BRPI0700126B1

BRPI0700126B1 - Compósito compreendendo um particulado poroso e um agente para tratamento de poços solúveis em hidrocarbonetos

Info

Publication number: BRPI0700126B1
Application number: BRPI0700126-6A
Authority: BR
Inventors: Philip B. Kaufman; Harold L. Becker
Original assignee: Bj Services Company
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2022-04-12
Also published as: GB2434604B; GB2434604A; GB0701576D0; NO343349B1; RU2007103128A; BRPI0700126A; CA2574808C; US7598209B2; US20070173417A1; NO20070451L; CA2574808A1; AR057381A1

Abstract

COMPÓSITOS POROSOS CONTENDO AGENTES PARA TRATAMENTO DE POÇOS SOLÚVEIS EM HIDROCARBONETOS E PROCESSOS PARA A UTILIZAÇÃO DOS MESMOS. A presente invenção refere-se a compósitos contendo um agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto podem ser fornecidos a um poço utilizando um particulado poroso. Tais agentes para tratamento de poços podem, por exemplo, inibir a formação de parafinas, sais, hidratos gasosos, asfaltenos e/ou outros processos deletérios tal como a emulsificação (tanto de água-em-óleo quanto de óleo-em-água). Ainda, outros agentes para tratamento de poços incluem agentes formadores de espuma, agentes de expulsão de oxigênio, biocidas e tensoativos assim como outros agentes em que se deseja uma liberação lenta no poço de produção.

Description

Especificação Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a compósitos que contêm agentes para tratamento de poços solúveis em hidrocarboneto que são incorporados em particulados porosos. Após serem introduzidos em fluidos para campos de petróleo, os agentes para tratamento de poços dos compósitos são lentamente liberados nos ambientes.

Fundamento da Invenção

[0002] Os fluidos para campos de petróleo (por exemplo, óleo, gás e água) são misturas complexas de hidrocarbonetos alifáticos, moléculas aromáticas, heteroatômicas, sais aniônicos e catiônicos, ácidos, areias, sedimentos, argilas e um arranjo amplo de outros componentes. A natureza destes fluidos combinada com condições rigorosas de calor, pressão e turbulência aos quais são freqüentemente submetidos durante a recuperação, são fatores que contribuem para o depósito de parafina (incluindo a precipitação de cristais de cera), para a emulsificação (tanto água-em-óleo quanto óleo-em-água), formação de hidrato gasoso, corrosão e precipitação de asfalteno em óleo e/ou poços de produção de gás e equipamento de superfície. Isto, por sua vez, diminui a permeabilidade da formação subterrânea, reduz a produtividade dos poços e encurta o tempo de vida do equipamento de produção. A fim de se livrar de tais depósitos e precipitados indesejados dos poços e do equipamento, é necessário interromper a produção o que é tanto demorado como caro.

[0003] Por exemplo, as ceras de hidrocarboneto de parafina que tendem a precipitar e cristalizar a baixas temperaturas, fazem com que o óleo perca sua fluidez. Ao longo de uma faixa de temperaturas, estes cristais de cera de parafina continuam a se agregar e podem ainda solidificar o óleo. Isto cria dificuldades no transporte do combustível de petróleo ou do óleo bruto através das linhas de fluxo, válvulas e bombas. Os cristais de cera de parafina são particularmente problemáticos a temperaturas mais baixas e em climas mais frios em que, à medida que a temperatura cai e se aproxima ao ponto de fluidez do óleo bruto, o transporte do óleo bruto fica mais difícil. Uma vez fora da solução, os cristais de cera de parafina freqüentemente obstruem as linhas de fluxo, os encanamentos de produção, linhas de fluxo, as telas e os filtros.

[0004] Vários agentes para tratamento de poços são freqüentemente utilizados na produção de poços para prevenir os efeitos deletérios causados por tais formações e precipitados. Por exemplo, os agentes de diminuição do ponto de fluidez e os modificadores do cristal de cera foram utilizados para alterar a natureza dos cristais de cera que precipitam do combustível de petróleo ou do óleo bruto, reduzindo assim a tendência dos cristais de cera de se transformarem em um gel.

[0005] É essencial que tais agentes para tratamento de poços sejam colocados em contato com os fluidos para campos de petróleo contidos na formação antes que tais fluidos entrem no buraco do poço onde os efeitos deletérios são comumente encontrados. São conhecidos na técnica vários métodos para a introdução de tais agentes para tratamento de poços em poços de produção. Uma desvantagem principal de tais métodos da técnica anterior é a dificuldade em liberar o agente para tratamento de poços no poço ao longo de um período de tempo constante. Como um resultado, os tratamentos têm ser repetidamente realizados para garantir que o nível necessário de agente para tratamento de poços esteja continuamente presente no poço. Tais tratamentos resultam na perda de rendimento da produção por causa da interrupção do funcionamento.

[0006] São, portanto, procurados métodos de tratamento para a introdução de agentes para tratamento de poços em poços de óleo e/ou de gás em que o agente para tratamento de poços pode ser liberado ao longo de um período de tempo constante. É desejado que tais métodos não requeram atenção contínua dos operadores ao longo de períodos prolongados.

Sumário da Invenção

[0007] Os compósitos da invenção são compostos de um particulado poroso e pelo menos um agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto. Os compósitos possuem capacidade de serem aplicados particularmente no tratamento de um poço que penetra uma formação subterrânea. Em uma modalidade preferida, os compósitos são empregados na forma de agentes de propulsão. Os compósitos podem ser adicionados a um fluido transporte ou de tratamento, quando necessário, para bombeamento para dentro da formação.

[0008] A porosidade e a permeabilidade do particulado poroso é tal que o agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto pode ser absorvido nos espaços intersticiais do material particulado poroso. Tipicamente, o particulado poroso do compósito possui uma porosidade que não é maior que 30%.

[0009] O particulado poroso é preferencialmente uma cerâmica porosa não tratada, um óxido inorgânico ou um material polimérico orgânico. Os particulados porosos adequados incluem aluminossilicatos, carbureto de silício, alumina e outros materiais com base em sílica.

[00010] O agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto é preferencialmente um desemulsificante, um inibidor de corrosão, um inibidor de parafina tal como um modificador de cristal de cera, um inibidor de hidrato gasoso, um agente de floculação, um agente de dispersão de asfalteno ou uma combinação dos mesmos.

[00011] São preferidos como agentes para tratamento de poços solúveis em hidrocarboneto os modificadores poliméricos de cristal de cera, tais como os selecionados de co-polímeros de etileno/acetato de vinila, homopolímeros e co-polímeros de ésteres de acrilato, resinas de fenol-aldeído e co-polímeros de olefina/ésteres maléicos co-polímeros.

[00012] Os compósitos possuem aplicabilidade particular no tratamento de um poço que penetra em uma formação subterrânea uma vez que o agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto é lentamente lixiviado no fluido de poço ao longo de um período de tempo.

Breve Descrição das Figuras

[00013] Para entender mais completamente as figuras referidas na descrição detalhada da presente invenção, é apresentada uma breve descrição de cada figura, em que:

[00014] A figura 1 ilustra a permeabilidade dos compósitos impregnados porosos da invenção versus areia de Ottawa 20/40.

[00015] A figura 2 ilustra a condutividade dos compósitos impregnados porosos da invenção versus areia de Ottawa 20/40.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

[00016] Os compósitos da invenção são capazes de fornecer um meio de liberar lentamente um agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto para dentro de uma formação subterrânea. Os compósitos da invenção são compostos de um particulado poroso e pelo menos um agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto. Tipicamente, o tamanho de partícula do particulado poroso fica tipicamente entre aproximadamente 0,3 mm até aproximadamente 5 mm, preferencialmente entre aproximadamente 0,4 até aproximadamente 2 mm.

[00017] A porosidade e a permeabilidade do particulado poroso são tais que o agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto pode ser absorvido nos poros do material poroso particulado. Tipicamente, a porosidade do particulado poroso fica entre aproximadamente 5 até aproximadamente 30 por cento do volume. Um instrumento disponível comercialmente que utiliza intrusão de mercúrio, tal como o AutoPoro Mercury Porosimeter (Micromeritics, Norcross, GA), para a medida da porosidade interna do particulado e o volume intersticial (de um recheio) pode ser utilizado para determinar a porosidade do particulado poroso. Os exemplos de tipos de materiais adequados para uso na forma de particulados porosos incluem particulados que possuem uma matriz porosa.

[00018] Os particulados porosos são geralmente esféricos e insolúveis em fluidos para poços sob condições subterrâneas, tais como a temperaturas menores que aproximadamente 250°C e pressões menores que aproximadamente 80 MPa. Os particulados podem ser suficientemente fortes para serem utilizados por si só a altas pressões. Podem ainda ser utilizados em associação com outros agentes para tratamento de poços incluindo materiais propulsores não porosos, tal como uma areia.

[00019] O particulado poroso do compósito pode ser qualquer particulado de cerâmica poroso que ocorre naturalmente ou fabricado ou engenheirado, assim como qualquer material polimérico orgânico, que possua uma porosidade inerente e/ou induzida e exiba as propriedades físicas necessárias, tais como características de partícula, resistência desejada e/ou densidade aparente, para se ajustar às condições buraco abaixo particulares para o tratamento de poços.

[00020] Por exemplo, quando utilizado na fratura hidráulica e/ou nos tratamentos de controle de areia, o particulado poroso pode ser selecionado de forma a exibir resistência ao esmagamento sob condições tão altas quanto esforço de fechamento de 68,94 MPa (10.000 psi), API RP 56 ou API RP 60, geralmente um esforço de fechamento entre aproximadamente 1.723,7 (250) até aproximadamente 55,15 MPa (8.000 psi).

[00021] Os particulados de cerâmica porosos podem ser seletivamente produzidos partindo de materiais brutos tais como os descritos na Patente U.S. No 5.188.175; na Patente U.S. No 4.427.068; e na Patente U.S. No 4.522.731, que são cada uma incorporada aqui como referência, tal como através da inclusão de etapas de processo selecionadas no processo de produção do material inicial para resultar em um material que possua as características desejadas de porosidade, permeabilidade, densidade aparente ou gravidade específica aparente (ASG) e combinações das mesmas.

[00022] São adequados como materiais de cerâmica inorgânicos alumina, vidro magnético, óxido de titânio, óxido de zircônio, carbureto de silício, aluminossilicatos e outros materiais com base em sílica.

[00023] Os exemplos de materiais porosos particulados não naturais para uso na invenção incluem, mas não estão limitados a partículas de cerâmica porosas, tais como partículas caoliníticas queimadas, assim como bauxita parcialmente sinterizada. Os particulados porosos podem ainda ser materiais de cerâmica porosos naturais, tais como rochas vulcânicas de baixo peso, como pedra- pomes, assim como perlita e outras "lavas" porosas como basalto poroso do Havaí (vesicular), Diabase porosa da Virgínia e Rhyolite de Utah. Tais materiais que ocorrem naturalmente podem ser reforçados ou endurecidos através do uso de agentes de modificação para aumentar a capacidade do material que ocorre naturalmente de resistir à deformação. Pode ser empregado um agente aglutinante de amido.

[00024] Ainda, são adequados como particulados porosos os particulados apresentados na Patente U.S. No 5.964.291.

[00025] Os materiais poliméricos adequados para uso como os particulados porosos incluem resinas termoendurecível, tais como poliestireno, um co-polímero de estireno-divinilbenzeno, um poliacrilato, um polialquilacrilato, um éster de poliacrilato, um éster de polialquil acrilato, um amido modificado, um poliepóxido, um poliuretano, um poliisocianato, uma resina de fenol formaldeído, uma resina de furano ou uma resina de melamina formaldeído.

[00026] Os compósitos da invenção podem ser empregados com fluidos transportes ou de tratamento para facilitar a colocação do compósito em uma localização desejada dentro da formação. Os fluidos podem ser gelificados ou não gelificados. Em uma modalidade, os compósitos porosos podem ser introduzidos ou bombeados para dentro de um poço assim como partículas com flutuação neutra, por exemplo, em um fluido transporte de solução de cloreto de sódio saturada ou um fluido transporte que é qualquer salmoura para processamento ou acabamento conhecida na técnica.

[00027] Em uma modalidade preferida, o material poroso particulado é um material particulado com peso relativamente baixo ou com flutuação substancialmente neutra. O termo "peso relativamente baixo" deve ser referir a um particulado que tenha uma ASG (API RP 56) que é substancialmente menor que a de um material particulado convencional empregado em operações de fratura hidráulica ou de controle de areia, por exemplo, areia (possuindo uma ASG, API RP 60, de 2,65) ou bauxita (possuindo uma ASG de 3,55). A ASG de um material com peso relativamente baixo é preferencialmente menor que aproximadamente 2,4, mais preferencialmente menor que ou igual a 2,0, ainda mais preferencialmente menor que ou igual a 1,75, mais preferencialmente menor que ou igual a 1,25.

[00028] Ainda, mesclas dos materiais referidos podem ser utilizadas para atingir os resultados e/ou custos desejados para o tratamento de poços. As mesclas podem consistir dos particulados porosos referidos assim como dos particulados não incluídos dentro dos particulados porosos da invenção. Os tipos de partículas que podem ser selecionados para uso em tais mesclas incluem tais particulados não porosos como areia convencional, tal como a areia de Ottawa.

[00029] Tais tipos diferentes de particulados podem ser selecionados, por exemplo, para conseguir uma mescla de gravidades ou densidades específicas diferentes em relação ao fluido transporte selecionado. Por exemplo, uma mescla de três partículas diferentes pode ser selecionada para uso em um tratamento de fratura na água para formar uma mescla de particulados para tratamento de poços que possuem três gravidades específicas diferentes, tal como uma ASG do primeiro tipo de partícula de aproximadamente 1 até menos que aproximadamente 1,5; uma ASG do segundo tipo de partícula de mais que aproximadamente 1,5 até aproximadamente 2,0; e a ASG do terceiro tipo de partícula de aproximadamente mais que aproximadamente 2,0 até aproximadamente 3,0; ou em uma modalidade específica os três tipos de partículas possuindo as respectivas gravidades específicas de aproximadamente 2,65, aproximadamente 1,7 e aproximadamente 1,2. Em um exemplo, pelo menos um dos tipos de particulados selecionados para o tratamento de poços pode ser selecionado como tendo uma flutuação substancialmente neutra no fluido transporte ou de tratamento selecionado.

[00030] Uma vez que os agentes para tratamento de poços empregados nos compósitos são capazes de ser absorvidos nos espaços intersticial dos particulados porosos, os agentes para tratamento de poços podem ser lentamente liberados do compósito após a introdução em uma área direcionada. O compósito da invenção permite, portanto, um fornecimento contínuo do agente para tratamento de poços na área direcionada.

[00031] O agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto é preferencialmente um desemulsificante, um inibidor de corrosão, um inibidor de parafina, um inibidor de hidrato gasoso, um agente de floculação, um agente de dispersão de asfalteno ou um modificador de cristal de cera ou uma combinação dos mesmos.

[00032] Os modificadores poliméricos de cristal de cera úteis na presente invenção incluem geralmente acrilatos e metacrilatos com grupos pendentes de C16 até C50, assim como polímeros com longos segmentos de cadeia de carbono saturados em repetição tais como co-polímeros de vinil acetato de etileno. Estes incluem, mas não estão limitados a ésteres de acrilato ou de metacrilato de álcoois de cadeia longa, ésteres alcoólicos de cadeia longa de ácido maléico, ésteres de ácidos graxos de cadeia longa de polímeros de acrilato e de metacrilato, ésteres de alquil olefina maléicos e polímeros de vinil acetato de etileno com pesos moleculares variáveis. Ainda, os modificadores de cristal de cera podem incluir aqueles que possuem compostos polares solúveis em óleo contendo grupos iônicos ou polares, por exemplo, sais de amina e/ou amidas, que podem ser obtidos através da reação de aminas alifáticas ou aromáticas, preferencialmente aminas alifáticas de cadeia longa, com ácidos mono-, di-, tri- ou tetracarboxílicos alifáticos ou aromáticos ou anidridos dos mesmos. São também considerados os co-polímeros, os terpolímeros e os tetrapolímeros.

[00033] Outros modificadores de cristal de cera incluem co- polímeros de anidrido maléico e compostos alfa-, beta-insaturados, que podem, se desejado, ser reagidos com monoalquilaminas primárias e/ou álcoois alifáticos, os produtos da reação de alquenilspirobislactonas com aminas e produtos da reação de terpolímeros com base em anidridos dicarboxílicos alfa-, beta- insaturados, compostos alfa-, beta-insaturados e éteres de polioxialquileno de álcoois insaturados inferiores. As resinas de alquilfenol-formaldeído são também adequadas com agentes de dispersão de parafina.

[00034] Os modificadores de cristal de cera preferidos incluem co- polímeros de vinil acetato de etileno, ésteres de alquila olefina maléica, ésteres de acrilato, ésteres metacrílicos e misturas dos mesmos incluindo homopolímeros e co-polímeros de ésteres lineares C’6-C24 de ácidos acrílicos e metacrílicos e ésteres de co-polímero C20 alfa olefina-maléico de álcoois lineares C16-C24 e resinas C16-C28 de fenol formaldeído substituídas em para.

[00035] São preferidos os modificadores poliméricos de cristal de cera tais como os selecionados de co-polímeros de etileno/acetato de vinila, homopolímeros e co-polímeros de ésteres de acrilato, resinas de fenol-aldeído e co-polímeros de olefina/ésteres maléicos.

[00036] Os agentes para tratamento de poços solúveis em óleo dos compósitos são lentamente liberados dentro dos fluidos de produção. Por exemplo, a formação de precipitados de cristais de cera que freqüentemente impede o fluxo e o transporte do óleo bruto ao longo do encanamento, das linhas de fluxo e das bombas é interrompida pela liberação lenta de modificadores de cristais de cera poliméricos no compósito. Os compósitos são, portanto, eficientes em retardar a formação de precipitados de cristais de parafina, enquanto permanecem fluidos ao longo de uma faixa de temperaturas de -40°C até 70°C. Os compósitos são ainda eficientes nos modificadores de cristal de cera para proteção contra ação do inverno ou congelamento.

[00037] Os exemplos de agentes desemulsificantes que são úteis incluem, mas não estão limitados a polióis oxialquilados, produtos da condensação de fenol-formaldeído oxialquilados, poliaminas oxialquiladas, sulfonatos de alquil benzeno, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, co-polímeros em blocos de óxido de etileno e óxido de propileno, condensados de glicol amina e sais e ésteres de ácidos solúveis em óleo.

[00038] Por exemplo, pode-se utilizar trimetilol alcanos oxialquilados com pesos moleculares na faixa de 1.000 até 10.000 e preferencialmente na faixa de 3.000 até 8.000. Preferencialmente, o trimetilol alcano oxialquilado é um trimetilol etano ou propano oxialquilado, especialmente quando os grupos oxialquilenos forem compostos de uma mistura de grupos propilenoóxi e etilenóxi e quando estes grupos estão dispostos para formarem blocos relativamente hidrofóbicos adjacentes ao grupo trimetilol e blocos relativamente hidrofílicos remotos em relação ao grupo trimetilol.

[00039] Um outro tipo de desemulsificantes adequados é constituído de produtos da condensação de alquil fenol-formaldeído oxialquilado. Tipicamente, estes produtos possuem pesos moleculares na faixa de aproximadamente 4.000 até aproximadamente 6.000 e são compreendidos de grupamentos de fenol substituídos por alquila inferior ligados juntos através de grupos metileno e em que os grupos hidroxila dos grupamentos fenólicos foram etoxilados. Tais produtos podem ser fornecidos na forma de um concentrado em um solvente aromático.

[00040] Um outro tipo adequado de desemulsificante é compreendido dos derivados tetrapolioxialquileno de etileno diamina, especialmente os derivados tetrapoli (oxietileno)-poli (oxipropileno) de etileno diamina. As misturas de sulfonatos de alquilarila, polioxialquileno glicóis e resinas alquilfenólicas oxialquiladas também são adequadas. São também úteis como desemulsificantes os co- polímeros em bloco de óxido de propileno e óxido de etileno. Os condensados de glicol amina adequados estão disponíveis sob o nome comercial TRITON da Rohm & Haas Company.

[00041] Os exemplos de inibidores de corrosão úteis para a prática da invenção incluem tiazóis, triazóis e tiadiazóis. Os exemplos de tais compostos incluem benzotriazol, totiltriazol, octiltriazol, deciltriazol, dodeciltriazol, 2-mercaptobenzotiazol, 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, 2-mercapto-5-hidrocarbiltio-1,3,4-tiadiazóis, 2-mercapto-5- hidrocarbilditio-1,3,4-tiadiazóis, 2,5-bis (hidrocarbiltio)-1,3,4-tiadiazóis e 2,5-(bis) (hidrocarbilditio)-1,3,4-tiadiazóis.

[00042] Outros tipos de inibidores de corrosão adequados para uso nas composições desta invenção incluem ácidos diméricos e triméricos, tais como os que são produzidos partindo de ácidos graxos de óleo tall, ácido oléico e ácido linoléico. Um outro tipo útil de inibidor de corrosão para uso na prática desta invenção são inibidores de corrosão de ácido alquenil succínico e de anidrido alquenil succínico tais como, por exemplo, ácido tetrapropenilsuccínico, anidrido tetrapropenilsuccínico, ácido tetradecenilsuccínico, anidrido tetradecenilsuccínico, ácido hexadecenilsuccínico e anidrido hexadecenilsuccínico. São também úteis os meio ésteres de ácidos alquenil succínicos que possuem 8 até 24 átomos de carbono no grupo alquenila com álcoois tais como os poliglicóis. Outros inibidores de corrosão adequados incluem derivados do ácido aminossuccínico; éter aminas; fosfatos ácidos; aminas; compostos polietoxilados tais como aminas etoxiladas, fenóis etoxilados e álcoois etoxilados; imidazolinas.

[00043] Os reagentes químicos de tratamento de hidrato gasoso ou os inibidores que são úteis para a prática da presente invenção incluem, mas não estão limitados a ésteres solúveis em óleo de hidroxicarboxamidas alcoxiladas conhecidas na técnica.

[00044] Os exemplos de reagentes químicos para tratamento de asfalteno incluem, mas não estão limitados a sais básicos de ferro de ácidos orgânicos, misturas de hidróxido de ferro e um sabão de cálcio básico, sais de magnésio básicos e solúveis em óleo de ácidos sulfônicos, succinimidas, opcionalmente em combinação com compostos de carbonil manganês solúveis em água e/ou um sal de metal neutro ou alcalino básico ou um sal de metal alcalino terroso de um componente ácido orgânico, assim como aminas graxas alcoxiladas e derivados de amina graxa, opcionalmente em combinação com um sal metálico orgânico.

[00045] Os exemplo de tensoativos incluem tensoativos catiônicos, anfotéricos, aniônicos e não aniônicos incluindo alquil aminas etoxiladas, alquil diaminas etoxiladas, alquil amidas etoxiladas e misturas das mesmas, tais como as representadas pela fórmula:

em que R é um grupo metila, n é um número inteiro 2 até 25, x e y são números inteiros e x+y é de 2 até 50.

[00046] Ainda, os tensoativos adequados incluem álcoois alquílicos alcoxilados, monoésteres de alquila alcoxilados, diésteres de alquila alcoxilados e misturas dos mesmos, tais como os representados pelas respectivas fórmulas R-(CH2)p-O-(M-O)m-H; R-(CH2)p-CO-O-(M-O)m-H; e R--(CH2)p-CO-O-(M-O)m-CO-(CH2)p-R em que R é um grupo metila, p é um número inteiro de aproximadamente 5 até 17, m é um número inteiro de aproximadamente 2 até 50, M é CH2-CH2, CH2-CH2-CH2, CH2-CH-CH3, CH2-CH2-CH2-CH2, CH2-CH-(CH3)-CH2 ou misturas dos mesmos.

[00047] Entende-se que o termo "alquila" na alquil amina etoxilada, alquil diamina etoxilada, alquil amida etoxilada, álcoois alquílicos, monoésteres de alquila alcoxilados e diésteres de alquila alcoxilados representa alquil hidrocarbonetos saturados, alquil hidrocarbonetos insaturados ou misturas dos mesmos.

[00048] O agente para tratamento de poços é preferencialmente um material líquido. Se o agente para tratamento de poços for um sólido, este pode ser dissolvido em um solvente adequado, tornando-o assim líquido.

[00049] Os compósitos podem ser preparados através de processos convencionais, tais como eletrofusão, secagem por spray e peletização. Em uma modalidade preferida, os compósitos são preparados através da colocação do particulado poroso em uma solução ou uma suspensão diluída do agente para tratamento de poços e permitindo que o particulado poroso embeba o agente para tratamento de poços.

[00050] Por exemplo, os modificadores de cristal de cera adequados podem ser adicionados e dissolvidos em solvente bipolar ou mistura de solventes a temperaturas elevadas, tipicamente variando de aproximadamente 65°C até aproximadamente 175°C e então resfriados (tipicamente à temperatura ambiente) com mistura para formar uma suspensão das partículas poliméricas do modificador de cristal de cera finamente divididas. Alternativamente, um solvente orgânico (ou solventes) também pode ser adicionado (tipicamente durante a fase de resfriamento) para auxiliar no desenvolvimento da suspensão polimérica. Alternativamente, o solvente orgânico pode ser adicionado na mistura de polímero/solvente antes ou durante a fase de aquecimento. Tensoativos e agentes de suspensão também podem ser adicionados. O particulado poroso é então adicionado à suspensão e a mistura é agitada a uma temperatura em que o agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto permanece líquido, tipicamente até a saturação ou até que a absorção máxima do particulado poroso seja atingida. A mistura pode ser também realizada a vácuo especialmente quando for desejada a remoção do ar no particulado poroso. O vácuo é tipicamente realizado à ou abaixo da temperatura ambiente.

[00051] Os solventes que podem ser utilizados para o desenvolvimento da suspensão polimérica incluem, mas não estão limitados a dietileno glicol, butanol, isobutanol, 2-etil hexanol, butil carbitol e butil cellosolve. O dietileno glicol é o solvente mais preferido para uso com uma mistura de polímero/solvente bipolar que compreende co-polímeros de vinil acetato de etileno em álcoois monohídricos etoxilados. Entretanto, a seleção do solvente apropriado dependerá em grande parte do tipo de agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto dentro do compósito, assim como da faixa de parâmetros de solubilidade, das características de pontes de hidrogênio e das densidades que são necessários para a formação de partículas poliméricas altamente dispersas e finamente divididas.

[00052] Alternativamente, os modificadores poliméricos de cristal de cera podem ser primeiramente solvatados em um solvente ou uma mistura de solventes alifáticos não polares (tais como querosene e hidrocarboneto de petróleo destilado) ou outros solventes parafínicos aromáticos baixos e então misturados e aquecidos para formar uma solução. Geralmente, a mistura de polímero/solvente alifático é aquecida a uma temperatura acima do ponto de fusão dos polímeros. O solvente é então extraído através da adição de um solvente bipolar tal como o álcool isopropílico com mistura vigorosa para dispersar as partículas de polímero.

[00053] Os solventes bipolares úteis incluem álcoois, álcoois etoxilados, ésteres glicol éter, alcanos e turpenos. Os solventes bipolares preferidos incluem C3-C16 álcoois e/ou álcoois etoxilados com processamento até seis resíduos de óxido de etileno, C2-C10 ésteres de mono-, di- e triglicol éteres, C8-C16 alcanos e turpenos (por exemplo, turpentina, dipenteno e alfa-pineno). Os solventes bipolares mais preferidos incluem álcoois monohídricos etoxilados tal como ALFONIC 6-3 (C6 álcool monohídrico normal condensado com 3 moles de óxido de etileno, disponível comercialmente na Vista Chemical Company) e ALFONIC 810-2 (C8-C10 álcool monohídrico normal misto condensado com 2 moles de óxido de etileno, disponível comercialmente na Vista Chemical Company), 2-etil hexanol, metanol, etanol, butanol, isobutanol, álcool isopropílico e misturas dos mesmos.

[00054] Em geral, 2 até 30% em peso do modificador de cristal de cera são dissolvidos em 5 até 55% em peso do solvente bipolar. Em uma modalidade preferida, 10 até 25% em peso do modificador de cristal de cera são dissolvidos em 35 até 50% em peso do solvente bipolar. Em uma modalidade mais preferida, 15 até 25% em peso do modificador de cristal de cera são dissolvidos em 40 até 50% em peso do solvente bipolar. Uma vez que o modificador de cristal de cera foi dissolvido no solvente bipolar a temperaturas elevadas, é permitido que a mistura de polímero/solvente resfrie até a temperatura ambiente com mistura vigorosa. Quando um solvente orgânico é utilizado, tipicamente 5 até 50% em peso do solvente são adicionados. Em uma modalidade preferida, 25 até 45% em peso do solvente são adicionados e em uma modalidade mais preferida, 30 até 45% em peso do solvente são adicionados. Alternativamente, uma porcentagem em peso maior do solvente bipolar ou de uma combinação de solventes pode ser utilizada no lugar do solvente. Em certas modalidades, solventes aromáticos tais como xileno e tolueno também podem ser utilizados. Tensoativos tais como monooleato de sorbitana, monopalmitato de sorbitana e xileno sulfonato de sódio podem ser adicionados ao solvente bipolar ou polar para auxiliar na dispersão das partículas do modificador de cristal de cera. Agentes de suspensão ou agentes de aumento da viscosidade também podem ser utilizados. Um agente de aumento da viscosidade preferido é polivinil pirrolidona.

[00055] A interrupção dos modificadores de cristal de cera altera a morfologia dos cristais de parafina que já estão presentes no combustível de petróleo ou no óleo bruto e retarda o crescimento adicional de cristais, alterando o ponto de cristalização do combustível de petróleo ou do óleo bruto que está sendo tratado.

[00056] Os compósitos da invenção não requerem quantidades excessivas de agentes para tratamento de poços. A quantidade de agente para tratamento de poços no compósito é a quantidade suficiente para realizar o resultado desejado ao longo de um período de tempo constante. Geralmente, a quantidade do agente para tratamento de poços no compósito é de aproximadamente 0,05 até aproximadamente 5 (preferencialmente de aproximadamente 0,1 até aproximadamente 2) por cento em peso com base no peso total do compósito.

[00057] A proporção em peso do agente para tratamento de poços em relação ao absorvente insolúvel em água fica geralmente entre aproximadamente 90:10 até aproximadamente 10:90.

[00058] O compósito é tipicamente introduzido na formação na forma de um componente de uma composição para tratamento de poços que contém ainda um fluido transporte ou de tratamento. Qualquer fluido transporte adequado para o transporte do particulado para dentro de um poço e/ou fratura de formação subterrânea em comunicação com o mesmo pode ser empregado incluindo fluidos transportes que incluem uma salmoura de processamento ou de acabamento. O fluido transporte pode ser água salgada, água doce, uma salmoura tal como uma solução de cloreto de potássio ou de cloreto de sódio saturada, hidrocarbonetos líquidos ou um gás tal como nitrogênio ou dióxido de carbono.

[00059] Os particulados porosos são tipicamente selecionados com base nas características de porosidade e/ou de permeabilidade de forma que possuam características de peso leve desejadas, tais quando suspensos em um fluido transporte selecionado para um tratamento para poço. A porosidade inerente e/ou induzida de uma partícula de material poroso pode ser selecionada de forma a auxiliar no fornecimento do equilíbrio desejado entre a densidade e a resistência aparentes.

[00060] À medida que o fluido para campos de petróleo passa através ou circula ao redor dos compósitos da invenção, o agente para tratamento de poços se dissolve lentamente. Fazendo isso, os compósitos são caracterizados pelas capacidades de liberação controlada. A dissolução gradual dos agentes para tratamento de poços garante que estarão disponíveis para os fluidos para campos de petróleo durante períodos de tempo estendidos, se estendendo tipicamente ao longo de períodos de tempo maiores que um ano e até mesmo maiores que cinco anos. Tipicamente, a concentração resultante do agente para tratamento de poços no poço ou no buraco do poço fica entre aproximadamente 1 até aproximadamente 50 ppm. A quantidade de agente para tratamento de poços na composição para tratamento de poços pode ser tão baixa quanto 1 ppm.

[00061] A composição para tratamento de poços da invenção pode ser utilizada em tratamentos estimuladores na forma de um componente de um fluido para fratura ou de um fluido de acidificação, tal como um fluido de acidificação de matriz. O compósito possui a aplicabilidade particular nos fluidos de processamento contendo salmouras de brometo de zinco, brometo de cálcio, cloreto de cálcio e brometo de sódio. Tais fluidos podem ser introduzidos abaixo do anel do poço e, quando desejado, lavados com a água produzida.

[00062] Outros tratamentos podem ter natureza próxima à do buraco do poço (afetando regiões próximas à do buraco do poço) e podem ser direcionados para aumentar a produtividade buraco do poço e/ou o controle da produção de agente de suporte de fratura ou areia de formação. Os exemplos particulares incluem recheio de cascalho e "frac-pac". Além disso, tais partículas podem ser empregadas isoladamente na forma de um particulado de agente de suporte da fratura/controle de areia ou em misturas em quantidades e com tipos de materiais de agente de suporte da fratura/controle de areia, tais como particulados convencionais de fratura ou de controle de areia.

[00063] Os compósitos da invenção são particularmente eficientes nos fluidos de fraturas hidráulicas assim como de controle de areia tais como água, salmoura, alisador com água tal como tratamentos de fraturas com alisador com água a concentrações relativamente baixas para atingir fraturas em monocamadas parciais, fluidos de gel polimérico de baixa concentração (linear ou reticulados), fluido de espuma (com gás), gás líquido tal como tratamentos de fraturas com dióxido de carbono líquido para penetração do agente de suporte mais profunda, tratamentos para zonas sensíveis à água e tratamentos para poços de armazenamento de gás.

[00064] Por exemplo, o compósito pode ser misturado e bombeado ao longo de qualquer(quaisquer) parte(s) desejada(s) de um tratamento de poço tal como o tratamento de formação de fratura hidráulica ou o tratamento de controle de areia e pode ser misturado em qualquer concentração desejada com um fluido transporte. Sob este aspecto, qualquer fluido transporte adequado para transporte do compósito pode ser utilizado. Os fluidos transportes adequados incluem ou podem ser utilizados em combinação com fluidos que possuem agentes de gelificação, agentes de reticulação, agentes de ruptura de gel, tensoativos, agentes formadores de espuma, desemulsificantes, tampões, estabilizantes de argila, ácidos ou misturas dos mesmos.

[00065] Quando utilizado na formação de fraturas hidráulicas, o compósito pode ser injetado em uma formação subterrânea em associação com um fluido para fratura hidráulica a pressões suficientemente altas para levar à formação ou ao aumento das fraturas. Uma vez que os particulados podem suportar temperaturas maiores que aproximadamente 370°C e esforços de fechamento maiores que aproximadamente 55,15 MPa (8000 psi), podem ser empregados como o agente de suporte particulado. Alternativamente, o compósito pode ser empregado em associação com um agente de suporte convencional. Uma vez que o particulado poroso do compósito é insolúvel, o compósito pode continuar a funcionar como um agente de suporte mesmo após o agente para tratamento de poços ter sido completamente lixiviado do compósito.

[00066] As mesclas mencionadas anteriormente podem ser empregadas para otimizar as geometrias das fraturas hidráulicas para atingir uma maior produtividade dos poços, de forma a conseguir maior comprimento de fratura agente de suporte em formações gasosas relativamente "firme". A escolha de materiais particulados diferentes e de quantidades dos mesmos para serem empregados em tais mesclas pode se basear em uma ou mais considerações para tratamento de poços incluindo, mas não limitadas ao(s) objetivo(s) do tratamento de poços, tal como para o controle de areia e/ou para a criação de fraturas com agente de suporte, às características do fluido de tratamento de poços, tal como a gravidade específica aparente e/ou a reologia do fluido transporte, as condições de poço e de formação tais como a profundidade da formação, a porosidade/permeabilidade da formação, esforço de fechamento da formação, o tipo de otimização desejada para a geometria dos particulados colocados buraco abaixo tal como o comprimento suportado otimizado do recheio da fratura, a altura de recheio otimizada de controle de areia, recheio otimizado de fratura e/ou condutividade de recheio de controle de areia e combinações das mesmas. O fluido de formação de fratura, que será utilizado com o compósito, exibe alta viscosidade, de forma a ser capaz de carregar volumes eficientes de um ou mais agentes de suporte. Este pode incluir géis aquosos e géis de hidrocarboneto.

[00067] O compósito pode ainda ser vantajosamente empregado em gás liquefeito e transportes fluidos gás espumado, tais como CO2, CO2/N2 líquidos e N2 espumado em sistemas com base em CO2. Sob este aspecto, as características de trabalho de formação de fraturas com base em CO2 líquido, tais como quantidades dos agentes de suporte, tamanhos do agente de suporte, metodologias de mistura e de bombeamento, utilizando materiais de cerâmica porosa com peso relativamente baixo podem ser as mesmas que as empregadas para agentes de suporte convencionais.

[00068] Ainda, uma operação com recheio de cascalho pode ser realizada em um buraco do poço que penetra em uma formação subterrânea para prevenir ou substancialmente reduzir a produção de partículas de formação no buraco do poço da formação durante a produção de líquidos de formação. A formação subterrânea pode ser completa de forma a ficar em comunicação com a parte interna do buraco do poço através de qualquer método adequado conhecido na técnica, por exemplo, através de perfurações em um buraco do poço protegido e/ou através de uma seção com orifício aberto. Uma montagem de telas tal como é conhecido na técnica pode ser colocada ou disposta de outra maneira dentro do buraco do poço de forma que pelo menos uma parte da montagem de telas fique disposta de forma adjacente à formação subterrânea. Uma suspensão incluindo o compósito e um fluido transporte pode então ser introduzida no buraco do poço e colocada adjacente à formação subterrânea por circulação ou outro método adequado de maneira a formar um recheio permeável ao fluido em uma área anular entre a parte externa da tela e a parte interna do buraco do poço que é capaz de reduzir ou substancialmente prevenir a passagem de partículas de formação da formação subterrânea para dentro do buraco do poço durante a produção de fluidos da formação, enquanto que ao mesmo tempo permite a passagem dos fluidos de formação da formação subterrânea através da tela para dentro do buraco do poço. É possível que a suspensão possa conter todo ou apenas uma parte do compósito; o equilíbrio da suspensão pode ser um outro material, tal como um recheio de cascalho particulado convencional.

[00069] Como um uso alternativo de uma tela, o compósito pode ser utilizado em qualquer método em que um recheio de material particulado seja formado dentro de um buraco do poço que é permeável aos fluidos produzidos partindo de um buraco do poço, tal como óleo, gás ou água, mas que previne ou reduz substancialmente a produção de materiais de formação, tal como areia de formação, partindo da formação para dentro do buraco do poço. Tais métodos podem ou não empregar uma tela com recheio de cascalho, podem ser introduzidos em um buraco do poço a pressões abaixo, iguais ou acima da pressão de fratura da formação, tal como frac pack e/ou podem ser empregados em associação com resinas tais como resinas de consolidação de areia se forem assim desejadas.

[00070] Os exemplos a seguir ilustram a invenção em suas modalidades preferidas. Outras modalidades dentro do âmbito das reivindicações contidas aqui serão evidentes a um perito na técnica partindo da consideração do relatório descritivo e da prática da invenção como divulgado aqui. É pretendido que o relatório descritivo, junto com os exemplos, seja apenas considerado como exemplo.

Exemplos

[00071] Exemplo 1. Esferas de cerâmica porosas impregnadas com co-polímeros de vinil acetato de etileno foram preparadas colocando esferas insolúveis esféricas de aluminossilicato possuindo uma porosidade de aproximadamente 12 por cento do volume e possuindo malha 20/40 em uma solução a 10% em peso de co-polímero de vinil acetato de etileno em mescla de xileno. Foi permitido que as esferas ficassem encharcadas com o vinil acetato de etileno. As esferas foram então colocadas sobre um leito de secagem em peneira de arame e o líquido foi então passado através da peneira de arame e recuperado para reutilização. Após a remoção do co-polímero em excesso, as partículas de cerâmica foram então secas em um forno a uma temperatura de aproximadamente 100°C. As partículas foram então passadas através de uma peneira de arame com aproximadamente mesh 16.

[00072] As esferas porosas impregnadas foram então adicionadas à areia de Ottawa produzindo uma mistura de areia de Ottawa a 90% em peso que foi então introduzida em uma coluna. A coluna foi então saturada com salmoura de água marinha.

[00073] Um óleo possuindo um ponto de fluidez de 4,4°C, ASTM D- 97, foi então colocada na parte superior da coluna e foi permitido que fluísse ao longo da mistura. Vinte alíquotas de 10 mL foram obtidas periodicamente e o ponto de fluidez foi determinado, ASTM D-97, como sendo de -40°C. Não foi determinada qualquer diminuição na eficiência após cinco alíquotas adicionais terem sido recuperadas, o ponto de fluidez sendo medido a -40°C.

[00074] Exemplo 2. Utilizando aproximadamente 63 gramas de agente de suporte que possui uma largura de recheio do agente de suporte de 0,586 cm (0,231 polegadas), os testes de condutividade foram realizados de acordo com API RP 61 (1a Revisão, 1o de outubro de 1989), mas utilizando uma célula de condutividade API com inserções laterais de placa de arenito de Ohio para estimular a produção de formação. O agente de suporte de teste foi colocado entre as placas finas seladas de arenito. O agente de suporte de teste era uma areia de Ottawa 20/40, disponível comercialmente como Unifrac 20/40 da Unimin Corporation e os compósitos impregnados porosos do Exemplo 1.

[00075] A célula de condutividade foi então colocada sobre uma prensa enquanto o esforço era aplicado a 0,68 MPa/minuto (100 psi/minuto) até que a temperatura alvo fosse atingida. Foi então permitido que o fluido fluísse através do recheio de teste mantendo o fluxo de Darcy. A pressão diferencial foi medida ao longo de 12,7 cm (5 polegadas) do recheio utilizando um transdutor de pressão diferencial "ROSEMOUNT" (n°3051C). O fluxo foi medido utilizando medidores de fluxo de massa Micromotion e os pontos de dados foram registrados a cada 2 minutos durante 50 horas. Uma bomba programável Isco 260D aplicava e mantinha uma pressão de fechamento eficiente.

[00076] Os parâmetros experimentais para a avaliação da condutividade são mostrados na Tabela I e os resultados são mostrados na Tabela II abaixo: Tabela I

Tabela II Condutividade em Longo Prazo: Arenito de Ohio, 65°C, carga de 9,76 kg/m2 (2 lbs/ft2)

[00077] A figura 1 e a figura 2 exibem graficamente os dados de permeabilidade e de condutividade, respectivamente para a areia de Ottawa 20/40 versus 90% de areia de Ottawa com compósitos imgregnados porosos da invenção a 10%. Como ilustrado, a condutividade não afetada de forma adversa pela adição de 10 por cento em volume dos compósitos da invenção.

[00078] Partindo do que foi descrito anteriormente, será observado que inúmeras variações e modificações podem ser realizadas sem sair do espírito real e do âmbito dos novos conceitos da invenção.

Claims

1. Compósito, caracterizado pelo fato de que compreende um particulado poroso e um agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto em que a porosidade e permeabilidade do particulado poroso são tais que o agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto é absorvido nos espaços intersticiais do material poroso particulado e adicionalmente em que o compósito é preparado pela adição do agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto em um solvente orgânico ao particulado poroso.

2. Compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto é um modificador de cera polimérico, e o modificador de cristal de cera polimérico é selecionado do grupo que consiste em co-polímeros de etileno/acetato de vinila, homopolímeros e co-polímeros de ésteres de acrilato, resinas de fenol-aldeído e co- polímeros de olefina/ésteres maleicos.

3. Compósito de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o agente para tratamento de poços solúvel em hidrocarboneto compreende ainda pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste em desemulsificantes, inibidores de corrosão, inibidor de parafinas, inibidores de hidrato gasoso, agentes de floculação e agentes de dispersão de asfalteno.

4. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o particulado poroso é um aluminossilicato.

5. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o particulado poroso é um propante e o propante é selecionado do grupo consistindo em cerâmicas porosas, óxidos inorgânicos e materiais poliméricos orgânicos.

6. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o tamanho de partícula do material de particulado poroso está entre a partir de 0,3 mm a 5 mm.

7. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a gravidade específica aparente do material de particulado poroso é menor que 2,4.

8. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a quantidade de agente para tratamento de poços no compósito está entre a partir de 0,05 a 5 por cento em peso com base no peso total do compósito.