BR112018005760B1 - Método e sistema de utilização de compostos de surfactantes sólidos em operações de cimentação de poços - Google Patents
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Abstract
MÉTODO, COMPOSIÇÃO, E, SISTEMA DE UTILIZAÇÃO DE COMPOSTOS DE SURFACTANTES SÓLIDOS EM OPERAÇÕES DE CIMENTAÇÃO DE POÇOS. São divulgados fluidos espaçadores e métodos de uso em formações subterrâneas. As modalidades podem incluir a utilização de compostos de surfactante sólidos em operações de cimentação de poços.
Description
[001] As modalidades se relacionam a operações de cimentação de poço e, mais particularmente, em certas modalidades, à utilização de compostos de surfactantes sólidos em operações de cimentação de poços.
[002] Em operações de cimentação de poços, como a construção de poços e cimentação corretiva, composições de cimento são comumente utilizadas. As composições de cimento podem ser utilizadas em operações de cimentação primárias em que as colunas de tubulação tais como tubos de revestimento ou liners, são cimentadas nos poços. Em uma operação típica de cimentação primária, uma composição de cimento pode ser bombeada para um espaço anular entre a superfície externa da coluna de tubulação (por exemplo, tubo de revestimento, liner, etc) posicionada no seu interior e as paredes do poço (ou um canal maior no poço). A composição de cimento poderá sofrer pega no espaço anular, formando assim uma bainha anular de cimento endurecido, material substancialmente impermeável (por exemplo, uma bainha de cimento) que poderá suportar e posicionar a coluna de tubos no poço e poderá prender a superfície exterior da coluna de tubos às paredes do poço (ou o canal maior). Entre outras coisas, a bainha de cimento em torno da coluna de tubos deve funcionar para impedir a migração de fluidos para o espaço anular, bem como protegendo a coluna de tubulação da corrosão. As composições de cimento podem também ser utilizadas em métodos de cimentação corretivos, como na colocação de cimento para vedar espaços vazios de uma coluna de tubos, bainha de cimento, packer de cascalho, formação subterrânea e semelhantes.
[003] A preparação do poço para operações de cimentação pode ser importante para alcançar o isolamento zonal ideal. Convencionalmente, os poços podem ser limpos e preparados para a composição do cimento com um trem fluido que precede a composição do cimento e podem incluir fluidos espaçadores, escoamentos, lamas à base de água e similares. Os fluidos de espaçamento podem ser usados na preparação do poço para o deslocamento do fluido de perfuração antes da introdução da composição do cimento. Os fluidos espaçadores podem aumentar a remoção de sólidos ao mesmo tempo que separam o fluido de perfuração de um fluido fisicamente incompatível, como uma composição de cimento. Os fluídos de espaçamento também podem ser colocados entre diferentes fluidos de perfuração durante mudanças de perfuração ou entre um fluido de perfuração e salmoura de completação. Um surfactante líquido pode ser misturado com o fluido espaçador, por exemplo, para permitir que o fluido espaçador seja compatível com fluidos de perfuração à base de água ou de óleo. A inclusão do surfactante líquido pode permitir que o fluido espaçador obtenha uma limpeza melhorada por remoção do fluido de perfuração residual do poço. Para os poços em que os fluidos de perfuração à base de óleo podem ter sido utilizados, a inclusão de surfactantes líquidos nos fluídos espaçadores pode servir para molhar as superfícies do poço com água, como a parede do poço e as superfícies do tubo de revestimento, resultando em uma melhor ligação de cimento. No entanto, o uso de surfactantes líquidos pode ser um problema. Por exemplo, os surfactantes líquidos requerem o uso de equipamentos adicionais no local para misturar adequadamente o fluido espaçador e o surfactante líquido, aumentando assim a complexidade da operação do poço. Além disso, certos surfactantes líquidos podem incluir um ou mais componentes inflamáveis, aumentando assim a despesa associada ao embarque, armazenamento e manipulação dos mesmos.
[004] Estas figuras ilustram certos aspectos de algumas das modalidades da presente invenção e não devem ser utilizadas para limitar ou definir a invenção.
[005] A FIG. 1 é uma ilustração esquemática de um exemplo de sistema para a preparação e entrega de um fluido espaçador compreendendo um composto surfactante sólido.
[006] A FIG. 2 é uma ilustração esquemática de um exemplo em que é utilizado um fluido espaçador que compreende um composto surfactante sólido entre uma composição de cimento e um fluido de perfuração.
[007] A FIG. 3 é uma ilustração esquemática da modalidade da FIG. 3 mostrando o deslocamento do fluido de perfuração.
[008] As modalidades se relacionam a operações de cimentação de poço e, mais particularmente, em certas modalidades, à utilização de compostos de surfactantes sólidos em operações de cimentação de poços. As operações de consolidação de poços podem incluir o uso dos compostos sólidos de surfactante em fluídos espaçadores usados, por exemplo, em operações de cimentação de poços. Um composto de surfactante sólido pode ser misturado a seco com sólidos em partículas, em que a mistura seca pode ser incluída em um fluido espaçador. Uma das muitas vantagens potenciais para estes métodos e composições é que a utilização de um composto de surfactante sólido em vez de surfactantes líquidos pode reduzir e potencialmente eliminar a necessidade de equipamento de mistura adicional para o surfactante no local do poço, simplificando assim a preparação do fluido espaçador. Além disso, os riscos associados ao manuseio de certos surfactantes líquidos, que podem ser inflamáveis, no local do poço também podem ser eliminados com o uso de um composto de surfactante sólido.
[009] Um composto de surfactante sólido pode incluir um surfactante molhante e um carreador sólido. Opcionalmente, o composto de surfactante sólido pode incluir um dispersante, um agente antiespumante ou uma combinação destes. O composto de surfactante sólido pode ter uma grande variedade de formas e tamanhos de partículas individuais adequadas para uso em aplicações de cimentação. A título de exemplo, as partículas individuais do composto de surfactante sólido podem ter características físicas bem definidas bem como geometrias irregulares, incluindo a forma física de plaquetas, aparas, fibras, flocos, fitas, hastes, tiras, esferóides, grânulos vazios, toróides, pelotas, comprimidos ou qualquer outra forma física. Sem limitação, o composto de surfactante sólido pode ter um tamanho de partícula na faixa de cerca de 5 mícrons a cerca de 1.500 mícrons e, alternativamente, um tamanho de partícula na faixa de cerca de 20 mícrons a cerca de 500 mícrons. No entanto, os tamanhos de partículas fora destes intervalos divulgados também podem ser adequados para determinadas aplicações.
[0010] Qualquer uma dentre uma variedade de surfactantes molhantes pode ser incluída no composto de surfactante sólido que pode ser capaz de molhar as superfícies dos poços, tais como a parede do poço e a superfície do tubo de revestimento. A função que um surfactante particular pode realizar depende de uma variedade de fatores. Estes fatores podem incluir, mas não estão limitados a, escolha das porções hidrofóbicas e hidrofílicas e suas quantidades relativas e a presença de quaisquer grupos catiônicos, iônicos, não iônicos, anfotéricos ou Zwitteriônicos. O surfactante molhante em água pode ser incluído no composto de surfactante sólido em uma quantidade, sem limitação, de cerca de 5% a cerca de 99,9% em peso do composto de surfactante sólido. A título de exemplo, o surfactante molhante pode ser incluído em uma quantidade de cerca de 5%, cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, ou cerca de 99,9% em peso do composto de surfactante sólido. Exemplos de surfactantes molhantes adequados podem incluir etoxilatos de álcoois, etoxissulfatos de álcoois, etoxilatos de alquilfenol (por exemplo, etoxilatos de nonilfenol), éteres de glicol e suas combinações. Alguns dos surfactantes molhantes podem ser utilizados como sais solúveis em água. Por exemplo, os surfactantes molhantes podem ser selecionados de sais de metal alcalino, metal alcalino-terroso, amônio e sais alcanolamônio de etoxilatos de álcool, etoxissulfatos de álcool e etoxilatos de alquilfenol. Aquele versado na técnica com o benefício dessa divulgação deve ser capaz de selecionar um surfactante molhante apropriado e sua concentração para uma determinada aplicação.
[0011] Sem limitação, os etoxilatos de álcool adequados podem incluir álcoois C6 a C16 substituídos com cerca de 2 mols a cerca de 15 mols e, alternativamente, de cerca de 5 mols a cerca de 12 mols de óxido de etileno. Os álcoois C6 a C15 podem ser lineares ou ramificados. Sem limitação, os etoxilatos de álcool adequados podem incluir álcoois C4 a C8substituídos com cerca de 4 mols a cerca de 8 mols de óxido de etileno, álcoois C8 a C12 substituídos com cerca de 4 mols a cerca de 8 mols de óxido de etileno e álcoois C12 a C14 substituídos com cerca de 10 mols a cerca de 14 mols de óxido de etileno. Exemplos específicos de etoxilatos de álcool adequados podem incluir butanol, hexanol ou pentanol substituídos com 6 mols de óxido de etileno, nonil, álcool decílico ou álcool dodecilo substituído com 6 mols de óxido de etileno ou álcool docecílico, álcool tridecílico ou álcool tetradecil substituído com 12 mols de óxido de etileno. Exemplos adicionais de etoxilatos de álcool adequados podem incluir álcool isodecílico substituído com 6 mols de óxido de etileno ou álcool isotridecil substituído com 12 mols de óxido de etileno. Também podem ser utilizadas combinações de etoxilatos de álcool adequados.
[0012] Sem limitação, os etoxissulfatos de álcool adequados podem incluir álcoois C10 a C16 substituídos com cerca de 2 mols a cerca de 15 mols de óxido de etileno. Os álcoois C10 a C16 podem ser lineares ou ramificados. Etoxilatos de álcool C10 a C16 adequados podem incluir álcool docecílico, álcool tridecílico ou álcool tetradecilo substituído com 2 mols a cerca de 15 mols e, alternativamente, de cerca de 6 mols a cerca de 12 mols de óxido de etileno. Exemplos adicionais de etoxilatos de álcool adequados podem incluir sulfato de amônio de dodecil etoxilado ou sulfato de tetradecil amônio etoxilado. Também podem ser utilizadas combinações de etoxilatos de álcool adequados.
[0013] Sem limitação, os etoxilatos de alquil fenol adequados podem incluir um grupo alquil com 1 a 12 átomos de carbono e, alternativamente, de cerca de 8 a 12 átomos de carbono. Os etoxilatos de alquil fenol podem ter de 2 mols a cerca de 18 mols de óxido de etileno e, alternativamente, de cerca de 8 mols a cerca de 12 mols de óxido de etileno. Um exemplo de um etoxilato de alquil fenol adequado é o etoxilato de nonil fenol tendo de cerca de 8 mols a cerca de 12 mols de óxido de etileno e, alternativamente, cerca de 10 mols de óxido de etileno.
[0014] Sem limitação, os éteres de glicol adequados podem incluir um éter de alquil de um mono-, di- ou trietilenoglicol. O éter alquílico pode incluir um éter alquílico Ci a C5 de um mono-, di- ou trietilenoglicol. A título de exemplo, o éter de glicol pode incluir éter metílico de dietilenoglicol, éter metílico de dipropileno glicol, 2-butoxi etanol, éteres de um alcanol dihidrico C2a C6que compreende pelo menos um grupo alquil Cia CÓ, monoéteres de alcanóis di-hídricos, metoxipropanol, butoxietanol, hexoxietanol, seus isômeros e combinações. Um exemplo de um éter de glicol adequado pode compreender éter monobutílico de etileno glicol. Os éteres de glicol podem ser utilizados por si mesmos no composto de surfactante sólido ou como um co-surfactante com um ou mais dos surfactantes molhantes adicionais descritos neste documento. Sem limitação, um éter de glicol tal como éter monobutil de etilenoglicol pode ser utilizado como co-surfactante (50% a 90% em peso) com um etoxilato de álcool, tal como butanol, hexanol ou pentanol substituído com 4 mols a cerca de 8 mols e, alternativamente, cerca de 6 mols de óxido de etileno.
[0015] Conforme descrito anteriormente, o surfactante molhante pode ser disposto sobre um carreador sólido. Sem limitação, o carreador sólido pode incluir qualquer uma dentre uma variedade de materiais sólidos, tais como terra de diatomáceas, sílica amorfa, amido, argila, tal como argila de caulim e suas combinações. O carreador sólido pode ser incluído no composto de surfactante sólido em uma quantidade, sem limitação, de cerca de 0,1% a cerca de 95% em peso do composto de surfactante sólido. A título de exemplo, o carreador sólido pode ser incluído em uma quantidade de cerca de 0,1%, cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90% ou cerca de 95% em peso do composto de surfactante sólido. Aquele versado na técnica com o benefício dessa divulgação deve ser capaz de selecionar um carreador sólido apropriado e sua concentração para uma determinada aplicação.
[0016] Opcionalmente, o composto de surfactante sólido pode incluir um dispersante. Sem limitação, dispersantes adequados podem incluir qualquer uma dentre uma variedade de dispersantes de cimento comumente usados, tais como dispersantes sulfonados; dispersantes de polímeros sulfonados; naftalenosulfonatos; sulfonatos de melamina; condensado sulfonato de melamina formaldeído; condensado sulfonato de naftaleno- formaldeído; condensado sulfonato acetona formaldeído; poliacrilatos etoxilados ou suas combinações. Um exemplo de um dispersante adequado pode incluir um sulfonato de naftaleno condensado com cerca de 4 mols a cerca de 8 mols e, alternativamente, cerca de 6 mols de formaldeído. O dispersante pode ser incluído no composto de surfactante sólido em uma quantidade, sem limitação, de cerca de 10% a cerca de 90% em peso do composto de surfactante sólido. A título de exemplo, o dispersante pode ser incluído em uma quantidade de cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80% ou cerca de 90% em peso do composto de surfactante sólido. Aquele versado na técnica com o benefício dessa divulgação deve ser capaz de selecionar um dispersante apropriado e sua concentração para uma determinada aplicação.
[0017] Opcionalmente, o composto de surfactante sólido pode incluir um agente antiespumante. O agente antiespumante pode ser incluído no composto de surfactante sólido, além de, ou separado do dispersante. Agentes antiespumantes adequados podem incluir compostos utilizados em operações de poço para impedir que um fluido de tratamento de poços sofra espumação durante a mistura e o bombeamento. Sem limitação, agentes espontâneos adequados podem incluir composições de polióis, siloxanos tais como polidimetilsiloxano, dióis acetilênicos e suas combinações. O agente antiespumante pode ser incluído no composto de surfactante sólido, além de, ou separado do dispersante. O agente anti espumante pode ser incluído no composto de surfactante sólido em uma quantidade, sem limitação, de cerca de 0,1% a cerca de 20% em peso do composto de surfactante sólido. A título de exemplo, o agente antiespumante pode ser incluído em uma quantidade de cerca de 0,1%, cerca de 5%, cerca de 10%, cerca de 15% ou cerca de 20% em peso do composto de surfactante sólido. Aquele versado na técnica com o benefício dessa divulgação deve ser capaz de selecionar um agente antiespumante apropriado e sua concentração para uma determinada aplicação.
[0018] Sem limitação, um composto de surfactante sólido pode compreender um etoxilato de álcool, um carreador sólido que compreende sílica amorfa, um dispersante e um agente antiespumante. A título de exemplo, o composto de surfactante sólido pode compreender um álcool C8 a C12 substituído com cerca de 4 mols a cerca de 8 mols de óxido de etileno, sílica amorfa, um condensado sulfonato de naftaleno e formaldeído e um siloxano. A título de exemplo adicional, o composto de surfactante sólido pode compreender álcool isodecílico substituído com 6 mols de óxido de etileno, sílica amorfa, sulfonato de naftaleno condensado com 6 mols de formaldeído e um polidimetilsiloxano.
[0019] Sem limitação, um composto de surfactante sólido pode compreender um etoxilato de álcool, um carreador sólido, um dispersante e um agente antiespumante. A título de exemplo, o composto de surfactante sólido pode compreender um álcool C12 a C14 substituído com cerca de 10 mols a cerca de 14 mols de óxido de etileno, sílica amorfa, uma terra diatomácea, um condensado sulfonato de naftaleno e formaldeído e um siloxano. A título de exemplo adicional, o composto de surfactante sólido pode compreender álcool isodecílico substituído com 12 mols de óxido de etileno, sílica amorfa, terra diatomácea, sulfonato de naftaleno condensado com 6 mols de formaldeído e um polidimetilsiloxano.
[0020] O composto de surfactante sólido pode ser preparado por qualquer técnica adequada. A título de exemplo, os componentes (por exemplo, surfactante molhante, carreador sólido, dispersante e/ou agente antiespumante) podem ser combinados para formar uma mistura. Esta mistura pode então ser seca, tal como por secagem por pulverização, para formar um produto sólido substancialmente seco.
[0021] Sem limitação, o composto de surfactante sólido pode ser utilizado em um fluido espaçador. Um fluido espaçador pode compreender o composto de surfactante sólido e um fluido base. Quando adicionado ao fluido base, o surfactante molhante no composto de surfactante sólido geralmente se dissolverá, com a liberação resultante do surfactante molhante no fluido base. O composto de surfactante sólido pode ser incluído no fluido espaçador em uma quantidade suficiente para uma determinada aplicação. Sem limitação, o composto de surfactante sólido pode ser adicionado ao fluido espaçador em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1% a cerca de 20% em peso do fluido espaçador e, alternativamente, de cerca de 1% a cerca de 5% em peso. Por exemplo, o composto de surfactante sólido pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,1%, cerca de 1%, cerca de 2%, cerca de 4%, cerca de 6%, cerca de 8%, cerca de 10%, cerca de 15% ou cerca de 20% em peso do fluido espaçador.
[0022] O fluido base pode ser um fluido de base oleosa ou aquosa. Exemplos de fluidos de bases aquosas podem compreender água doce, água salgada (por exemplo, água contendo um ou mais sais dissolvidos), salmoura, água do mar ou qualquer combinação destes. Exemplos de fluidos de base óleo adequados podem incluir emulsões de água em óleo. O fluido base pode ser usado para preparar um fluido espaçador que não é emulsionado. Aquele versado na técnica com o benefício desta divulgação reconhecerá quais os tipos de fluidos base aquosos apropriados para uma determinada aplicação. Sem limitação, o fluido base pode ser incluído nos fluidos espaçadores em uma quantidade na faixa de cerca de 15% a cerca de 99,9% em peso do fluido espaçador e, alternativamente, de cerca de 25% a cerca de 85% em peso do fluido espaçador. Por exemplo, o fluido base pode estar presente em uma quantidade de cerca de 15%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, cerca de 99% ou cerca de 99% em peso do fluido espaçador.
[0023] Geralmente, os fluidos espaçadores devem ter uma densidade apropriada para uma determinada aplicação como desejado pelos versados na técnica com o benefício desta divulgação. Sem limitação, os fluidos espaçadores podem ter uma densidade na faixa de cerca de 4 libras por galão ("ppg") a cerca de 24 ppg, na faixa de cerca de 4 ppg a cerca de 17 ppg ou na faixa de cerca de 8 ppg a cerca de 13 ppg. Sem limitação, os fluidos de tratamento podem ser espumosos ou não espumosos ou podem compreender outros meios para reduzir suas densidades conhecidas na técnica como aditivos leves. Aqueles versados na técnica e com o benefício desta divulgação devem reconhecer a densidade adequada para a determinada aplicação.
[0024] Opcionalmente, o fluido espaçador pode incluir um aditivo particulado sólido. O aditivo particulado sólido pode ser incluído no fluido espaçador como desejado para desempenhar uma determinada função. A título de exemplo, o aditivo particulado sólido pode ser incluído no fluido espaçador para pesar o fluido para uma densidade desejada, auxiliar na limpeza do poço por ação abrasiva no poço e/ou como um viscosificante. Os aditivos particulados sólidos adequados podem incluir, sem limitação, agentes espessantes, xisto vitrificado, pó de forno de cimento, farinha de sílica, bentonite, pedra-pomes, cinzas volantes e suas combinações. Os agentes espessantes são tipicamente materiais que podem ser utilizados para aumentar a densidade de um fluido de tratamento de poço, como um fluido espaçador e podem ter uma gravidade específica de cerca de 2 ou superior (por exemplo, cerca de 2, cerca de 4, etc.). Exemplos de agentes espessantes que podem ser usados incluem, mas não estão limitados a, hematita, hausmanita, barita, carbonato de cálcio e combinações dos mesmos. Sem limitação, o aditivo particulado sólido pode ser incluído nos fluidos espaçadores em uma quantidade na faixa de cerca de 10% a cerca de 84,9% em peso do fluido espaçador. Por exemplo, o aditivo particulado sólido pode estar presente de cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, ou cerca de 84,9 em peso do fluido espaçador.
[0025] Sem limitação, o aditivo particulado sólido e o composto de surfactante sólido podem ser misturados a seco antes da combinação com o fluido base para formar o fluido espaçador. Esta mistura seca pode ser preparada fora do local e depois transportada para o local do poço, por exemplo, onde pode ser combinada com o fluido base. Por mistura seca do aditivo particulado sólido e do agente de surfactante sólido, a preparação do fluido espaçador pode ser simplificada, dado que apenas um aditivo sólido pode necessitar de ser incluído no fluido espaçador. Além disso, os custos podem ser reduzidos, pois o transporte de vários aditivos sólidos individuais pode não ser necessário se todos os aditivos sólidos para o fluido espaçador estiverem incluídos na mistura seca. A mistura seca pode incluir o aditivo particulado sólido (ou aditivos) em uma quantidade de cerca de 80% a cerca de 99,9%, alternativamente, de cerca de 90% a cerca de 99,9% e, alternativamente, de cerca de 95% a cerca de 99% em peso da mistura seca. A mistura seca pode incluir o composto de surfactante sólido em uma quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 20%, alternativamente, de cerca de 0,1% a cerca de 10% e, alternativamente, de cerca de 1% a cerca de 5% em peso da mistura seca.
[0026] Uma grande variedade de aditivos adicionais pode estar incluída nos fluidos de espaçamento conforme considerado apropriado pelos versados na técnica com o benefício desta divulgação. Exemplos de tais aditivos incluem, mas não estão limitados a: agentes viscosificantes (por exemplo, argilas, polímeros hidratáveis, hidroxil etil celulose), aditivos de controle de perda de fluido, materiais de perda de circulação, aditivos de controle de filtragem, dispersantes, aditivos espumantes, antiespumantes, inibidores de corrosão, inibidores da escala e agentes de condicionamento da formação. Aquele ordinariamente versado na técnica com o benefício desta divulgação deve prontamente ser capaz de determinar o tipo e a quantidade de aditivo útil para uma aplicação específica e um resultado desejado.
[0027] Fluidos espaçadores adequados podem ser preparados de acordo com qualquer técnica adequada. Sem limitação, a quantidade desejada de água pode ser introduzida em um misturador (por exemplo, um misturador de cimento), seguida pela mistura seca. Sem limitação, a mistura seca pode compreender o componente de surfactante sólido e o aditivo particulado sólido, tal como descrito neste documento. Aditivos líquidos adicionais, se houver, podem ser adicionados à água como desejado antes de, ou após, a combinação com a mistura seca. Esta mistura pode ser agitada durante um período de tempo suficiente para formar uma pasta bombeável. A título de exemplo, as bombas podem ser usadas para entrega desta pasta bombeável no poço. Como será apreciado, o fluido espaçador e/ou a mistura seca podem ser preparados no local do poço ou preparados fora do local e depois transportados para o local do poço. Se preparada fora do local, a mistura seca e/ou o fluido espaçador podem ser transportados para o local de poço usando qualquer meio de transporte adequado, incluindo, sem limitação, um caminhão, vagão, barcaça ou similar. Alternativamente, o fluido espaçador e/ou a mistura seca podem ser formulados no local do poço, por exemplo, onde os componentes do fluido espaçador e/ou mistura seca podem ser entregues a partir de um transporte (por exemplo, um veículo ou tubulação) e depois misturados antes da colocação no fundo do poço. Como irá ser apreciado por aqueles versados na técnica com o benefício da presente divulgação, outras técnicas adequadas para a preparação de fluidos de espaçamento podem ser utilizadas em acordo com a presente invenção.
[0028] Com limitação, o fluido espaçador (como descrito neste documento) pode ser usado para deslocar um primeiro fluido de um poço, o poço penetrando uma formação subterrânea. O método pode compreender componentes de combinação que compreendem um composto de surfactante sólido, um aditivo particulado sólido e/ou um fluido base para proporcionar um fluido espaçador. Um ou mais aditivos opcionais podem também ser incluídos no fluido espaçador como discutido neste documento. O método pode compreender ainda a introdução do fluido espaçador no poço para deslocar pelo menos uma porção do primeiro fluido do poço. Sem limitação, o fluido espaçador pode deslocar o primeiro fluido a partir de um espaço anular de poço, como o espaço anular entre uma coluna de tubulação e a formação subterrânea ou entre a coluna de tubulação e um canal maior. Exemplos não limitativos do primeiro fluido deslocado pelo fluido espaçador podem compreender um fluido de perfuração. A título de exemplo, o fluido espaçador pode ser usado para deslocar o fluido de perfuração do poço. Além do deslocamento do fluido de perfuração do poço, o fluido espaçador também pode remover o fluido de perfuração das paredes do poço. Etapas adicionais no método podem incluir, sem limitação, a introdução de uma coluna de tubulação no poço, introduzindo de uma composição de cimento no poço com o fluido espaçador separando a composição de cimento e o primeiro fluido.
[0029] Conforme descrito neste documento, o fluido espaçador pode evitar que a composição de cimento entre em contato com o primeiro fluido, como um fluido de perfuração. O fluido espaçador também pode remover o fluido de perfuração, fluido de perfuração desidratado/geleificado e/ou sólidos do bolo filtrante do poço antes da composição de cimento. A remoção destas composições do poço pode melhorar a ligação da composição de cimento a superfícies no poço.
[0030] O fluido de perfuração deslocado pode incluir, por exemplo, qualquer número de fluidos, tais como suspensões sólidas, misturas e emulsões. Um exemplo não limitativo de um fluido de perfuração adequado pode compreender um fluido de perfuração a base de óleo. Um exemplo de um fluido perfuração à base de óleo adequado compreende uma emulsão invertida. Sem limitação, o fluido de perfuração à base de óleo pode compreender um fluido oleaginoso. Exemplos de líquidos oleaginosos adequados que podem ser incluídos em fluidos de perfuração à base de óleo incluem, mas não estão limitados a, α-olefinas, olefinas internas, alcanos, solventes aromáticos, cicloalcanos, gás de petróleo liquefeito, querosene, óleos diesel, óleos brutos, gasóleos, óleos combustíveis, óleos parafínicos, óleos minerais, óleos minerais de baixa toxicidade, olefinas, ésteres, amidas, óleos sintéticos (por exemplo, poliolefinas), polidiorganossiloxanos, siloxanos, organossiloxanos, éteres, acetais, dialquilcarbonatos, hidrocarbonetos e suas combinações.
[0031] A composição de cimento introduzida no poço pode compreender cimento hidráulico e água. Uma variedade de cimentos hidráulicos pode ser utilizada de acordo com a presente invenção, incluindo, mas não limitado a, aqueles que compreendem cálcio, alumínio, silício, oxigênio, ferro e/ou enxofre, que se estabelecem e endurecem por reação com água. Cimentos hidráulicos adequados podem incluir, mas não estão limitados a cimentos Portland, cimentos de pozolana, cimentos de gipsita, cimentos de alto teor de alumina, cimentos de escória, cimentos de sílica e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, o cimento hidráulico pode compreender um cimento Portland. Em algumas modalidades, os cimentos Portland podem incluir cimentos de Classes A, C, H ou G de acordo com o American Petroleum Institute, API Specification for Materials and Testing for Well Cements, API Specification 10, quinta edição, 1 de julho de 1990. Além disso, em algumas modalidades, o cimento hidráulico pode incluir cimentos classificados como ASTM tipo I, II ou III.
[0032] Como será apreciado, o composto de surfactante sólido pode ser utilizado numa grande variedade de operações subterrâneas, incluindo operações de cimentação de poços. Um exemplo de método pode compreender o fornecimento de um composto de surfactante sólido, que compreende um agente surfactante molhante e um carreador sólido; componentes de mistura compreendendo o composto de surfactante sólido e um fluido base para fornecer um fluido espaçador; e a introdução de um fluido espaçador em um poço de poço de modo que o fluido espaçador desloca um fluido de perfuração no poço. O composto de surfactante sólido pode ser seco por pulverização. A composição de composto de surfactante sólido pode compreender ainda pelo menos um aditivo selecionado do grupo que consiste em um dispersante, um agente antiespumante e qualquer combinação destes. O surfactante molhante compreende pelo menos um surfactante selecionado do grupo constituído por um etoxilato de álcool, um etoxissulfato de álcool, um etoxilato de alquilfenol, um éter de glicol e qualquer combinação destes. O surfactante molhante pode compreender um etoxilato de álcool, em que o etoxilato de álcool compreende álcool etoxilado C8 a C12 com cerca de 4 mols a cerca de 8 mols de óxido de etileno. O carreador sólido pode compreender sílica amorfa, e em que o composto surfactante sólido compreende ainda um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano. O surfactante molhante pode compreender um etoxilato de álcool, em que o etoxilato de álcool compreende álcool etoxilado C12 a C14 com cerca de 10 mols a cerca de 14 mols de óxido de etileno. O carreador sólido pode compreender sílica amorfa e terra diatomácea e em que o composto surfactante sólido compreende ainda um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano. Os componentes misturados para preparar o fluido espaçador podem compreender ainda um aditivo particulado sólido e a mistura compreendendo misturar uma mistura seca que compreende o surfactante sólido e o aditivo particulado sólido com o fluido base. O aditivo particulado sólido compreende pelo menos um material sólido selecionado do grupo consistindo de um agente espessante, xisto vitrificado, pó de forno de cimento, farinha de sílica, bentonita, pedra-pomes, cinzas volantes, hematita, hausmanita, barita, carbonato de cálcio e qualquer combinação destes. O fluido base pode compreender um fluido base aquoso selecionado do grupo que consiste em água doce, água salgada, salmoura, água do mar e qualquer combinação destes. O fluido espaçador pode não ser emulsionado. O fluido espaçador pode ser introduzido em um espaço anular de poço.
[0033] Pode ser fornecida uma composição que compreende um composto de surfactante sólido que compreende um surfactante molhante e um carreador sólido; e um aditivo particulado sólido seco misturado com o composto de surfactante sólido. O composto de surfactante sólido pode ser seco por pulverização. A composição de composto de surfactante sólido pode compreender ainda pelo menos um aditivo selecionado do grupo que consiste em um dispersante, um agente antiespumante e qualquer combinação destes. O surfactante molhante compreende pelo menos um surfactante selecionado do grupo constituído por um etoxilato de álcool, um etoxissulfato de álcool, um etoxilato de alquilfenol, um éter de glicol e qualquer combinação destes. O surfactante molhante pode compreender um etoxilato de álcool, em que o etoxilato de álcool compreende álcool etoxilado C8 a C12 com cerca de 4 mols a cerca de 8 mols de óxido de etileno. O carreador sólido pode compreender sílica amorfa, e em que o composto surfactante sólido compreende ainda um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano. O surfactante molhante pode compreender um etoxilato de álcool, em que o etoxilato de álcool compreende álcool etoxilado C12 a C14 com cerca de 10 mols a cerca de 14 mols de óxido de etileno. O carreador sólido pode compreender sílica amorfa e terra diatomácea e em que o composto surfactante sólido compreende ainda um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano. O aditivo particulado sólido compreende pelo menos um material sólido selecionado do grupo consistindo de um agente espessante, xisto vitrificado, pó de forno de cimento, farinha de sílica, bentonita, pedra-pomes, cinzas volantes, hematita, hausmanita, barita, carbonato de cálcio e qualquer combinação destes.
[0034] Pode ser fornecido um sistema que pode compreender um composto de surfactante sólido para utilização num fluido espaçador, em que o componente de surfactante sólido compreende um surfactante molhante e um carreador sólido; um fluido base para uso no fluido espaçador; e um fluido de bomba acoplado de forma fluida a um tubular em comunicação de fluido com um poço, em que o tubular está configurado para transportar o fluido espaçador para o poço. O sistema pode compreender ainda um recipiente disposto a montante da bomba, em que o fluido espaçador está disposto no recipiente. O composto de surfactante sólido pode ser seco por pulverização. A composição de composto de surfactante sólido pode compreender ainda pelo menos um aditivo selecionado do grupo que consiste em um dispersante, um agente antiespumante e qualquer combinação destes. O surfactante molhante compreende pelo menos um surfactante selecionado do grupo constituído por um etoxilato de álcool, um etoxissulfato de álcool, um etoxilato de alquilfenol, um éter de glicol e qualquer combinação destes. O surfactante molhante pode compreender um etoxilato de álcool, em que o etoxilato de álcool compreende álcool etoxilado C8 a C12 com cerca de 4 mols a cerca de 8 mols de óxido de etileno. O carreador sólido pode compreender sílica amorfa, e em que o composto surfactante sólido compreende ainda um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano. O surfactante molhante pode compreender um etoxilato de álcool, em que o etoxilato de álcool compreende álcool etoxilado C12 a C14 com cerca de 10 mols a cerca de 14 mols de óxido de etileno. O carreador sólido pode compreender sílica amorfa e terra diatomácea e em que o composto surfactante sólido compreende ainda um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano. Os componentes misturados para preparar o fluido espaçador podem compreender ainda um aditivo particulado sólido e a mistura compreendendo misturar uma mistura seca que compreende o surfactante sólido e o aditivo particulado sólido com o fluido base. O aditivo particulado sólido compreende pelo menos um material sólido selecionado do grupo consistindo de um agente espessante, xisto vitrificado, pó de forno de cimento, farinha de sílica, bentonita, pedra-pomes, cinzas volantes, hematita, hausmanita, barita, carbonato de cálcio e qualquer combinação destes. O fluido base pode compreender um fluido base aquoso selecionado do grupo que consiste em água doce, água salgada, salmoura, água do mar e qualquer combinação destes. O fluido espaçador pode não ser emulsionado. O fluido espaçador pode ser introduzido em um espaço anular de poço.
[0035] Sem limitação, os métodos de utilização dos fluídos espaçadores descritos neste documento na consolidação de poços serão agora descritos com mais detalhes com referência às FIGS. 1-3. Qualquer uma das modalidades de um fluido espaçador descrito neste documento pode aplicar no contexto das FIGS. 1-3. A FIG. 1 ilustra um exemplo de sistema 100 que pode ser utilizado para a preparação e entrega de um fluido espaçador no fundo do poço. Deve ser notado que enquanto a FIG. 1 representa, de forma geral, uma operação de base terrestre, os versados na técnica reconhecerão facilmente que os princípios descritos neste documento são igualmente aplicáveis às operações submarinas que empregam plataformas flutuantes ou de base marítima, sem se afastar do escopo da divulgação. Conforme ilustrado na FIG. 1, o sistema 100 pode incluir um recipiente 105 e uma bomba 110. A bomba 110 pode estar posicionada a jusante do recipiente 105 e pode ser acoplada de forma fluida a um tubular 115 que está em comunicação de fluido com o poço 120. O tubular 115 pode ser configurado para circular ou entregar o fluido espaçador ao poço 120. O tubular 115 pode ser compreendido, por exemplo, de um ou mais tubos diferentes que se estendem para dentro do poço 120. A bomba 110 pode ser, por exemplo, uma ou mais bombas de alta pressão ou de baixa pressão, que podem depender, sem limitação, da viscosidade e densidade do fluido espaçador. Sem limitação, a bomba 110 pode extrair o fluido espaçador do recipiente 105, elevar o fluido espaçador para uma pressão apropriada e, em seguida, introduzir o fluido espaçador no tubular 115 para entrega no fundo do poço. Sem limitação, o recipiente 105 e a bomba 110 podem estar dispostos em um ou mais caminhões de cimento, por exemplo. Embora não ilustrado, o sistema 100 pode incluir ainda um misturador de recirculação, um misturador de lote e/ou um misturador de jato, que pode ser usado, por exemplo, na preparação e/ou armazenamento do fluido espaçador. Componentes adicionais não limitantes que podem estar presentes incluem, mas não estão limitados a, tremonhas de fornecimento, válvulas, condensadores, adaptadores, articulações, manômetros, sensores, compressores, controladores de pressão, sensores de pressão, controladores de taxa de fluxo, sensores de taxa de fluxo, sensores de temperatura e afins.
[0036] A FIG. 2 representa uma ou mais formações subterrâneas 200 penetradas pelo poço 120 com o fluido de perfuração 205 disposto nas mesmas. O fluido de perfuração 205 pode incluir o exemplo de fluidos de perfuração descritos neste documento, bem como outros fluidos de perfuração adequados que serão facilmente evidentes para aqueles versados na técnica. Enquanto o poço 120 é mostrado se estendendo geralmente na vertical para uma ou mais formações subterrâneas 200, os princípios descritos neste documento são também aplicáveis a poços que se estendem em um ângulo através de uma ou mais formações subterrâneas 200, como poços perfurados horizontais e inclinados. Conforme ilustrado, o poço 120 compreende paredes 210. Sem limitação, um tubo de revestimento de superfície 215 pode ser cimentado às paredes 210 do poço 120 pela bainha de cimento 220. Sem limitação, uma ou mais colunas de tubulação adicionais (por exemplo, tubo de revestimento intermediário, tubo de revestimento de produção, liners, etc.), mostradas aqui como o tubo de revestimento 225 também podem ser dispostas no poço 120. Conforme ilustrado, existe um espaço anular de poço 230 formado entre o tubo de revestimento 225 e as paredes 210 do poço 120 (e/ou um canal maior, tal como o tubo de revestimento de superfície 215). Embora não mostrado, um ou mais centralizadores podem ser anexados ao tubo de revestimento 225, por exemplo, para centralizar o tubo de revestimento 225 no poço 120 antes e durante a operação de cimentação.
[0037] Conforme ilustrado, uma composição de cimento 235 pode ser introduzida no poço 120. Por exemplo, a composição de cimento 235 pode ser bombeada pelo interior do tubo de revestimento 225. Uma bomba (por exemplo, bomba 110 na FIG. 1) pode ser utilizada para distribuição da composição de cimento 235 no poço 120. Pode ser desejado circular a composição de cimento 235 no poço 120 até estar no espaço anular do poço 230. A composição de cimento 235 pode incluir os exemplos de composições de cimento descritas neste documento, bem como outras composições de cimento adequadas que serão facilmente evidentes para aqueles versados na técnica. Embora não ilustrado, outras técnicas para a introdução da composição de cimento 235 também podem ser utilizadas. A título de exemplo, técnicas de circulação reversíveis podem ser utilizadas, incluindo a introdução da composição de cimento 235 no poço 120 através do espaço anular do poço 230 em vez de através do tubo de revestimento 225.
[0038] Sem limitação, o fluido espaçador 240 pode ser utilizado para separar o fluido de perfuração 205 da composição de cimento 235. A descrição anterior com referência à FIG. 1 para a preparação de um fluido espaçador pode ser utilizada para a distribuição do fluido espaçador 240 para dentro do poço 120. Além disso, uma bomba (por exemplo, a bomba 110 na FIG. 1) também pode ser usada para a entrega do fluido espaçador 240 para dentro do poço 120. O fluido espaçador 240 pode ser utilizado com a composição de cimento 235 para o deslocamento do fluido de perfuração 205 a partir do poço 120, bem como a preparação do poço 120 para a composição de cimento 235. A título de exemplo, o fluido espaçador 240 pode funcionar, inter alia, para remover o fluido de perfuração 205, o fluido de perfuração 205 que é desidratado/gelificado e/ou filtra o sólido do reboco do poço 120 antes da composição de cimento 235. Embora não seja mostrado, um ou mais tampões ou outros dispositivos adequados podem ser utilizados para separar fisicamente o fluido de perfuração 205 do fluido espaçador 240 e/ou o fluido espaçador 240 da composição de cimento 235.
[0039] Referindo-se agora à FIG. 3, o fluido de perfuração 205 foi deslocado do espaço anular de poço 230. Conforme ilustrado, o fluido espaçador 240 e a composição de cimento 235 podem fluir para baixo do interior do tubo de revestimento 225 através do fundo do tubo de revestimento 225 (por exemplo, sapata do tubo de revestimento 300) e em torno do tubo de revestimento 225 para dentro do espaço anular do poço 230, deslocando assim o fluido de perfuração 205. Pelo menos uma porção do fluido de perfuração deslocado 205 pode sair do espaço anular de poço 230 através de uma linha de fluxo 125 e ser depositada, por exemplo, em um ou mais poços de retenção 130 (por exemplo, um poço de lama), como mostrado na FIG. 1. Voltando à FIG. 3, a composição de cimento 235 pode continuar a circular até chegar a uma localização desejada no espaço anular do poço 230. O fluido espaçador 240 (ou uma porção dele) e/ou a composição de cimento 235 podem ser deixados no espaço anular de poço 230. Conforme ilustrado, o fluido espaçador 240 pode ser disposto no espaço anular de poço 230 acima ou em cima da composição de cimento 235. A composição de cimento 235 pode sofrer pega no espaço anular de poço 230 para formar uma bainha anular de material endurecido, substancialmente impermeável (isto é, uma bainha de cimento) que pode suportar e posicionar o tubo de revestimento 225 no poço 120.
[0040] O fluido espaçador exemplificado neste documento divulgado pode afetar direta ou indiretamente um ou mais componentes ou peças de equipamento associados com a preparação, entrega, recaptura, reciclagem, reutilização e/ou eliminação da cinza de cana-de-açúcar e dos fluidos espaçadores associados. Por exemplo, o fluido espaçador (ou seus componentes) pode afetar direta ou indiretamente um ou mais misturadores, equipamentos de mistura relacionados, poços de lama, instalações ou unidades de armazenamento, separadores de composição, trocadores de calor, sensores, medidores, bombas, compressores e similares usados para gerar, armazenar, monitorar, regular e/ou recondicionar os exemplos de cinzas de cana-de-açúcar e fluidos contendo as mesmas. O fluido espaçador divulgado (ou componentes do mesmo) pode também afetar direta ou indiretamente qualquer transporte ou equipamento de distribuição usado para transportar fluido o espaçador para um local de poço ou fundo de poço como, por exemplo, quaisquer recipientes de transporte, canalizações, oleodutos, caminhões, tubulares e/ou tubulações usadas para mover composicionalmente o espaçador de um local para outro, quaisquer bombas, compressores ou motores (por exemplo, da superfície ou fundo de poço) usado para conduzir o fluido espaçador no movimento, quaisquer válvulas ou articulações relacionadas usadas para regular a taxa de fluxo ou pressão do fluido espaçador e quaisquer sensores (ou seja, pressão e temperatura), calibres e/ou suas combinações e afins. O fluido espaçador divulgado também podem afetar direta ou indiretamente os vários equipamentos e ferramentas de fundo de poço que possam entrar em contato com o espaçador, tais como, mas não limitadas a, revestimento de furo de poço, forro de furo de poço, coluna de completação, coluna de inserção, tubos de perfuração, tubulação enrolada, slickline, cabo wireline, tubulação de perfuração, colares de perfuração, motores de lama, motores e/ou bombas de fundo de poço, bombas de cimento, motores e/ou bombas montados na superfície, centralizadores, turbolizantes, raspadores, flutuadores (por exemplo, sapatas, colares, válvulas, etc.), ferramentas de perfilagem e equipamento de telemetria relacionado, atuadores (por exemplo, dispositivos eletromecânicos, dispositivos hidromecânicos, etc.), mangas deslizantes, mangas de produção, tampões, telas, filtros, dispositivos de controle de fluxo (por exemplo, dispositivos de controle de fluxo de entrada, dispositivos de controle de fluxo de entrada autônomos, dispositivos de controle de fluxo de saída, etc.), acoplamentos (por exemplo, conexão molhada eletro-hidráulica, conexão seca, acoplador indutivo, etc.), linhas de controle (por exemplo, elétrica, fibra óptica, hidráulica etc.), linhas de vigilância, brocas de perfuração e alargadores, sensores ou sensores distribuídos, trocadores de calor de fundo de poço, válvulas e dispositivos de acionamento correspondente, vedações de ferramenta, packers, tampões de cimento, tampões de obstrução e outros dispositivos de isolamento de furo de poço ou componentes e semelhantes.
[0041] Para facilitar um entendimento melhor da presente invenção, os seguintes exemplos de algumas das modalidades preferenciais são dados. De forma nenhuma tais exemplos devem ser lidos como limitantes ou definidores do escopo da invenção.
[0042] Dois compostos sólidos de surfactante foram preparados de acordo com os procedimentos a seguir. Os compostos sólidos de surfactante são identificados como Composto de Surfactante Sólido A (SSCA) e Composto de Surfactante Sólido B (SSSB).
[0043] Os seguintes componentes foram utilizados na preparação de SSCA: 14,9% em peso de álcool isodecílico com 6 mols de óxido de etileno; 84,2% em peso de naftaleno sulfonato condensado com 6 mols de formaldeído, 0,45% em peso de uma emulsão de polidimetilsiloxano e 0,45% em peso de sílica amorfa. Primeiro, adicionou-se o álcool isodecil ao condensado de naftaleno sulfonato de formaldeído e misturou-se até formar uma mistura homogênea. A esta mistura, a emulsão de polidimetilsiloxano foi adicionada com a mistura resultante agitada até se formar uma mistura homogênea. Posteriormente, a sílica amorfa foi adicionada com a mistura resultante seca por pulverização para produzir SSCA.
[0044] Os seguintes componentes foram utilizados na preparação de SSCB: 20% em peso de sulfonato de naftaleno condensado com 6 mols de formaldeído; 23% em peso de terra de diatomáceas; 17% em peso de sílica amorfa; 30% em peso de álcool isotridecílico com 12 mols de óxido de etileno; e 10% em peso de emulsão de polidimetilsiloxano. Primeiro, o condensado de naftaleno sulfonato de formaldeído foi misturado em um liquidificador com a terra de diatomáceas seguido da adição da sílica amorfa. Esta mistura foi misturada até formar uma mistura homogênea. O álcool isotridecílico foi então adicionado ao liquidificador contendo esta mistura e misturou-se até ficar homogêneo. Em seguida, a emulsão de polidimetilsiloxano foi adicionada ao liquidificador e misturada até ficar homogênea. Posteriormente, a mistura resultante foi seca por pulverização para produzir SSCB.
[0045] O desempenho do Composto de Surfactante Sólido A (SSCA) preparado como descrito no Exemplo 1 foi testado em um fluido espaçador utilizando uma lama à base de óleo sintético (oil-based mud, OBM) com uma densidade de 12,6 ppg. A OBM e o fluido espaçador foram condicionados à temperatura de teste durante 30 minutos. O fluido espaçador e a OBM foram misturados em várias proporções. A reologia foi medida à temperatura de teste (190° F) usando um viscosímetro FANN™ Modelo 35. A composição do fluido espaçador e os resultados do teste são fornecidos abaixo. Tabela 1 Formulação de Fluido Espaçador
[0046] Na Tabela 1, a abreviatura "gps" refere-se a galões do aditivo por saco de 30 libras da mistura Tuned Spacer™ III e a abreviatura "lb/bbl" refere-se a libras do aditivo por barril de 42 galões do fluido espaçador. Tuned Spacer™ III Blend é uma mistura seca disponibilizada por Halliburton Energy Services, Inc., que compreende de cerca de 60-80% em peso de xisto vitrificado, de cerca de 5-20% em peso de sepiolite, de cerca de 5-20% em peso de terra de diatomáceas e de cerca de 1 a 10 por cento em peso de goma welana. O agente Fe-2™ é um ácido orgânico disponibilizado por Halliburton Services, Inc. O antiespumante D-AIR-5000™ é um aditivo antiespumante disponibilizado por Halliburton Energy Services, Inc. Tabela 2
[0047] O desempenho do Composto de Surfactante Sólido B (SSCB) preparado como descrito no Exemplo 1 foi testado em um fluido espaçador utilizando uma lama à base de óleo sintético (OBM) com uma densidade de 15,7 ppg. A OBM e o fluido espaçador foram condicionados à temperatura de teste durante 30 minutos. O fluido espaçador e a OBM foram misturados em várias proporções. A reologia foi medida à temperatura de teste (190° F) usando um viscosímetro FANN™ Modelo 35. A composição do fluido espaçador e os resultados do teste são fornecidos abaixo. Tabela 3 Formulação de Fluido Espaçador
[0048] Na Tabela 3, a abreviatura "gps" refere-se a galões do aditivo por saco de 30 libras da mistura Tuned Spacer™ III e a abreviatura "lb/bbl" refere-se a libras do aditivo por barril de 42 galões do fluido espaçador. Tabela 4
[0049] O desempenho do Composto de Surfactante Sólido A (SSCA) e do Composto de Surfactante Sólido B (SSCB) preparado como descrito no Exemplo 1 foram testados ainda em um fluido espaçador utilizando uma lama à base de óleo sintético (OBM) com uma densidade de 15,7 ppg. A OBM e o fluido espaçador foram condicionados à temperatura de teste durante 30 minutos. O fluido espaçador e a OBM foram misturados em várias proporções. A reologia foi medida à temperatura de teste (190° F) usando um viscosímetro FANN™ Modelo 35. A composição do fluido espaçador e os resultados do teste são fornecidos abaixo. Tabela 5 Formulação de Fluido Espaçador
[0050] Na Tabela 5, a abreviatura "gps" refere-se a galões do aditivo por saco de 30 libras da mistura Tuned Spacer™ III e a abreviatura "lb/bbl" refere-se a libras do aditivo por barril de 42 galões do fluido espaçador. Tabela 6
[0051] Adicionaram-se compostos de surfactante seco adicionais para testar a molhabilidade dos compostos de surfactante seco e sua compatibilidade com um fluido de perfuração a base de óleo (OBM). Os surfactantes secos adicionais compreendiam diferentes surfactantes molhantes, conforme fornecido abaixo:
[0052] Composto de Surfactante Sólido C (SSCC): Nonilfenol com 10,5 mols de óxido de etileno (Surfactante C)
[0053] Composto de Surfactante Sólido D (SSCD): Sulfato de tetradecil amônio etoxilado (Surfactante D)
[0054] Composto de Surfactante Sólido E (SSCE): Éter monobutílico de etilenoglicol e hexanol com 6 mols de óxido de etileno na razão em peso de 9:1 (Surfactante E)
[0055] Para testar a molhabilidade e a compatibilidade com as OBMs, as combinações dos compostos de surfactante seco em diferentes razões foram incluídas em um fluido espaçador e depois combinadas com a OBM.
[0056] A molhabilidade do composto de surfactante sólido foi testada incluindo 8,932 lb/bbl de SSCC e 10,556 lb/bbl de SSCE no fluido espaçador. Um teste aparente de molhabilidade foi usado para medir leituras de Hogan (HN). A condutividade do fluido espaçador puro e a combinação de fluido espaçador/OBM foram determinadas na Tabela 7. Tabela 7
[0057] Os valores reológicos para diferentes razões do fluido espaçador para a OBM são fornecidos nas Tabelas 8-10 abaixo. Para fins comparativos, os valores reológicos do fluido espaçador combinado/OBM também foram determinados com nenhum surfactante molhante e com um surfactante líquido correspondente. Tabela 8
Tabela 9 
Tabela 10 
[0058] As tabelas 4-6 incluem um fluido espaçador compreendendo um composto de surfactante sólido fornecem uma compatibilidade de fluido de perfuração comparável como surfactantes líquidos correspondentes.
[0059] A descrição anterior fornece várias modalidades dos fluidos espaçadores contendo diferentes aditivos e concentrações dos mesmos, bem como métodos de uso de fluidos espaçadores. Deve ser compreendido que, embora modalidades individuais possam ser discutidas neste documento, a presente divulgação cobre todas as combinações das modalidades divulgadas, incluindo, sem limitação, as diferentes combinações de aditivos, concentrações de aditivos e propriedades de fluido.
[0060] Deve ser compreendido que as composições e métodos estão descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como usados nas reivindicações, são definidos neste documento para significar um ou mais do que um do elemento que eles introduzem.
[0061] Por razões de brevidade, somente certos intervalos estão explicitamente divulgados neste documento. Entretanto, faixas de qualquer limite inferior podem ser combinadas com qualquer limite superior para relatar uma faixa não explicitamente relatada, bem como as faixas de qualquer limite inferior podem ser combinadas com qualquer outro limite inferior para relatar uma faixa não explicitamente relatada, da mesma maneira, faixas de qualquer limite superior podem ser combinadas com qualquer outro limite superior para relatar uma faixa não explicitamente relatada. Adicionalmente, sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for divulgada, qualquer número e qualquer faixa incluída que caia dentro da faixa também serão especificamente divulgados. Em particular, cada intervalo de valores (na forma, “de cerca de a cerca de b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a até b” ou equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) divulgado neste documento deve ser compreendido como compreendendo cada número e faixa contida dentro da faixa mais ampla de valores, mesmo se não explicitamente relatado. Assim, cada ponto ou valor individual poderá servir como seu próprio limite inferior ou superior combinado com qualquer outro ponto ou valor individual ou qualquer outro limite inferior ou superior, para relatar uma faixa não explicitamente relatada.
[0062] Assim, a presente invenção é devidamente adaptada para corresponder às finalidades e vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes à mesma. As modalidades particulares divulgadas acima são meramente ilustrativas, uma vez que a presente invenção pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes, porém equivalentes, evidentes àqueles versados na técnica que tiverem o benefício dos ensinamentos neste documento. Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, a não ser aquelas descritas nas reivindicações abaixo. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado simples e comum, a menos que explicitamente e claramente definido de outra forma pelo titular da patente. É, portanto, evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas as tais variações são consideradas dentro do escopo e espírito da presente invenção. Se existir qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório descritivo e em uma ou mais patentes ou outros documentos que possam ser incorporados neste por referência, as definições que forem consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.
Claims (10)
1. Método de utilização de compostos de surfactantes sólidos em operações de cimentação de poços, compreendendo: fornecimento de composto de surfactante sólido compreendendo um surfactante molhante e um carreador sólido; mistura de componentes que compreendem o composto de surfactante sólido e um fluido base para fornecer um fluido espaçador (240); e introdução de um fluido espaçador (240) em um poço (120) de modo que o fluido espaçador (240) desloca um fluido de perfuração (205) no poço (120), caracterizado pelo fato de que o surfactante molhante compreende um etoxilato de álcool etoxilado C12 a C14 com 10 mols a 14 mols de óxido de etileno, em que o carreador sólido compreende sílica amorfa e terra diatomácea, e em que o composto de surfactante sólido compreende adicionalmente um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto de surfactante sólido é seco por pulverização.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto de surfactante sólido compreende adicionalmente pelo menos um aditivo selecionado do grupo que consiste em um dispersante, um agente antiespumante e qualquer combinação destes.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carreador sólido compreende sílica amorfa, e em que o composto de surfactante sólido compreende adicionalmente um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os componentes misturados para preparar o fluido espaçador (240) compreendem adicionalmente um aditivo particulado sólido, e a mistura compreendendo misturar uma mistura seca que compreende o surfactante sólido e o aditivo particulado sólido com o fluido base.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido base compreende um fluido base aquoso selecionado do grupo que consiste em água doce, água salgada, salmoura, água do mar e qualquer combinação destas.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido espaçador (240) não é emulsificado.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido espaçador (240) é introduzido em um espaço anular de poço (230).
9. Sistema (100) de utilização de compostos de surfactantes sólidos em operações de cimentação de poços, compreendendo: um composto de surfactante sólido para uso em um fluido espaçador (240), em que o composto de surfactante sólido compreende um surfactante molhante e um carreador sólido; um fluido base para uso no fluido espaçador (240); e um fluido de bomba (110) acoplado de forma fluida a um tubular (115) em comunicação de fluido com um poço (120), em que o tubular (115) está configurado para transportar o fluido espaçador (240) para o poço (120), caracterizado pelo fato de que o surfactante molhante compreende um etoxilato de álcool etoxilado C12 a C14 com 10 mols a 14 mols de óxido de etileno, em que o carreador sólido compreende sílica amorfa e terra diatomácea, e em que o composto de surfactante sólido compreende adicionalmente um condensado de naftaleno sulfonato formaldeído e um polidimetilsiloxano.
10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um recipiente (105) disposto a montante da bomba (110), em que o fluido espaçador (240) está disposto no recipiente (105).
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