibrio mixtus, Pseudomonas fluorescens (cellulosa), Pseudomonas mendocina, Myxobacter sp. AL-1.

[0024] Os microrganismos podem ser convenientemente desenvolvidos em fermentadores. Pode ser desejado transportar e/ou injetar a bactéria na forma de esporos. Manter os microrganismos resfriados e/ou manipular o pH pode mantê-los na forma de esporos.

[0025] As partículas são, de preferência, feitas de madeira sólida, por exemplo, Corylus, de preferência, Corylus avellana (avelã), Pinus (pinho), Betula (bétula) e Quercus (carvalho). A madeira é o material lignocelulósico encontrado entre a medula e a casca de uma árvore ou arbusto. Alternativamente, as partículas podem ser feitas a partir de um produto derivado de madeira, por exemplo, chapas de fibra de alta densidade, painéis de partículas, MDF etc. Tais produtos tipicamente compreendem fragmentos de madeira e um aglutinante polimérico, tal como, uma resina, os produtos geralmente sendo produzidos em altas temperaturas e sob pressão.

[0026] As partículas são capazes, quando recheadas juntas, para formar um tampão em uma fratura que é suficientemente resistente à pressão gerada pelo líquido de injeção, que o tampão pode forçar o líquido de injeção para a matriz em torno da fratura ou do canal. Assim, partículas sólidas de acordo com a presente invenção quando presentes em água ou em outro ambiente de baixa viscosidade podem formar um tampão que interrompe o fluxo de líquido através de um reservatório de hidrocarbonetos.

[0027] As partículas podem ser feitas de materiais poliméricos não baseados em celulose, que ocorrem naturalmente e cristais sintéticos ou químicos. Os requisitos funcionais das partículas são aqui descritos e materiais adequados podem ser selecionados para dispensar essas propriedades. As partículas poliméricas deformáveis podem ser feitas, por exemplo, a partir de poliacrilamida. Tais partículas podem ser nanopartículas.

[0028] Um outro tipo de partículas sólidas adequadas são as chamadas partículas de Ugelstad, produzidas pelo seu Método # 2, ou mais preferencialmente pelo seu Método # 3, o “Processo de Ugelstad” um processo de intumescimento de duas etapas com base em partículas de semente de polímero. As partículas de semente são ativadas (intumescidas) por um solvente que é então removido permitindo altos níveis de captação de monômeros. Este processo é muito flexível e permite que o tamanho, a densidade e a deformabilidade das partículas sejam manipuladas de modo a conseguir partículas do tipo desejado para uso de acordo com a presente invenção (Ugelstad et al. Adv. Colloid Interface Sci. 13, 101 ( 1980), Ugelstad et al., J. Polym. Sci 72, 225 (1985) e Ugelstad et al. Makromol. Chem. Suppl. 10/11. 215 (1985)). Essas partículas são geralmente de 1-100 μm de diâmetro e podem ter um desvio padrão em diâmetro de cerca de 1% (isto é, menor que 2%).

[0029] A formulação tipicamente conterá 25-70% de partículas, em volume, de preferência, 3- 50%, mais preferencialmente 40-45%.

[0030] As partículas são, preferencialmente, de 0,05 a 4 ou 5 mm de diâmetro, mais preferencialmente, de 0,2 a 1 mm de diâmetro. Embora possam ser menores, por exemplo, nanopartículas, que podem ter um diâmetro de 50 a 10.000 nm, por exmeplo, 100 a 1000 nm. O diâmetro preferido da partícula é dependente do diâmetro (largura) da fratura a ser tamponada, por exemplo, uma fratura de 13 mm está bem tamponada por partículas de 0,5 mm de diâmetro. Os traçadores podem ser usados para fornecer informações sobre a largura da fratura em uma matriz. As partículas em qualquer formulação dada geralmente serão substancialmente uniformes, na medida em que o método de produção permite. As partículas são, de preferência, substancialmente esféricas quando não comprimidas. As partículas de 0,2 a 0,5 mm de diâmetro serão preferidas em algumas aplicações.

[0031] As partículas da invenção são, de preferência, deformáveis sob pressão (em oposição, por exemplo, a partículas de rocha que não são deformáveis), isto ajuda na sua capacidade de rechear e tamponar o reservatório através de forças exercidas através das partículas recheadas e contra as paredes da fratura. Em particular, partículas maiores que 0,1 mm de diâmetro geralmente serão deformáveis. O tampão com base em partículas pode vazar água até a deformação em uma forma oval e a recheio resulta em uma vedação substancialmente completa da fratura/do canal. Assim, “deformável” será entendido no contexto da invenção em termos de capacidade de formar um furo descendente de tampão quando recheado e suportar os tipos de pressões aqui descritas. As partículas podem ter um núcleo que é duro, essencialmente não deformável, mas a camada externa é deformável, por exemplo, o exterior 1030%, por exemplo, 20%. Como aqui descrito, isso pode ser convenientemente conseguido por pré-amaciamento de partículas de madeira ou por uma configuração em camadas para a produção de partículas de Ugelstad.

[0032] Como descrito em outro lugar aqui, as partículas são geralmente de tamanho substancialmente uniforme e são tipicamente tão altas quanto largas, de modo esférico ou substancialmente esférico ou cuboide, por exemplo, cuboide com cantos arredondados, de preferência, esféricos ou substancialmente esféricos. O “diâmetro” será entendido com estas formas de partículas em mente.

[0033] Pode ser desejável, por exemplo, ao tamponar fraturas maiores que 1mm, em particular, maiores que 2 ou 3mm de largura, para usar dois tipos diferentes de partículas sólidas. O primeiro tipo tem um diâmetro maior que 0,05 mm, tipicamente maior do que 0,1 ou 0,2 mm, e são deformáveis. De preferência, eles têm uma densidade semelhante à da água (água doce ou água do mar - salinidade de 35 g/L), por exemplo, uma densidade que é 80-120% da densidade de água pura, de preferência 90-110%. Tais partículas são, de preferência, feitas de madeira e têm as características associadas descritas aqui em outro lugar. Como descrito em outro lugar aqui, as partículas são geralmente de tamanho substancialmente uniformes e são tipicamente tão altas quanto largas, de modo esférico ou substancialmente esférico ou cuboide, por exemplo, cuboide com cantos arredondados, de preferência, esféricos ou substancialmente esféricos. As partículas são tipicamente menores que 5 mm, de preferência menores que 3 mm de diâmetro.

[0034] O segundo tipo de partícula, que pode ser introduzido no reservatório após o primeiro tipo, mas que é, de preferência, introduzido ao mesmo tempo, é menor. Eles são pelo menos quatro vezes menores do que o primeiro tipo de partícula, de preferência, pelo menos 5 vezes menor do que o primeiro tipo de partículas, por exemplo, 5-30 ou 10-20 vezes menor. Essas partículas podem ser deformáveis, mas não precisam ser, então a areia pode ser usada para essas partículas. De preferência, elas têm uma densidade semelhante à da água (água doce ou água do mar - salinidade de 35 g/L), por exemplo, uma densidade que é 80-120% da densidade de água pura, de preferência 90-110%. Novamente, de preferência, as partículas são geralmente de tamanho substancialmente uniforme e são tipicamente tão altas quanto largas, de modo esférico ou substancialmente esférico ou cuboide, por exemplo, cuboide com cantos arredondados, de preferência, esféricos ou substancialmente esféricos. Essas partículas são tipicamente menores do que 0,2 mm, de preferência, menores que 0,05 mm, mais preferencialmente menores que 0,025 mm de diâmetro e podem, de preferência, serem partículas de Ugelstad. Essas partículas são tipicamente maiores que 1 um de diâmetro.

[0035] Alternativamente, uma única população de partículas pequenas pode ser usada para formar um tampão. Estas são menores do que 0,1 mm, de preferência menores que 0,05 mm, por exmeplo, 1μm a 50 μm de diâmetro. Essas partículas são, de preferência, deformáveis, mas não precisam ser. As partículas são geralmente de tamanho substancialmente uniforme e tipicamente são tão altas quanto amplas, então esféricas ou substancialmente esféricas ou cuboides, por exemplo, cuboides com cantos arredondados, de preferência, esféricas ou substancialmente esféricas. Preferivelmente, estas são partículas de Ugelstad.

[0036] Alternativamente, uma única população de partículas sólidas muito pequenas pode ser empregada na forma de um coloide, tipicamente essas partículas têm 1-1000 nm de diâmetro, mas possivelmente são ainda menores. As partículas são dispersas dentro do viscosificante (que é a fase contínua). A degradação do viscosificante provoca o recheio das partículas sólidas dispersadas e a formação de um tampão, como aqui descrito em outro lugar. Os coloides podem ser particularmente adequados no tamponamento em reservatórios de arenito.

[0037] Uma população ou “tipo” de partículas sólidas consiste em partículas substancialmente idênticas e, portanto, dentro de uma formulação, uma primeira população de partículas de um tamanho pode ser proporcionada em conjunto com uma segunda população que é pelo menos 3, de preferência pelo menos 5 vezes maior. O tamanho é geralmente considerado em termos de diâmetro. Uma formulação pode conter mais de duas populações de partículas sólidas, mas tipicamente irá incluir apenas uma ou duas populações.

[0038] Nos reservatórios de carbonato existem fraturas de largura variável. Com o conhecimento das dimensões da fratura, o comprimento do tampão que se pretende fazer pode ser estimado e um volume adequado da formulação da invenção injetada para o reservatório. O tamponamento é essencialmente alcançado devido ao atrito entre as partículas e as paredes e entre as próprias partículas; verificou-se que um tampão mais longo (na direção da inundação) é capaz de suportar maiores pressões.

[0039] A presente invenção também é adequada para uso no tamponamento de reservatórios de arenito e, mais especificamente, os canais de água aqui encontrados e os mesmos princípios se aplicam. Os canais de poros conectados dentro do arenito podem ser bloqueados para formar um tampão. Além disso, pode haver fraturas microscópicas próximas ao poço de injeção, o bloqueio dessas fraturas melhorará a eficiência da varredura.

[0040] Como descrito em mais detalhes nos Exemplos, as partículas podem ser geradas por processos de formação de pasta fluida padrão. Isso pode resultar em saturação das partículas, o que é desejável para igualar sua flutuabilidade com água, pois o ambiente do reservatório é em grande parte aquoso. O processo de formação de pasta fluida também permite a geração de partículas de um tamanho homogêneo e conhecido, em particular, para controlar o diâmetro máximo das partículas.

[0041] As partículas da invenção são, de preferência, inundáveis de modo que possam ter uma densidade aproximadamente (por exemplo, dentro de 10%, de preferência dentro de 5% da densidade de água pura), o mesmo que a água depois de terem sido submersos. Alternativamente, elas são fabricadas para ter uma densidade aproximadamente (por exemplo, dentro de 10%, de preferência dentro de 5% da densidade de água pura), o mesmo que a água, se não forem capazes de absorver água. A formulação é, de preferência, aquosa e as partículas são, de preferência, saturadas. Dependendo de se usar sal ou água doce na formulação, a densidade das partículas pode ser ajustada ligeiramente para permitir a maior densidade de água salgada/do mar.

[0042] Mais geralmente, a flutuabilidade/densidade das partículas é semelhante à da água (água doce ou água do mar, salinidade de 35g/L), por exemplo, uma densidade que é 80-120% da densidade de água pura, de preferência 90-110%. A formulação é aquosa e é desejável ter um equilíbrio aproximado na densidade entre as partículas sólidas e o resto da formulação (que é amplamente viscosificante mais água), de modo que as partículas não flutuem no topo da formulação ou afundem no fundo. A equalização evita isso e torna o fluxo através do reservatório efetivo, mesmo em vazões mais baixas (por exemplo, a cerca de 1 m por dia furo abaixo).

[0043] As partículas, de preferência, não têm uma superfície lisa, isso aumenta suas capacidades de tamponamento. Sem desejar estar vinculado pela teoria, este tamponamento melhorado pode ser devido ao aumento da fricção das partículas. Em algumas formas de realização preferidas, as partículas têm uma superfície com estruturas tipo cabelo microscópicas. Esta rugosidade da superfície da partícula pode ser conseguida por tratamento com ácido, por exemplo, expondo ao ácido clorídrico por várias horas ou mesmo dias (por exemplo, pelo menos 10 horas). Os processos de tratamento alternativo incluem o processo de kraft (usando hidróxido de sódio e sulfeto de sódio); o processo com soda (“bombeamento de soda” usando hidróxido de sódio); processos de explosão de vapor, que podem usar vapor ácido; e decomposição enzimática ou por degradação por microrganismos. Com partículas de madeira ou derivadas de madeira, esses processos removem parte da lignina encontrada na parede celular e fazem furos, isso expõe as fibras de celulose. Isso torna as próprias partículas disponíveis para serem degradadas pelos microrganismos preferidos na formulação, resultando em uma maior rugosidade da superfície no reservatório. Desta forma, a tendência para formar um tampão pode ser intensificada enquanto a formulação está dentro do reservatório e depois atingiu a zona de interesse. A degradação excessiva das partículas pode ser controlada cortando o abastecimento de outros nutrientes essenciais aos microrganismos, outros nutrientes podem ser abastecidos no líquido de injeção.

[0044] O líquido de injeção é geralmente água doce ou água salgada que é injetada no reservatório através de um poço de injeção. A água salgada pode incluir água doce à qual sais são adicionados, uma mistura de água do mar e água doce, água salobra natural e água do mar não diluída. O líquido de injeção pode ser desgaseificado, suplementado com biocidas ou exposto à radiação, a fim de reduzir o número de microrganismos no líquido de injeção. De preferência, o líquido de injeção é menos salino do que a água do mar, a salinidade pode ser 3,5-6%, ou menos de 4%, possivelmente menor que 3%. O líquido de injeção pode conter nutrientes, por exemplo, um meio de crescimento para os microrganismos.

[0045] O meio de crescimento na formulação da invenção destina-se a suportar o crescimento dos microrganismos dentro da formulação, embora uma fonte de carbono adequada possa ser proporcionada pelo viscosificante. Pode conter uma ou mais fontes adequadas de nitrogênio, fontes de fósforo, fontes de potássio e fontes de elementos traço e vitaminas, tais como, são conhecidas no campo. Componentes adequados do meio de crescimento, incluindo sais e minerais, são descritos nos Exemplos, em particular no meio Freier que representa um meio de crescimento adequado. Outras qualidades de meio de crescimento podem ser adicionadas ao líquido de injeção para abastecer os microrganismos na formulação com nutrientes adicionais. Nutrientes podem incluir outras fontes de carbono, mas de preferência não.

[0046] O viscosificante pode proporcionar a matriz física necessária para manter a formulação da invenção em conjunto, isto é, atuar como um aglutinante ou carreador para as partículas sólidas e microrganismos, permitindo que o sedimento permaneça intacto enquanto transporta as partículas. O uso de viscosificantes, em particular, os viscosificantes à base de celulose, é bem conhecido da pessoa habilitada, por exemplo, para intensificar o movimento dos cortes de perfuração por um processo de formação de pasta fluida. Em algumas formas de realização, a formulação também pode compreender um reticulante que ajuda a manter as partículas sólidas e as bactérias em conjunto e facilita o fluxo da formulação para o sítio de tamponamento. O reticulante também pode ser degradável pelas bactérias e tipicamente irá reticular moléculas de ligação do viscosificante. Alternativamente, moléculas do viscosificante, tais como, cadeias de polissacarídeos, por exemplo, cadeias de CMC, podem ser reticuladas sem a necessidade de um componente reticulável adicional como tal. A reticulação pode ser conseguida, por exemplo, usando uma poliamina, iodeto de clorometilpiridílio ou por irradiação. Métodos adequados para reticulação de celulose e de derivados de celulose são descritos nos documentos US 5.304.620 e US 6.734.298.

[0047] O viscosificante tipicamente é solúvel em água ou forma uma suspensão no mesmo. Com base em peso, o viscosificante pode estar presente em solução/suspensão (tipicamente com água ou salmoura) a 150-10.000 ppm, mais geralmente 300-5.000 ppm.

[0048] Os viscosificantes são, de preferência, polissacarídeos e celulose e derivados dos mesmos são especialmente preferidos. Tais derivados incluem polímeros de monômeros de glucopiranose em que alguns ou todos (geralmente alguns) dos grupos hidroxila -OH foram substituídos por grupos -OR, em que R pode ser, por exemplo, uma porção alquila, hidroxialquila ou ácido carboxílico, tipicamente os grupos R são grupos C1-5 com C1-3 sendo preferidos. Os derivados que incorporam porções de ácido carboxílico podem existir na forma de sal, por exemplo, carboximetil celulose de sódio. Exemplos preferidos de derivados de celulose incluem carboximetil celulose (CMC), celuloses polianiônicas, em geral, metil celulose ou hidroxipropil celulose, hidroxietil celulose, etil celulose, nitrocelulose, hidroxietil metilcelulose e hidroxipropil metilcelulose. Com CMC e outros derivados similares de celulose, tipicamente não é necessário nenhum reticulante adicional.

[0049] Os derivados de celulose, tais como, CMC e outras celuloses polianiônicas variam em comprimento de cadeia e grau de substituição dos monômeros de glucopiranose. As moléculas de CMC são um pouco mais curtas, em média, que a celulose nativa com derivação desigual, resultando em áreas de substituição alta e baixa. Esta substituição é principalmente 2-O e 6-O-ligada, mas também pode ser 2,6-di-O-, 3-O-, 3,6-di-O-, 2,3-di-O- ou 2,3,6-tri-O-.ligada. Parece que o processo de substituição é um processo ligeiramente cooperativo (dentro de resíduos) em vez de um processo aleatório, resultando em áreas não substituídas e trissubstituídas ligeiramente maiores do que o esperado. As moléculas de CMC são mais extensas (tipo haste) em baixas concentrações, mas em concentrações mais altas, as moléculas se sobrepõem e se enrolam e, em altas concentrações, se emaranham para se tornar um gel termorresivelável. O aumento da força iônica e a redução do pH diminuem a viscosidade, pois fazem com que o polímero se torne mais enrolado.

[0050] Os viscosificantes de celulose polianiônicos adequados têm o número CAS 9004 32 4, por exemplo, como fornecidos pelo Kelco Oil Field Group sob os nomes comerciais CELPOL®R, CELPOL®SLX e CELPOL®RX.

[0051] Um outro polímero de celulose preferido é Exilva, uma celulose microbifilada que possui números maiores que os típicos de grupos hidroxila acessíveis resultando em alta capacidade de retenção de água. Este produto forma uma suspensão em água e é aconselhável misturar completamente após a diluição para garantir que as fibrilas sejam bem separadas e o produto não se assente. Um polímero solúvel em água, tal como CMC, goma xantana ou guar, pode ser empregada para estabilizar a suspensão de Exilva. Este produto está disponível na Borregaard, Noruega.

[0052] Outros viscosificantes de polissacarídeos adequados são gomas, tais como, produzidas por microrganismos, por exemplo, goma diutana e goma xantana. As gomas adequadas são identificadas pelos seus números de CAS, CAS 11138-66-2, 125005-87-0 e 595585-15-2, por exemplo, GEOVIS®XT e XANVIS® fornecidos pelo Kelco Oil Field Group. Bactérias adequadas para degradar xantana e outras gomas são conhecidas na técnica, por exemplo, Peanibacillus alginolyticus XL-1, Verrucomicrobium sp. GD, Bacillus sp. GL1, Bacillus sp. YJ1, Cornynebacterium. a xantana pode primeiro ser degradada em acetato e propionato, as bactérias redutoras de sulfato (SRB) podem então ser empregadas para metabolizar ainda mais esses produtos de quebra de xantana.

[0053] Como mencionado anteriormente, microrganismos preferidos na formulação podem degradar os derivados de celulose para formar dissacarídeos e eventualmente hidrogênio, dióxido de carbono, etanol, acetato e lactato. É a degradação do viscosificante que provoca a mudança de uma suspensão escoável para um tampão sólido de partículas recheadas. Esta relação entre as capacidades enzimáticas do microrganismo e o viscosificante é central para a presente invenção.

[0054] O meio Freier é uma fonte particularmente adequada para fornecer sais e minerais do meio de crescimento. O viscosificante, por exemplo, CMC, é a única ou principal fonte de carbono na formulação. O meio de crescimento (juntamente com o viscosificante) serve para suportar o crescimento microbiano por tempo suficiente para conseguir a quebra do viscosificante e a conversão da suspensão escoável (sedimento) para o tampão sólido. O meio Freier, mas com CMC como fonte de carbono fornece uma mistura de meio de crescimento mais viscosificante adequado.

[0055] O viscosificante deve ser adequado como um viscosificante em um ambiente de reservatório de hidrocarbonetos e atuar como fonte de carbono para os microrganismos. O papel dos viscosificantes é bem conhecido no campo da recuperação de óleo e, neste caso, este componente deve, em particular, atuar como um lubrificante permitindo que a formulação na forma de um sedimento se mova através do reservatório. Quando presente, o viscosificante proporciona um ambiente de alta viscosidade, mas a formulação é móvel dentro do reservatório. Quando foi degradada, a viscosidade da formulação é reduzida (por exemplo, para uma viscosidade semelhante à da água), mas a fricção entre as próprias partículas e entre as partículas e as paredes da matriz é aumentada de modo que o tamponamento pode ocorrer.

[0056] O viscosificante preferencialmente proporcionará a formulação com uma viscosidade de pelo menos 2 cP, por exemplo, 5-15 cP, de preferência cerca de 10 cP quando é introduzido no fundo descendente, mas pode ser maior, por exemplo, pelo menos 5 ou 10 cP, possivelmente mais de 15 ou 20 cP. Com esta viscosidade, a formulação pode transportar as partículas, microrganismos e qualquer meio de crescimento adicional através das fraturas. Quando os microrganismos rompem o viscosificante, a viscosidade da formulação diminui, por exemplo, para menos de 3 ou 2 cP, de preferência cerca de 1 cP; isso resultará na formação de um tampão sólido (a água tem uma viscosidade de 1 cP a 20°C).

[0057] Em um outro aspecto, a invenção proporciona um tampão formado em um reservatório de hidrocarbonetos, o referido tampão compreendendo partículas sólidas como aqui definido e opcionalmente microrganismos como aqui definido, opcionalmente na forma de esporos.

[0058] Como alternativa a microrganismos na formulação, pode ser desejável usar enzimas que sejam capazes de digerir o viscosificante. As enzimas são tipicamente enzimas sacarolíticas ou lignocelulolíticas, de preferência enzimas que podem digerir celulose, incluindo derivados de celulose, tais como, carboximetilcelulose. Tais enzimas são geralmente conhecidas como celulases e são capazes de hidrolisar a ligação 1,4-beta-D-glicosídica encontrada, inter alia, em celulose e hemicelulose. As enzimas podem tolerar condições diferentes em comparação com os microrganismos, em particular, eles podem tolerar temperaturas mais altas que podem torná-las preferidas para certos reservatórios. Eles também podem estar ativos em mais extremos de salinidade, pressão etc.

[0059] Assim, em um outro aspecto, a presente invenção proporciona uma formulação compreendendo: (a) uma enzima sem células; (b) partículas sólidas, de preferência feitas de madeira ou outro material celulósico; e (c) um viscosificante que é um substrato para a enzima livre de células de (a).

[0060] Em um outro aspecto, a presente invenção proporciona uma formulação compreendendo: (a) microrganismos ou enzimas livres de células; (b) partículas sólidas feitas de madeira ou de um produto derivado de madeira; e (c) um viscosificante que é um substrato para os microrganismos ou enzimas sem células de (a).

[0061] Nas formulações acima, a(s) enzima(s) está presente na forma purificada ou parcialmente purificada, ou seja, não está associada a células vivas (não intracelulares ou ligadas a uma parede celular ou membrana celular intacta).

[0062] As partículas e o viscosificante são como discutidos acima no contexto das formulações que compreendem microrganismos.

[0063] As enzimas adequadas são produzidas por fungos, bactérias e protozoários, e as enzimas podem ser de bactérias ou derivadas de bactérias que são elas próprias de uso nas formulações da invenção, por exemplo, Clostridium thermocellum, de preferência a cepa JW20. Em formas de realização preferidas, mais de 1 enzima será incluída na formulação, por exemplo, 2-4 enzimas que atuam para degradar o material celulósico.

[0064] Em algumas formas de realização, uma celulase pode ser proporcionada como parte de um complexo multienzimático conhecido como um celulossoma. Os celulossomas são produzidos por muitos microrganismos celulolíticos, por exemplo, C. thermocellum, C. cellulolyticum e C. cellulovorans.

[0065] As celulases adequadas que podem ser usadas individualmente, juntas ou como parte de um celulossoma incluem: endocelulases, exocelulases ou celobiohidrolases, celobiases ou beta-glucosidases, celulases oxidativas ou celulose fosforilases. Os exemplos incluem a endo-1,4-beta-D-glucanase (beta- 1,4-glucanase, beta-1,4-endoglucan-hidrolase, endoglucanase D, 1,4- (1,3,1,4)- beta-D-glucan-4-glucano-hidrolase), carboximetil celulase (CMCase), avicelase, celudextrinase, celulase A, Celulosina AP, celulase alcalina, celulosa A 3, 9,5- celulase e pancelase SS. Uma CMCase é particularmente preferida.

[0066] As enzimas adequadas serão catalíticas em condições de furo descendente, em particular as próprias enzimas podem ser consideradas termofílicas, ou mesmo hipertermofílicas. Por exemplo, tolerando temperaturas maiores que 70°C, de preferência em excesso de 80 ou 90°C, opcionalmente em excesso de 100°C. As enzimas de ocorrência natural que foram modificadas para adaptá-las às condições do furo descendente podem ser usadas.

[0067] Em um outro aspecto, a presente invenção proporciona um método de tratamento de um reservatório de hidrocarbonetos de modo a prepará-lo para a recuperação de hidrocarbonetos do mesmo, cujo método compreende a introdução no reservatório de uma formulação da invenção.

[0068] Qualquer reservatório de hidrocarbonetos pode ser tratado de acordo com a presente invenção, mas os reservatórios de carbonato são preferidos. Os reservatórios contendo óleo também são preferidos.

[0069] Alternativamente visto, a presente invenção proporciona um método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, o método a compreendendo introdução no reservatório de uma formulação da invenção. A presente invenção proporciona um método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, o método compreendendo a introdução no reservatório de uma formulação compreendendo: (a) microrganismos ou enzimas sem células; (b) partículas sólidas; e (c) um viscosificante que é um substrato para os microrganismos ou enzimas sem células de (a).

[0070] Estes métodos podem compreender ainda a introdução de líquido de injeção no reservatório de modo a impulsionar a formulação para uma região alvo dentro do reservatório. Os aspectos, as definições preferido(a)s e assim descrito(a)s acima em relação às partículas sólidas, microrganismos e viscosificante das formulações da invenção também se aplicam aos métodos e componentes empregados nos mesmos.

[0071] O reservatório é tipicamente um que já produziu hidrocarbonetos, e em particular já experimentou uma fase de recuperação de óleo intensificada (EOR). Pode ser um reservatório de carbonato ou arenito. Estes métodos serão tipicamente realizados em reservatórios que já foram inundados com um líquido de injeção, por exemplo, água. O líquido de injeção também será geralmente adicionado após a introdução da formulação de modo a impulsionar a formulação escoável para dentro do reservatório. O líquido de injeção pode conter nutrientes para a bactéria dentro da formulação, por exemplo, fosfatos e outros sais, vitaminas e minerais e, opcionalmente, outras fontes de carbono para as bactérias, por exemplo, celulose, CMC ou celobiose.

[0072] Em formas de realização preferidas, o tamponamento é conseguido sem ter que introduzir nutrientes adicionais, em particular uma fonte de carbono, para os microrganismos. Em outras palavras, não é necessário manter o tampão fornecendo um suprimento contínuo de nutrientes, porque o tamponamento é conseguido pelas partículas sólidas, e não pela biomassa.

[0073] Assim, os métodos da invenção preferencialmente compreendem as seguintes etapas: (i) introdução no reservatório de uma formulação da invenção; e (ii) introdução de líquido de injeção no reservatório de modo a impulsionar a formulação para uma região alvo dentro do reservatório.

[0074] Em uma montagem de reservatório típico, o líquido de injeção escoa do poço de injeção, através do reservatório e sai (ou sai parcialmente) através do poço de produção. Claro, o desejo é que o líquido de injeção também forçará o óleo do reservatório para o poço de produção.

[0075] A região alvo dentro do reservatório é a região onde se deseja formar um tampão. Esta pode ser uma área específica, por exemplo, a uma certa distância dentro dos canais de fluxo, onde a modelagem ou outros estudos ocorreram, mas não precisam ser e a região alvo só pode ser entendida em termos muito gerais. A pressão gerada pela injeção de líquido força a formulação, que pode estar na forma de uma suspensão, para o reservatório ao longo de canais de fluxo, por exemplo, fraturas em um reservatório de carbonato. À medida que o viscosificante é degradado, a formulação desenvolve uma capacidade reduzida de escoamento, e esta resistência se constrói até o canal de fluxo/a fratura ser bloqueado(a); as partículas são forçadas na direção do fluxo e as formas de tampão das partículas recheadas.

[0076] Geralmente, o processo de tamponamento bloqueará primeiro as fraturas ou canais maiores e dominantes (as vias navegáveis mais dominantes transportam o maior volume de água e, portanto, carregam o sedimento dominante das partículas) e isso resultaria em um novo padrão de inundação em que novas fraturas ou canais se tornaram dominante, esse processo pode demorar cerca de 1 a 2 semanas. Então o processo pode ser repetido para alvejar as novas fraturas ou canais dominantes. O processo pode ser repetido várias vezes, como necessário, de modo a causar bloqueio suficiente para aumentar a produção de óleo.

[0077] Geralmente, quanto maior a fratura, maior o tamanho de partícula necessário para o bloqueio efetivo, p.ex., uma fratura de 13 mm de largura pode ser bloqueada de forma mais eficaz usando partículas de 0,5 mm de diâmetro e, assim que o processo é repetido, o tamanho das partículas introduzidas será tipicamente reduzido com aplicações sucessivas. Em geral, o diâmetro das partículas será 110% da largura da fratura, de preferência 3 8%, mas pode ser maior, por exemplo, até 30 ou 20% da largura.

[0078] Com a introdução de tampões (por exemplo, tampões em fraturas e canais dominantes e menos dominantes) na matriz, é possível forçar o líquido de injeção em novas zonas e, portanto, não apenas reverter o declínio na eficiência de varredura, mas mudar a forma da zona de varredura para acessar e recuperar o óleo de novas áreas.

[0079] Através da compreensão da vazão através do reservatório, do poço de injeção até o poço de produção, o posicionamento do tampão pode ser controlado. A mudança de sedimento escoável para ser iniciada e intensificada desligando a injeção de líquido ou aumentando ou diminuindo o fluxo da mesma.

[0080] Como foi descrito aqui, a chave para a presente invenção é a transição de um líquido móvel em que um viscosificante carrega partículas sólidas para uma massa tamponável de partículas sólidas. Esta transição ocorre através da degradação do viscosificante que, como aqui discutido, pode ser conseguido por microrganismos ou degradação enzimática. No entanto, o princípio é mais geral e, por conseguinte, em um outro aspecto, a presente invenção proporciona um método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, o método compreendendo a introdução no reservatório de uma formulação compreendendo um viscosificante como aqui definido e partículas sólidas como definido aqui e depois reduzindo a viscosidade do referido viscosificante, fazendo com que as referidas partículas sólidas formem um tampão dentro do referido reservatório de hidrocarboneto. A menos que seja claro em contexto, as características preferidas e adicionais dos aspectos descritos anteriormente da invenção também se aplicam a este aspecto. Por exemplo, este aspecto da invenção pode implicar convenientemente uma etapa de introdução do líquido de injeção no reservatório de modo a impulsionar a formulação para uma região alvo dentro do reservatório antes de reduzir a viscosidade do viscosificante. A viscosidade é tipicamente reduzida pela degradação do viscosificante, isto é, a conversão de um polímero de alto peso molecular para moléculas de baixo peso molecular que têm uma viscosidade semelhante à da água e já não são capazes de impedir o recheio das partículas sólidas para formar um tampão. Como em todos os aspectos, quando introduzido no reservatório, o viscosificante é capaz de transportar as partículas sólidas, mas uma vez degradado, o fluxo das partículas sólidas cessa e o tamponamento ocorre.

[0081] Sem querer ser vinculado pela teoria, acredita-se que a degradação do viscosificante começará na seção frontal do sedimento e, portanto, o tamponamento começa na extremidade frontal. Neste estágio, o sedimento/tampão ainda é permeável à água, mas as partículas estão acumulando e condensando a partir da frente e se estendendo para trás causando um aumento na contrapressão. A contrapressão força a parte traseira do sedimento contra a porção frontal mais sólida. Ao longo do tempo, o sedimento se transforma em uma massa de partículas e não é mais significativamente permeável à água. As partículas podem constituir cerca de 4045% do volume total do sedimento e, assim, o comprimento do sedimento diminuirá à medida que o viscosificante é degradado e um tampão recheado se forma. O tampão então funciona como uma válvula de retenção.

[0082] O objetivo do tampão é permitir que um diferencial de pressão se acumule através do mesmo, forçando assim o líquido de injeção para fora do canal de fluxo e para dentro da matriz, forçando o óleo para fora da matriz. Os tampões de acordo com a presente invenção podem suportar um diferencial de pressão de pelo menos 2000 PSI (13,79 MPa), de preferência pelo menos 4000 PSI (27.58 MPa), mais preferencialmente pelo menos 6000 PSI (41,37 KPa). Como discutido em outro lugar aqui, quanto mais tempo o tampão na direção de inundação, maior o diferencial de pressão que ele pode suportar. Essa relação é aproximadamente linear. A título de exemplo, a pressão no lado da injeção do tampão pode ser de cerca de 14.000 PSI (96,53 KPa) e a pressão no lado da produção do tampão pode ser de cerca de 6.000 PSI (41.37 KPa).

[0083] Os comprimentos do tampão podem ser medidos em metros, os tampões preferidos sendo maiores que 5 m, de preferência maiores que 10 m, mais preferencialmente maiores que 25 m de comprimento, por exemplo, 50-100 metros. Em geral, partículas menores são mais adequadas para comprimentos de tampão maiores, por exemplo, um diâmetro < 0,5mm, de preferência, < 0,2 mm para comprimentos de tampão maiores que 1,5m. A distância entre as paredes da fratura a ser tamponada também é relevante, portanto, se um tampão de 10m ou maior for desejado, partículas sólidas na formulação devem ser 1000 vezes menores que a largura da fratura.

[0084] A presente invenção proporciona um método de recuperação de óleo a partir de um reservatório de hidrocarbonetos, cujo método compreende a introdução de líquido de injeção no referido reservatório, o reservatório compreendendo um tampão de partículas sólidas como aqui definido e recuperando o óleo do referido reservatório.

[0085] A presente invenção também proporciona um método de recuperação de óleo a partir de um reservatório de hidrocarbonetos, cujo método que compreende o estabelecimento de um tampão no referido reservatório, realizando um tal método de estabelecimento de tampão como aqui descrito, introduzindo líquido de injeção no referido reservatório e recuperando o óleo do referido reservatório. Como mencionado anteriormente, o líquido de injeção é usado para forçar o óleo do reservatório para o poço de produção e tamponar os canais de fluxo estabelecidos pode intensificar a recuperação do óleo, forçando o líquido de injeção para novas áreas.

[0086] A formulação da invenção pode convenientemente ser preparada misturando os componentes definidos acima; misturando assim microrganismos, opcionalmente em forma de esporos, partículas e viscosificante, opcionalmente em conjunto com um reticulante e/ou meio de crescimento. Pode ser adicionada água à mistura e/ou o viscosificante pode ser misturado com água e os outros componentes adicionados à(o) mesma(o). Um tal método de preparação constitui um outro aspecto da presente invenção. A mistura das partículas sólidas nos componentes líquidos pode ser por formação de pasta fluida para formar uma suspensão. A temperatura e o pH da formulação preparada podem ser controlados, em particular, para o transporte da formulação onde é desejado inibir a degradação do viscosificante pelos microrganismos.

[0087] Em formas de realização preferidas, de modo a reduzir a flutuabilidade de partículas feitas de madeira ou materiais celulósicos semelhantes, as partículas ou o material a partir do qual são formadas são(é) submersas(o) para saturar o(as) mesmo(as). As partículas de madeira ou derivadas da madeira saturadas são preferidas. Isso resulta em um aumento na densidade das partículas para se aproximar da densidade da água.

[0088] A invenção é ainda descrita nos seguintes Exemplos não limitativos e as figuras na quais:

[0089] Figura 1 - é um desenho que mostra como a formação de fraturas dominantes entre os furos do Injetor e do Produtor resulta em Eficiência de varredura reduzida através de uma matriz.

[0090] Figura 2 - mostra a configuração de experimentos realizados em uma fratura de greda modelada. Esses experimentos são delineados no Exemplo 11 e demonstraram pressão aumentada produzida na fratura de greda como consequência da formação de um tampão de partículas de madeira. Os experimentos também demonstraram o movimento facilitado de partículas de madeira através da fratura de greda quando as referidas partículas foram colocadas em suspensão em um viscosificante (xantana).

[0091] Figura 3 - mostra gráficos que descrevem a pressão (mbar) versus vazão de água (ml/min) através da fratura da greda modelo na ausência de um tampão (gráfico de topo) e com um tampão formado por partículas redondas de madeira de 1 mm de diâmetro (gráfico de fundo). Um fator de redução de mobilidade (MRF) de 861 foi alcançado na formação do tampão de madeira.

[0092] Figura 4 - é um gráfico que mostra a redução da viscosidade da xantana ao longo de três dias quando o xantana é incubada a 30°C em condições anóxicas com uma bactéria anaeróbica de degradação de xantana. Um aumento concomitante no crescimento e células bacterianas é observado à medida que a xantana seja degradada.

[0093] Figura 5 - mostra que a turbidez de Exilva (celulose microfibrilada) é diminuída (correlacionada com menor viscosidade) quando incubada com Clostridium thermocellum (CT). Garrafas da esquerda-direita mostram Exilva + CT, Exilva (assentado) e Exilva dispersados.

[0094] Figura 6 - é uma representação esquemática de um aparelho para um experimento de tampão de dois componentes (descrito no Exemplo 14). A imagem de topo é um desenho esquemático da entrada de partículas e de solvente (viscosificante). Esta configuração de entrada permite que a razão de viscosificante para pasta de partículas de madeira seja ajustada facilmente durante o curso do experimento. A imagem de fundo é um diagrama esquemático da configuração experimental para investigar a formação de um tampão de dois componentes que consiste em partículas maiores interespaçadas com partículas menores. As partículas menores podem ser introduzidas ao mesmo tempo que as partículas maiores ou como um sedimento de partículas secundárias.

[0095] Figura 7 - é um gráfico que mostra a pressão (mbar) ao longo do tempo (s) a uma vazão de 20ml/min para um tampão de 2 componentes composto de partículas de 1mm de diâmetro e partículas < 0,2 mm de diâmetro. O teste realizado indicou que o tampão de dois componentes testado poderia suportar uma pressão de 11.400 mbar (1,14 MPa) e acima.

Exemplos Exemplo 1 - Degradação de carboximetil celulose por Clostridium thermocellum Bactéria

[0096] Clostridium thermocellum (CT) JW20; ATCC 31549 Meio de crescimento

[0097] CT foi cultivado de acordo com a metodologia descrita por Freier et al. em Applied and Environmental Microbiology [1988] vol 54, No. 1, p204-211, mas com carboximetil celulose (CMC) presente como a fonte de carbono. O produto de CMC usado foi CELPOL®RX, uma celulose polianiônica altamente viscosa (número CAS 9004 32 4) disponível no Kelco Oil Field Group.

[0098] Especificamente, o meio de cultura continha (por litro de água deionizada) 1,5 g de KH2PO4 4,2 g de Na2HPO4.12 H2O 0,5 g de NH4Cl 0,5 g de (NH4)2SO4 0,09 g de MgCl2.6H2O 0,03 g de CaCl2 0,5 g de NaHCO3 2 g de extrato de levedura

[0099] 0,5 ml de solução de vitamina. A solução de vitamina continha (por litro de água destilada) 40 mg de biotina, 100 mg de ácido p-aminobenzóico, 40 mg de ácido fólico, 100 mg de sal de cálcio de ácido pantotênico, 100 mg de ácido nicotínico, 2 mg de vitamina B12, 100 mg de cloridrato de tiamina, 200 mg de cloridrato de piridoxina, 100 mg de ácido tióctico e 10 mg de riboflavina.

[00100] 5 ml de solução mineral. A solução mineral continha (por litro de água destilada) 1,5 g de ácido nitriloacético, 3 g de MgSO4-7H2O, 0,5 g de MnSO4.H2O, 1 g de NaCl, 0,1 g de FeSO4.7H2O, 0,1 g de Co(NO3)2.6H2O, 0,1 g de CaCl2 (anidro), 0,1 g de ZnSO4.7H2O, 50 mg de NiCl2, 10 mg de CuSO4*5H2O, 10 mg de AlK2(SO4)3 (anidro), 10 mg de ácido bórico, 10 mg de Na2MoO4*2H2O, 10 mg de Na2WO4-2H2O e 1 mg de Na2SeO3 (anidro), carboximetilcelulose a 1% (CMC).

Experimentos de crescimento

[00101] Uma cultura de bactéria CT foi inoculada e deixada crescer em um balão contendo o meio de crescimento acima descrito como descrito em Freier et al. supra por 5 dias (aqui referido como meio de Freier).

[00102] A abordagem de Freier para a cultura de CT foi modificada com garrafas contendo 3 frações diferentes de óleo. Um conjunto de garrafas continha 90% de óleo, um conjunto de garrafas continha 50% de óleo e o último conjunto de garrafas continha 10% de óleo. O líquido restante continha o meio de Freier com CMC a 1%. As garrafas contendo 100% de meio de Freier com CMC (1%) foram fornecidas como controle. As garrafas foram agitadas a cada 3 horas durante o dia. As garrafas foram abertas após 1 semana.

[00103] O etanol foi produzido em concentrações correspondentes ao volume e à concentração do meio de crescimento contendo CMC, indicando degradação de CMC.

[00104] O óleo não teve um efeito inibidor sobre a cultura. A cultura não cresce e se metaboliza dentro da fração oleosa. Conclui-se que o meio de crescimento foi efetivamente removido na alta concentração de óleo devido ao fato de que o óleo e a água não são solúveis. Concluímos também que a cultura não poderia utilizar os hidrocarbonetos como fonte de carbono.

Teste de Viscosidade

[00105] O meio coletado após a degradação acima foi adicionado a um cilindro de vidro e o tempo necessário para que uma bola de chumbo afundasse pelo líquido fosse medida. O experimento foi repetido com água pura em vez do meio de crescimento e com uma amostra do meio de crescimento que não havia sido inoculada com CT.

[00106] O meio que havia sido exposto a CT como descrito acima permitiu que a bola de chumbo se movesse através do mesmo (aceleração, tempo e velocidade máxima) de forma semelhante da água pura. O meio que não havia sido contactado com CT, por outro lado, ofereceu uma resistência significativa à passagem da bola.

[00107] Ao usar este teste, não era possível detectar CMC na amostra que havia estado em contato com CT.

[00108] Esses experimentos indicaram que a maioria dos CMC é degradada por CT e que a viscosidade resultante é semelhante da água pura.

Exemplo 2 - Geração de partículas de madeira

[00109] Lixa (diferentes graus de lixa resultaram em partículas de diferentes tamanhos) foi aplicada em pedaços de madeira (Corylus avellana) para gerar partículas de aproximadamente 200μ, 500μ ou 1 -2 mm de diâmetro.

Exemplo 3 - Experimentos de tamponamento usando partículas de madeira e areia

[00110] As partículas de madeira de 0,5 mm e 1-2 mm de diâmetro produzidas como descrito no Exemplo 2 foram inseridas com água em uma mangueira transparente de 15 mm de diâmetro, 150 cm de comprimento com uma válvula a jusante. Após o enchimento da mangueira, um diferencial de pressão que aumenta lentamente foi aplicado por injeção de água de uma extremidade da mangueira para proporcionar uma contrapressão de 8 bar (800 KPa). O tampão foi empurrado para tornar-se mais compacto e resistiu a contrapressão até a contrapressão atingir o máximo. O comprimento do tampão pode ser controlado pelo volume de partículas adicionadas e os comprimentos de tampão de 10 e 15 cm foram gerados. Antes de atingir a contrapressão máxima, o tampão começou a mover-se na direção do fluxo, as partículas que se aderem e o tampão deslizando ao longo da mangueira. Agitar a mangueira tendeu a liberar o tampão, permitindo que ele se deslize mais. As partículas maiores (1-2 mm) permitiram um maior fluxo de água através do tampão.

[00111] Os experimentos foram repetidos com partículas de areia. Estes foram muito menos eficazes no tamponamento e as partículas não aderiram juntas enquanto o tampão acelerou através da mangueira. Quando um tampão de 25 mm foi gerado, então houve um efeito de tamponamento, mas foi muito fácil de liberar agitando foi aplicado.

[00112] Os resultados desses testes estão resumidos na Tabela 1 abaixo. Tabela 1

Exemplo 4 - Tratamento com ácido de partículas

[00113] As partículas geradas como descrito no Exemplo 2 foram expostas a ácido clorídrico concentrado por 15 horas e depois uma lavagem alcalina foi usada para aumentar o pH e estabelecer um pH estável de cerca de 7. Pode ser usada água sozinha para remover o ácido.

[00114] As partículas foram adicionadas ao meio de Freier como descrito no Exemplo 1, mas sem fonte de carbono (CMC ausente) e contactadas com CT. As bactérias atacaram e degradaram parcialmente a partícula.

[00115] As partículas foram estudadas sob um microscópio. As partículas tratadas foram muito mais deformadas e “peludas” ou “felpudas” em aparência do que as que não foram tratadas com ácido.

[00116] As paredes celulares da madeira têm lignina e celulose. O tratamento com ácido acima ataca a camada de lignina tornando as partes de celulose acessíveis à degradação por bactérias celulolíticas, como a CT.

Exemplo 5 - Produção de partículas em escala industrial

[00117] As máquinas de formação de pasta fluida (Unidade Nacional de formação de pasta fluida de Poço de Óleo) usadas na perfuração de óleo para processar cortes grosseiros podem ser usadas para processar madeira para gerar partículas adequadas para uso na presente invenção. A madeira é executada através de um moinho com água sob alta pressão e após cerca de 10 minutos, a suspensão é forçada através de uma malha do tamanho desejado. Esses filtros de malha dimensionam efetivamente as partículas com partículas maiores que não podem passar pelo filtro sendo reciclado para fresagem adicional. As partículas resultantes podem ser tão pequenas quanto 200μ de diâmetro. As partículas são adequadamente uniformes e sólidas, mas saturadas.

Exemplo 6 - Configuração in situ

[00118] Aspectos do reservatório exemplar de hidrocarbonetos de carbonato: Volume de fratura 100 barris (1m3 = 6,29 barris) Comprimento do poço de injeção para o poço de produção: 20000 pés Volume do líquido de injeção: 20000 barris por dia Vazão: 30 min Pressão máx. Diferencial: 6000 PSI (41,37 KPa) Largura esperada na estrutura fraturada: 1-5 mm

[00119] A vazão é o tempo necessário para que o líquido passe do reservatório do poço de injeção para o poço de produção. Este exemplo de reservatório que pode ser tratado de acordo com a invenção exibe uma vazão extrema indicativa de um sistema extensivo de fraturas desenvolvidas no poço.

[00120] O máximo de pressão diferencial é o diferencial de pressão máxima que se deseja gerar através do tampão.

[00121] Se necessário, as fraturas podem ser pré-tratadas por ácido clorídrico para aumentar a resistência das paredes de fratura, isto é, aumentar o potencial para fricção.

[00122] A suspensão de partículas, bactérias etc. é injetada no sistema de poço de injeção. Isso é forçado hidraulicamente no sistema de fratura contrapressionando com água de injeção. A suspensão deslocará todas as águas alcalinas.

[00123] As bactérias atacam qualquer celulose pura e a carboximetilcelulose dentro da suspensão. A celulose dentro das partículas só é degradada se as partículas forem pré-tratadas para a finalidade. Exemplo 7 - Testes adicionais para estudar efeitos de tamponamento em Compactações com areia e Mangueiras Partículas cerâmicas:

[00124] As mangueiras transparentes longas de 13 mm de diâmetro foram usadas como equivalentes a um sistema de poro conectado ampliado. Partículas de diferentes tamanhos onde inundaram as mangueiras como sedimentos para observar se as partículas puderam formar tampões. As partículas eram do mesmo tamanho e mesma forma e eram de cerâmica sólida. O volume de partículas introduzidas era equivalente a um tampão de 8 cm de comprimento. O sistema de teste foi capaz de suportar uma contrapressão no tampão de 15 bar (1,5 KPa).

[00125] As partículas do seguinte tamanho e da seguinte forma foram testadas: 1. 0 <0,5 mm 2. 0 = 1- 2 mm 3. 0 > 5 mm

Observações:

[00126] Nenhum tampão formado.

Partículas de madeira:

[00127] O mesmo teste foi realizado com partículas inundadas com água do mesmo tamanho de forma e forma de madeira - Espruce. Não foi observada formação de tampão de partículas de tamanho 0 <0,5 mm e 0 > 5 mm. No entanto, os tampões foram formados pelo uso de partículas de tamanho 0 = 1-2 mm. O tampão foi descarregado da mangueira por uma contrapressão maior que 8 bar (800 KPa).

[00128] Todos os testes, incluindo os testes de não tamponamento foram repetidos 10 vezes e mostraram os mesmos resultados.

Teste para compreender os mecanismos pelos quais as partículas de madeira tamponaram:

[00129] Configurações de teste similares como descrito acima foram realizadas usando as partículas de madeira. A estrutura das partículas foi estudada através da mangueira transparente mostrando que as partículas se deformaram ligeiramente, elas foram originalmente redondas e inundadas pela água.

[00130] A contrapressão levou a partículas de madeira formando uma forma oval com uma superfície ligeiramente macia.

[00131] A comparação da superfície de partículas cerâmicas com a superfície das partículas de madeira revelou claramente o potencial de maior fricção superficial nas partículas de madeira. Estudar a superfície das partículas de madeira com um microscópio revelou pequenos filamentos de fibras mais ou menos como cabelo na superfície da partícula, enquanto a partícula cerâmica era suave.

[00132] Assim, o tamponamento efetivo é dependente do diâmetro da partícula (em relação ao diâmetro da mangueira/fratura), da deformabilidade e doa fricção superficial das partículas.

Teste de recheio com areia

[00133] Um recheio de areia de 10 cm de comprimento, 5 cm de diâmetro contendo grãos de 1 mm de diâmetro foi configurado e partículas de madeira inundadas de 0,05 mm de diâmetro foram adicionadas. O tamanho de partícula foi selecionado em correlação com o tamanho relativo da boca dos poros. Os poros são formados como uma série de vazios de interconexão entre as partículas, o tamanho dos poros e, portanto, a boca dos poros é dependente do tamanho/diâmetro dos grãos. O sistema foi primeiro inundado com água e após inundações, as partículas foram adicionadas à água. As partículas bloquearam os poros imediatamente, ou seja, não entraram no recheio e formaram um tampão.

[00134] Um teste adicional foi realizado usando um recheio de areia de maior diâmetro e seixos de tamanho de 10 17 mm. Essas seixas formaram um sistema de poro ampliado gerando um canal através do recheio de areia. A areia estava recheada em torno das calhas para fornecer um único canal através do recheio de areia.

[00135] As inundações foram iniciadas com uma viscosidade de 10 cP e as partículas inundaram o sistema. Uma série de inundações com diferentes viscosidades foram realizadas (reduzidas em 2 cP por inundação). O sistema começou a se tamponar quando inundado com viscosidade abaixo de 4 cP. O agente usado para controlar a viscosidade foi a Carboxil Metil Celulose (CMC) dissolvida na água.

Exemplo 8 - Teste da redução da viscosidade

[00136] Clostridium thermocellum JW20 representa um exemplo de bactéria que possui capacidades enzimáticas para degradar Carboxil Metil Celulose CMC e Celulose Polianiônica (PAC). Um produto de CMC foi usado para viscosificar o fluido carreador. Adicionou-se 5% para levar a viscosidade da água a 10 cP. Antes de adicionar CMC à água, uma solução de nutrientes equivalente a 1% Vol foi adicionada à água. Os nutrientes são uma composição definida com base no meio de Freier em que a celobiose é substituída por CMC 1:1 Vol%:Vol%.

[00137] As medidas de viscosidade mostram que a viscosidade do fluido é alterada de 10 cP para 1,5 cP.

Exemplo 9 - Bloqueio de Sistemas de poros Conectados

[00138] Um teste foi configurado equivalente ao teste de recheio de areia do Exemplo 7 e inundado com o fluido carreador, incluindo meios de Freier modificados com CMC, CT e partículas de madeira a 35% em vol do líquido. A composição foi injetada no recheio de areia e fechada por 2 semanas. O sistema foi inundado com água pura, a pressão de injeção teve que ser elevada a 12 bar (1,2 MPa) para retomar a inundação através do sistema. Ao abrir o recheio de areia, observou-se que as partículas bloquearam os sistemas de poros conectados.

[00139] O teste demonstra que é possível introduzir partículas no recheio de areia através da água de injeção, transportar e localizá-los permanentemente. Esta operação é possível onde um fluido viscoso pode transportar as partículas e onde a viscosidade pode ser reduzida por atividade microbiana, agregando assim partículas nos poros. Uma operação deste tipo reduz a permeabilidade drasticamente no recheio de areia.

Exemplo 9 - Investigação do comprimento do tampão

[00140] Um teste configurado como primeiro descrito no Exemplo 7 foi preparado usando partículas de madeira de 1-2 mm e os mesmos resultados foram observados. Em seguida, o comprimento do tampão foi aumentado para 15 cm e uma contrapressão de 15 bar (1,5 MPa) foi excedida antes que o tampão fosse forçado para fora da mangueira (o teste foi repetido 6 vezes com o mesmo resultado).

Exemplo 10 - Teste de uma mangueira de forma diferente

[00141] O teste descrito no Exemplo 7 foi repetido usando uma mangueira de 100 cm com um diâmetro de 5 cm que foi reformulado para ser um oval (largura 1,3 cm e altura 7,15 cm). O tamponamento foi mostrado sob as mesmas circunstâncias observadas no Exemplo 7.

Exemplo 11 - Experimento de fratura de greda

[00142] Uma fratura artificial foi criada em greda Austin natural (ver Figura 2). As partículas de madeira de 1mm de diâmetro somente em água (sem viscosificante) escoaram através da fratura e formaram um tampão imediatamente na entrada durante os primeiros 10cm da fratura.

[00143] A redução da mobilidade das partículas e o acúmulo de pressão após a formação do tampão no núcleo de greda foi medida (ver Figura 3). A pressão diferencial na fratura antes do tampão foi gerada foi 0.00023 mbar (0,023 Pa) e após a formação do tampão foi de 0,19803 mbar (19,803 Pa) igual a um fator de redução de mobilidade de 861 (ver Figura 3).

[00144] De modo a demonstrar a capacidade de um viscosificante para facilitar o transporte de partículas de madeira para os sítios de fratura distantes do local de injeção, realizou-se um experimento na mesma greda fraturada comparando partículas de 1 mm de diâmetro em suspensão em água e o viscosificante de xantana. A viscosidade da água contendo as partículas de madeira de 1 mm foi aumentada para 2000 centipoises pela adição de xantana. Quando a suspensão resultante foi introduzida na fratura de greda, as partículas foram capazes de se mover através da fratura relativamente sem impedimento. Isso demonstra a capacidade de um viscosificante para facilitar o movimento de partículas de tamponamento em sítios remotos do poço de injeção em uma fratura de greda.

Exemplo 12 - Flutuabilidade de partículas de madeira

[00145] De modo a ajustar a flutuabilidade das partículas de madeira para uma suspensão tinha em diferentes viscosidades, as partículas podem ser inundadas em água ou salmoura.

[00146] As partículas de madeira são preenchidas em um cilindro de pressão contendo salmoura. A pressão é aumentada a uma taxa de 2 bar (200 KPa)/hora até uma pressão desejada, tipicamente entre 2 e 20 bar (200 KPa a 2 MPa). As partículas são mantidas na pressão dada por no mínimo 2 dias, no máximo 1 semana. A pressão é então reduzida para a pressão atmosférica por um período de tempo de 1 hora. A composição da salmoura, a pressão absoluta e o período de exposição à pressão são variados para ajustar a densidade das partículas de madeira.

[00147] Em um exemplo particular, 50 g de partículas de madeira foram preenchidas em um cilindro de pressão de aço inoxidável de 200 ml. A pressão foi aumentada por injeção de salmoura a uma etapa de pressão constante até atingir 20 bar (2 MPa). A pressão foi aumentada a uma taxa de 2 bar (200 KPa)/hora. A pressão foi mantida por bomba de injeção a 20 bar (2 MPa) por 1 semana. A pressão foi então liberada com um gradiente de 20 bar (2 MPa)/hora para a pressão atmosférica.

Exemplo 13

[00148] A) Degradação de xantana por bactérias anaeróbicas que degradam xantana

[00149] Um sistema microbiano para a degradação da viscosidade de um sedimento foi estabelecido. O sedimento consiste em um biopolímero com base em xantana, bactérias anaeróbicas que degradam xantanas e excedentes de nutrientes minerais, elementos traço, vitaminas e nitrato. Os micróbios operaram otimamente em condições mesófilas (20-30°C) e salinidade da água do mar. Em um sistema de teste com 500 ppm de biopolímero de xantana, observou-se uma degradação completa da viscosidade em 2 dias (Figura 4). O aumento concomitante no número de células verifica se o biopolímero foi usado para o crescimento anaeróbico da bactéria. O tempo de degradação do sedimento pode ser otimizado para diferentes concentrações de biopolímeros ajustando o número inicial de células e os nutrientes essenciais no sedimento. B) Degradação de Exilva (celulose) por Clostridium thermocellum

[00150] Clostridium thermocellum é capaz de degradar o produto de polímero de celulose microfibrilado chamado Exilva. Exilva é visível no meio de crescimento como uma fase turva no início da incubação. À medida que a degradação ocorre, a turbidez diminui e, finalmente, deixa o meio de crescimento limpo na extremidade da fase de crescimento (Figura 5).

Exemplo 14 - Tampão de dois componentes

[00151] Em certas circunstâncias, o tamponamento de fraturas pode ser otimizado pelo uso de um tampão de dois componentes que compreende partículas de tamanho maior em combinação com partículas menores que são capazes de preencher o espaço vazio entre as partículas maiores, diminuindo assim a permeabilidade do tampão. Os resultados anteriores mostraram que um tampão consistindo em partículas de madeira redonda de 1 mm resultou em um valor de MRF de 700-1100. No entanto, a permeabilidade de tal tampão pode ser ainda mais reduzida pela injeção de um segundo sedimento de partículas menores (partículas de madeira < 0,2mm de diâmetro (peneiradas) que são introduzidas para preencher o espaço vazio entre as partículas maiores de madeira redondas de 1mm.

[00152] De modo a demonstrar este princípio, o seguinte experimento foi realizado.

[00153] Um tubo transparente de 0,6 cm de diâmetro e 50 cm de comprimento foi usado como análogo de laboratório para uma fratura (ver Figura 6). Dois transdutores de pressão diferencial foram colocados em cada extremidade do tubo.

[00154] Inicialmente, o tubo foi preenchido pelas partículas primárias maiores, partículas redondas de 1mm, transportadas para o tubo em um sedimento viscoso (ver Figura 6). Para entrar no tubo, as partículas passaram por uma restrição frontal de 0.45cm de diâmetro. Um sedimento viscoso era necessário para evitar a obstrução da restrição frontal; a xantana (700cP @ 10,1/s) foi usada para este fim. As partículas não passaram pela restrição da extremidade. O preenchimento de partículas primárias foi realizado por drenagem por gravidade. O comprimento do tampão formado era de cerca de 24,5 cm na extremidade do tubo. Um MRF de 700 foi registrado usando as partículas primárias somente após inundação do sistema com 500ppm de xantana diluída em salmoura com uma viscosidade de 28cP @ 10, 1/s.

[00155] As partículas secundárias, partículas de madeira < 0,2 mm de diâmetro (7,25% em peso) foram injetadas por um sedimento viscoso consistindo em 500 ppm de xantana. Para obter um sedimento homogêneo de partículas secundárias, a injeção foi realizada por coinjeção de solvente (viscosificante) e pasta de apara de madeira e um misturador em linha foi usado para combinar as partículas com o viscosificante (ver Figura 6, imagem de topo). A coinjeção dos componentes separados do sedimento é prática para ajustar a razão de partícula para viscosidade durante os experimentos.

[00156] A introdução de partículas secundárias tamponadas na primeira parte (12,1 cm) do tampão medido pelo DP1. O valor de MRF calculado, em comparação com o tampão de partículas primárias, foi de 728 para a primeira parte do tampão (0-12,1cm), demonstrando permeabilidade consideravelmente diminuída em relação ao tampão primário sozinho.

[00157] A Figura 7 é um gráfico que mostra a pressão (mbar) ao longo do tempo (s) a uma vazão de 20 ml/min para o tampão de 2 componentes constituído de partículas de 1 mm e partículas < 0.2mm. O teste realizado indicou que o tampão de dois componentes pode suportar uma pressão de 11.400 mbar (1140 KPa) e acima.

Claims

1. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, o método caracterizado por compreender introduzir no reservatório uma formulação que compreende (A) partículas sólidas, (B) microrganismos ou enzimas livres de células e (C) um viscosificante e, em seguida, degradar o dito viscosificante, assim reduzindo a viscosidade da dita formulação, e fazendo com que as referidas partículas sólidas formem um tampão dentro do referido reservatório de hidrocarboneto, em que as partículas sólidas (i) são esféricas, e (ii) tem um núcleo o qual não é deformável e uma camada externa a qual é deformável; e em que o viscosificante é um substrato para microrganismos ou enzimas livres de células.

2. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os microrganismos ou as enzimas livres de células serem sacarolítico(a)s ou lignocelulolítico(a)s.

3. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o viscosificante compreender celulose, hemicelulose ou um derivado do mesmo, ou uma goma de polissacarídeo.

4. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o viscosificante compreender uma celulose polianiônica ou uma celulose microfibrilada.

5. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o viscosificante compreender carboximetil celulose.

6. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas sólidas terem a mesma densidade tal como o restante da formulação.

7. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas sólidas serem de tamanho uniforme.

8. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a formulação ser constituída de 25-70% em volume das partículas sólidas.

9. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a formulação compreender uma primeira população de partículas sólidas e uma segunda população de partículas sólidas, em que a referida primeira população é pelo menos cinco vezes maior do que a referida segunda população.

10. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas sólidas da formulação compreenderem uma população de partículas sólidas que são de 0,05 a 5 mm de diâmetro.

11. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas sólidas da formulação compreenderem uma população de partículas sólidas que são < 0,2 mm mas > 1 μm de diâmetro.

12. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a formulação compreender um colóide compreendendo uma fase contínua e uma fase dispersada no qual as partículas sólidas são a fase dispersada.

13. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a formulação ser uma formulação aquosa.

14. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a formulação ter uma viscosidade de 5-15 cP.

15. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os microrganismos ou as enzimas livres de células degradarem o viscosificante, fazendo com que as referidas partículas sólidas formem o tampão dentro do reservatório de hidrocarbonetos.

16. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a introdução de líquido de injeção no reservatório de modo a impulsionar a formulação para uma região alvo dentro do reservatório.

17. Formulação, caracterizada por ser como definido na reivindicação 1, compreender: (a) microrganismos ou enzimas livres de células; (b) partículas sólidas feitas de madeira ou de um produto derivado de madeira; e (c) um viscosificante que é um substrato para os microrganismos ou enzimas livres de células de (a); em que as partículas sólidas (i) são esféricas, e (ii) tem um núcleo o qual não é deformável e uma camada externa a qual é deformável.

18. Formulação, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada por compreender ainda meio de crescimento.

19. Método de recuperação de óleo a partir de um reservatório de hidrocarbonetos, caracterizado por compreender um método para estabelecer um tampão como definido na reivindicação 1, introduzindo líquido de injeção no referido reservatório e recuperando o óleo do referido reservatório.

20. Método para estabelecer um tampão em um reservatório de hidrocarbonetos, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os microrganismos ou enzimas livre de células serem, ou serem a partir de, Clostridium thermocellum ou Acidothermus cellulolyticus.