BRPI1005868A2 - termo Ácido - sistema tÉrmico para acidificaÇço de poÇos produtores de petràleo ou gÁs injetores de Água ou gÁs e remoÇço de reboco em poÇos horizontais de grande extensço - Google Patents

Abstract

TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇçO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRàLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇçO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSçO. Refere-se a presente invenção a um processo termoquímico para acidificação de poços produtores de petróleo ou gás, injetores de água ou gás e remoção de reboco em poços horizontais de grande extensão ou mesmo acidificações visando restauração da permeabilidade desses poços. O referido processo baseia-se na aditivação direta do ácido (Ácido Clorídrico, Ácido Acético, Ácido Fórmico, Ácido Fluorídrico ou outros) nas concentrações usuais (20%, 15%, 10% ou menos) que será utilizado na operação de acidificação com sais nitrogenados. O processo caracteriza-se pelo fato de um dos sais, o Cloreto de Amônio, ser dissolvido direto no ácido na concentração prevista (mais adequada) para a operação ainda na superfície. O segundo sal, o Nitrito de Sódio é adicionado ao ácido na região (14) da câmara (5) na proporção desejada sendo levado até este local em frente aos canhoneados (4) e através destes até o intervalo a ser tratado (3) na forma de uma solução aquosa por uma coluna interna (8) descida pelo interior da coluna principal (1) de tratamento, ou seja, a solução ácida desce pelo anular (9) e a outra solução desce pelo interior (10) da coluna interna (8) garantindo a perfeita separação das soluções. Quando ocorre a mistura do Ácido aditivado com o Cloreto de Amônio (13) com a solução salina de Nitrito de Sódio (12) na região (14) da câmara (5) em frente ao intervalo a ser tratado (3), inicia-se a reação exotérmica (FIGURA 4) com liberação de calor e gás Nitrogênio. A quantidade dos sais é definida em função da temperatura desejada para o tratamento. Com essa técnica as precipitações de material orgânico e a formação de emulsões comuns durante os tratamentos ácidos convencionais são minimizadas. A utilização de duas colunas para o transporte do Ácido aditivado com o Cloreto de Amônio (13) pelo anular (9) da coluna principal (1) com a coluna interna (8) e da solução de Nitrito de Sódio (12) pela interior (10) da coluna interna (8), torna possível a operação com altas concentrações de ácido e operar em poços profundos garantindo que a reação só iniciar-se-á na região (14) da câmara (5) e o ácido quente será injetado através do canhoneado (4) para o intervalo a ser tratado (3).

Description

"TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO".

Refere-se a presente invenção a um processo termoquímico para

acidificação de poços produtores de petróleo ou gás, injetores de água ou gás e remoção de reboco em poços horizontais de grande extensão ou mesmo acidificações visando restauração da permeabilidade desses poços. Os processos atuais de acidificação com os ácidos, mais comuns (Ácido Clorídrico, Ácido Acético, Ácido Fórmico, Ácido Fluorídrico ou outros), têm como objetivo a restauração da permeabilidade dos intervalos produtores de petróleo, gás e injetores de água ou gás, pela remoção por dissolução, de materiais exógenos, que tamponam o sistema poroso como óxidos de ferro, sulfetos, sais precipitados devido à interação dos fluidos utilizados com as águas da rocha reservatório, resíduos de cimento e o próprio cimento utilizado no poço, carbonates utilizados no controle das perdas de fluidos no poço, siltes, argilas e outros e também pela dissolução do cimento da rocha, algumas argilas e sílica. Nesses processos, o ácido é bombeado, frio, desde a superfície até o fundo do poço onde vai interagir com a rocha reservatório e os materiais danificantes que estão tamponando o sistema poroso por onde os fluidos que serão produzidos irão fluir. Nesse processo, os fluidos de natureza aquosa bombeados a frio penetram na rocha reservatório roubando calor do sistema e reduzindo a temperatura. Esse resfriamento pode, principalmente nos poços rasos, cuja temperatura natural já está próxima da temperatura de congelamento de alguns óleos, provocar a precipitação de substâncias orgânica como parafinas, asfaltenos, ceras e outros e ainda formar emulsões (comum nesses processos) e favorecer sua estabilidade devido ao aumento de viscosidade do sistema e do filme estabilizador do sistema emulsão. Para minimizar alguns desses efeitos usam-se, em algumas operações, solventes orgânicos como diesel, xilenos ou misturas destes. Uma alternativa seria o bombeio de ácidos quente para evitar o resfriamento e consequentemente os efeitos decorrentes do rebaixamento de temperatura. O manuseio de ácidos quentes, no entanto, apresenta dificuldades e riscos operacionais imensos e a inibição dos processos corrosivos ao longo do transporte do ácido até o intervalo (3) a ser tratado é dificultado.

O processo que estamos apresentando permite o aquecimento do ácido e baseia-se na aditivação direta do ácido (Ácido Clorídrico, Ácido Acético, Ácido Fórmico, Ácido Fluorídrico ou outros) nas concentrações usuais (20%, 15%, 10% ou menos) que será utilizado na operação de acidificação, com sais nitrogenados e garante que a reação exotérmica (FIGURA 4) só ira ocorrer na profundidade desejada independentemente do tempo que dure a operação. O processo que estamos apresentando caracteriza-se pelo fato de um dos sais, o Cloreto de Amônio, ser dissolvido direto no ácido na concentração prevista (mais adequada) para a operação, ainda na superfície. O segundo sal, o Nitrito de Sódio é adicionado ao ácido no fundo do poço na proporção desejada sendo levado até a câmara (5) em frente ao intervalo a ser tratado (3) na forma de uma solução aquosa por uma coluna interna (8) descida pelo interior da coluna principal (1) de tratamento, ou seja, a solução ácida aditivada com o Cloreto de Amônio desce pelo anular (9) e a outra solução de Nitrito de Sódio, desce pelo interior (10) da coluna interna (8) garantindo a perfeita separação das soluções. Quando ocorre a mistura do Ácido aditivado com o Cloreto de Amônio com a solução salina de Nitrito de Sódio na câmara (5) em frente ao intervalo a ser tratado (3) ocorre uma reação exotérmica (FIGURA 4) com liberação de calor e gás Nitrogênio. A reação da FIGURA 4 é exotérmica e gera 75 kcal e a quantidade dos sais é definida em função da temperatura desejada para o tratamento. Com essa técnica as precipitações de material orgânico e a formação de emulsões comuns durante os tratamentos ácidos convencionais são praticamente eliminadas. A utilização de duas colunas para o transporte do Ácido aditivado com o Cloreto de Amônio pelo anular (9) da coluna principal (1) com a interna (8) e da solução de Nitrito de Sódio pelo interior (10) da coluna interna (8), ou vice-versa, torna possível a operação com altas concentrações de ácido e operar em poços profundos garantindo que a reação só irá ocorrer na câmara (5) e no trecho desejado. A invenção poderá ser melhor compreendida através da descrição detalhada dos processos em consonância com as FIGURA 1, FIGURA 2, FIGURA 3 e FIGURA 4.

Nas acidificações convencionais conforme mostrado na FIGURA 1, o ácido (Clorídrico, Acético, Fluorídrico, Fórmico ou misturas destes) é injetado no sentido de fluxo pelo interior (2) da coluna (1) até a câmara (5) e desta através dos canhoneados (4) para o intervalo a ser tratado (3). O obturador (6) impede o fluxo do ácido para o anular (11) entre o revestimento (7) e a coluna (1). No anular (11), acima do obturador (6) existe normalmente um fluido (15), óleo diesel ou soluções salinas, ali colocado por questões de segurança e operacionalidade do poço. Nesse processo, quando o ácido permear através da rocha reservatório no intervalo a ser tratado (3), é inevitável o seu resfriamento e os problemas decorrentes dessa variação térmica.

Na FIGURA 2, o processo é o mesmo com a diferença que o ácido é

transportado até a câmara (5) por uma coluna interna (8) que permite em poços profundos e com baixa pressão estática a recuperação dos fluidos do tratamento com o auxilio de gases inertes como o Nitrogênio, logo ao término da operação. O anular (9) normalmente está preenchido com um fluido (20), óleo diesel ou fluido produzido pelo próprio poço. Também nesse caso o resfriamento e os problemas decorrentes acontecem.

Na FIGURA 3, mostramos o processo proposto, onde o ácido já aditivado (13) com seus componentes normais e com um dos reagentes da reação exotérmica da FIGURA 4, no caso, o Cloreto de Amônio na concentração determinada para a temperatura desejada, está estocado em um tanque (16) e é bombeado pela bomba (18) deste para o poço seguindo pelo anular (9) formado pela coluna principal (1) e coluna interna (8) até a câmara (5).

Em um outro tanque (17) está estocada a solução (12) com o segundo reagente da reação exotérmica (FIGURA 4), o Nitrito de Sódio na concentração determinada para temperatura desejada. Essa solução (12) é bombeada pela bomba (19) deste para o poço seguindo pelo interior (10) da coluna interna (8) até a câmara (5), encontrando-se com o ácido aditivado (13), e misturado com este na região (14) da câmara (5) em proporções previamente determinadas, garantidas pelas vazões de cada solução, são injetados através do canhoneado (4) para o intervalo a ser tratado (3) onde a reação dos sais nitrogenados, iniciada na região (14), favorecida pelo pH ácido promove então o incremento da temperatura do sistema eliminando os problemas decorrentes do resfriamento provocado pelos processos convencionais.

Claims (7)

1. "TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO", caracterizado por ser um processo de acidificação em poços de petróleo, gás, injetores de água ou gás e remoção de reboco em poços horizontais de grande extensão, com ácido quente em que o aquecimento do ácido ocorre apenas no fundo do poço, região (14) da câmara (5), preservando todos os acessórios acima desta câmara (5).

2. uTERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO", caracterizado por ser um processo de acidificação em poços de petróleo, gás, injetores de água ou gás e remoção de reboco em poços horizontais de grande extensão, onde o aquecimento do ácido ocorre por adição direta no ácido do sal nitrogenado Cloreto de Amônio ainda na superfície e adição direta no ácido durante o processo de acidificação no fundo do poço, região (14) da câmara (5), da solução aquosa do segundo sal nitrogenado Nitrito de Sódio que ira iniciar com o Cloreto de Amônio preexistente no ácido a reação exotérmica da FIGURA 4.

3. "TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO", caracterizado por ser um processo de acidificação em poços de petróleo, gás, injetores de água ou gás e remoção de reboco em poços horizontais de grande extensão em que o aquecimento do ácido ocorre apenas no fundo do poço, região (14) da câmara (5), porque os reagentes responsáveis pela reação exotérmica da FIGURA 4 são transportados até o fundo do poço, região (14) da câmara (5), por caminhos independentes sendo o ácido com o Cloreto de Amônio pelo anular criado pela coluna principal (1) e a coluna interna (8) e a solução salina com o Nitrito de Sódio pelo interior (10) da coluna interna (8), conforme a FIGURA 3, com isso garantindo que a mistura e consequentemente o inicio da reação exotérmica para aquecer o ácido só irá ocorrer, com segurança, na profundidade desejada pelo programador do tratamento.

4.°) "TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO", caracterizado por possibilitar a utilização de ácidos mais fracos, como o ácido acético, em poços rasos (mais frios). Nesses poços, onde a reatividade dos ácidos mais fracos já é menor, o tratamento convencional por causar resfriamento da rocha reservatório, reduz ainda mais essa reatividade. O processo que estamos apresentando, por ser exotérmico e aquecer tanto os fluidos como a rocha reservatório, favorece a reatividade do ácido.

5.°) "TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO", caracterizado por ser um processo exotérmico e aquecer tanto os fluidos como a rocha reservatório, reduz ao mínimo os riscos de precipitação de materiais orgânicos como parafinas, asfaltos, ceras e resinas e ainda reduz o risco de formação de emulsões estáveis.

6.°) "TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO", caracterizado por ser um processo exotérmico e aquecer tanto os fluidos como a rocha reservatório, pode ser associados a solventes orgânicos como xileno, óleo diesel, querosene e parafinas para potencializar os efeitos da temperatura na dissolução de precipitados orgânicos e minimizar o risco de formação de emulsões estáveis.

7. "TERMO ÁCIDO - SISTEMA TÉRMICO PARA ACIDIFICAÇÃO DE POÇOS PRODUTORES DE PETRÓLEO OU GÁS, INJETORES DE ÁGUA OU GÁS E REMOÇÃO DE REBOCO EM POÇOS HORIZONTAIS DE GRANDE EXTENSÃO", caracterizado por ser um processo exotérmico que libera 75 kcal e gera 22,4 litros de Nitrogênio, conforme a reação da FIGURA 4. O gás Nitrogênio gerado favorece o processo otimizando o tratamento por promover uma melhor diversificação, ou seja, uma melhor distribuição dos fluidos de tratamento no sistema poroso do intervalo produtor a ser tratado (3). As perdas de carga decorrente da presença de fluxo multifásico, líquido e gás, permeando através do sistema poroso são as responsáveis pela melhor distribuição dos fluidos do tratamento.