BRPI1007996B1 - Método para tratar formações subterrâneas - Google Patents

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Abstract

FLUIDO DE TRATAMENTO, E, MÉTODO.Fluidos de tratamento e métodos para tratar formações subterrâneas são fornecidos. Em certas formas de realização, um método é fornecido compreendendo prover um fluido de tratamento contendo um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de torta de filtro retardados, e um fluido portador, fazendo o contato com pelo menos uma porção de uma torta de filtro em uma formação subterrânea com o fluido de tratamento, e removendo pelo menos uma porção da torta de filtro.

Description

Fundamentos da Invenção
[001] A presente invenção diz respeito a fluidos úteis para operações subterrâneas, e mais particularmente a novos fluidos de tratamento e a métodos para a remoção da torta de filtro nas formações subterrâneas.
[002] Quando os furos de sondagem são perfurados nas formações subterrâneas, são usados fluidos de perfuração que minimizem danos à permeabilidade das formações e sua capacidade para produzir hidrocarbonetos. Fluidos de atendimento técnico podem ser usados quando as operações de conclusão são conduzidas quando nas formações de produção ou quando da condução de operações de recondicionamento nas formações. A perfuração e os fluidos de atendimento técnico podem depositar uma camada de partículas conhecidas como “torta de filtro” sobre as paredes dos furos de sondagens dentro das formações de produção. A torta de filtro, entre outras coisas, pode impedir que os fluidos de perfuração e de serviço sejam perdidos na formação e/ou impeçam que os sólidos da perfuração entrem nas porosidades das formações de produção.
[003] Os furos de sondagem perfurados em certas formações subterrâneas são algumas vezes concluídos como perfurações abertas, isto é, sem uma cobertura ou camisa neles instaladas. Os fluidos de perfurações especiais referidos na técnica como “fluidos de perfuração interna” podem ser usados para perfurar tais furos de sondagens, entre outras razões, para minimizar o dano à permeabilidade das zonas produtoras ou das formações. Os fluidos de perfuração interna podem formar uma torta de filtro sobre as paredes do furo de sondagem, o que pode impedir ou reduzir a perda de fluidos durante a perfuração, e após a conclusão da perfuração, pode estabilizar o furo de sondagem durante as operações de conclusão subsequentes, tais como a colocação de um filtro de cascalho na perfuração do furo de sondagem.
[004] Após as operações de completação na perfuração do furo de sondagem estarem completas, a torta de filtro remanescente nas paredes do furo de sondagem deve ser removida. Isto pode ser realizado, entre outros meios, pela colocação em contato da torta de filtro com uma solução ácida aquosa. Entretanto, o uso de uma solução ácida aquosa pode ser arriscado para o pessoal ou pode causar a corrosão sobre as superfícies e/ou o equipamento na perfuração de furo de sondagem. Igualmente, a solução ácida aquosa pode reagir rapidamente no ponto inicial do contato com o furo de sondagem para criar uma zona de perda de fluido dentro da qual o restante do ácido é perdido, deixando muito da torta de filtro não tratado e no lugar.
[005] Como um método alternativo, compostos geradores de ácido têm sido empregados para remoção da torta de filtro no lugar das soluções ácidas aquosas. Os compostos que geram ácidos produzem ácido com o passar do tempo e, assim, podem ser menos prejudiciais ao pessoal. Por causa desta liberação de ácido dependente do tempo, estes compostos também podem ser capazes de circular ainda dentro do furo de sondagem à medida em que eles reagem com a torta de filtro ou completamente através do intervalo de interesse, removendo uma grande quantidade da torta de filtro e reduzindo a criação das zonas de perda de fluidos.
[006] Tais tratamentos com compostos que gerem ácidos podem ser realizados independentes de outros processos, ou eles podem ser realizados durante uma operação de conclusão, tal como a instalação de uma peneira de areia e/ou de um filtro de cascalho. A inclusão destes compostos nos fluídos para completar as operações pode fornecer um procedimento de conclusão do furo de sondagem mais interessante quanto ao tempo e ao custo. Entretanto, tendo em vista que as condições exatas do campo e a composição da torta de filtro do fluido da perfuração não podem ser conhecidas com precisão de antemão, o rompimento pode não ser realizado no tempo planejado. A inclusão destes compostos nos fluidos de acabamento pode então resultar na remoção prematura das porções da torta de filtro, o que pode resultar em uma perda do fluido de conclusão dentro das porções circundantes da formação subterrânea. Os tratamentos com estes compostos também podem requerer uma quantidade substancial de testes a fim de determinar a quantidade apropriada de tais compostos para mais eficazmente produzir a remoção da torta de filtro dependente do tempo desejado.
Sumário da Invenção
[007] A presente invenção diz respeito a fluidos úteis para operações subterrâneas, e mais particularmente a novos fluidos de tratamento e métodos para a remoção da torta de filtro nas formações subterrâneas.
[008] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é estabelecido um método que compreende fornecer um fluido de tratamento que compreenda um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de tortas de filtro retardados, e um fluido portador, fazendo o contato com pelo menos uma porção de uma torta de filtro em uma formação subterrânea com o fluido de tratamento, e removendo pelo menos uma porção da torta de filtro. Em uma forma de realização, o fluido de tratamento ainda compreende uma pluralidade de particulados, e o método ainda compreende: depositar pelo menos uma porção da pluralidade de particulados em uma porção da formação subterrânea para formar um filtro de cascalho enquanto remove pelo menos uma porção de uma torta de filtro contido em uma porção da formação subterrânea.
[009] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método que compreende prover um fluido de tratamento que compreende um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de tortas de filtro retardados, uma pluralidade de particulados, e um fluido portador, procedendo ao contato de uma porção de uma formação subterrânea com o fluido de tratamento, e depositando pelo menos uma porção da pluralidade de particulados em uma porção da formação subterrânea para formar um filtro de cascalho enquanto se remove pelo menos uma porção de uma torta de filtro contido em uma porção da formação subterrânea.
[0010] Em conformidade com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um fluido de tratamento que compreende um modificador de permeabilidade relativa, um rompedor de tortas de filtro retardados, e um fluido portador. Em certas formas de realização, o fluido de tratamento ainda compreende uma pluralidade de particulados. O fluido de tratamento pode ser usado nos métodos da presente invenção.
[0011] Os aspectos e vantagens da presente invenção serão evidentes àqueles versados na técnica. Enquanto as numerosas mudanças possam ser feitas por aqueles versados na técnica, tais mudanças acham-se dentro do escopo da invenção.
Descrição das Formas de Realização Preferidas
[0012] A presente invenção diz respeito a fluidos úteis para operações subterrâneas, e mais particularmente a novos fluidos de tratamento e métodos para a remoção da torta de filtro nas formações subterrâneas.
[0013] Os fluidos de tratamento da presente invenção geralmente compreendem um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de torta de filtro retardado, e um fluido portador. Como aqui usado, “modificador da permeabilidade relativa” refere-se a qualquer material capaz de, pelo menos parcialmente, reduzir a permeabilidade de uma formação subterrânea aos fluidos aquosos sem reduzir substancialmente a permeabilidade da formação subterrânea aos hidrocarbonetos. Como aqui usada, a expressão “rompedor de torta de filtro retardado” refere-se a qualquer material ou composição capaz de remover pelo menos uma porção da torta de filtro em um furo de sondagem após uma extensão de tempo desejada. Os fluidos de tratamento e os métodos da presente invenção podem ser usados para remover tortas de filtro durante ou após uma operação de conclusão de uma maneira tal que, entre outras coisas, possam reduzir ou prevenir perdas indesejáveis do fluido dentro da formação e/ou facilitar mais ainda a remoção completa da torta de filtro da formação e da perfuração de furo de sondagem. Adicionalmente, os fluidos de tratamento e os métodos da presente invenção podem levar em conta altas concentrações de rompedor de torta de filtro retardado a ser usado. Os fluidos de tratamento e o método da presente invenção podem também reduzir a quantidade substancial dos testes que possam ser associados com o uso dos fluidos de tratamento convencionais que contenham o rompedor de torta de filtro retardado.
[0014] O fluido portador dos fluidos de tratamento da presente invenção pode ser qualquer fluido que contenha um componente aquoso. Componentes aquosos adequados podem incluir, porém sem limitar, água doce, água salgada, salmoura (por exemplo, água salgada saturada ou insaturada), ou água marinha. Geralmente, o componente aquoso pode ser de qualquer fonte, contanto que ele não contenha componentes que possam afetar negativamente outros componentes no fluido de tratamento. Fluidos portadores adequados podem ser fluidos aquosos, emulsões ou espumas. Uma pessoa de experiência normal na técnica, com a ajuda da presente descrição, reconhecerá os fluidos portadores adequados para uso nos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção.
[0015] Os modificadores da permeabilidade relativa úteis na presente invenção podem compreender qualquer modificador da permeabilidade relativa que seja adequado para uso nas operações subterrâneas. Após introduzir o modificador da permeabilidade relativa em uma porção da formação subterrânea, acredita-se que ele ligue as superfícies dentro da porosidade da formação subterrânea, de modo a reduzir a permeabilidade da porção da formação subterrânea a fluidos aquosos sem mudar substancialmente sua permeabilidade aos hidrocarbonetos. Exemplos de modificadores da permeabilidade relativa adequados incluem os polímeros solúveis em água com ou sem modificação hidrofóbica ou hidrofílica. Como aqui usado, “solúveis em água” refere-se a pelo menos 0,01 por cento em peso de solúveis em água destilada. Um polímero solúvel em água com modificação hidrofóbica é referido aqui como um “polímero hidrofobicamene modificado”. Como aqui usada, as expressões “modificação hidrofóbica” ou “hidrofobicamente modificado” referem-se à incorporação na estrutura polimérica hidrofílica dos grupos hidrofóbicos, em que o comprimento da cadeia alquílica é de cerca de 4 a cerca de 22 carbonos. Um polímero solúvel em água com modificação hidrofílica é aqui referido como um “polímero hidrofilicamente modificado”. Como aqui usada, a expressão “modificação hidrofílica”, ou “hidrofilicamente modificado” refere-se à incorporação na estrutura polimérica hidrofílica dos grupos hidrofílicos, tal como para introduzir ramificação ou para aumentar o grau de ramificação no polímero hidrofílico. As combinações dos polímeros hidrofobicamente modificados, dos polímeros hidrofilicamente modificados, e dos polímeros solúveis em água sem modificação hidrofóbica ou hidrofílica podem ser incluídas como o modificador da permeabilidade relativa nos fluidos de tratamento ou nos métodos da presente invenção.
[0016] Os polímeros hidrofobicamente modificados úteis na presente invenção tipicamente têm pesos moleculares na faixa de cerca de 100.000 a cerca de 10.000.000. Enquanto estes polímeros hidrofobicamente modificados tiverem grupos hidrofóbicos incorporados na estrutura polimérica hidrofílica, eles devem permanecer solúveis em água. Em algumas formas de realização, uma relação molar de um monômero hidrofílico para o composto hidrofóbico no polímero hidrofobicamente modificado situa-se na faixa de cerca de 99,98 : 0,02 a cerca de 90 : 10, em que o monômero hidrofílico é uma quantidade calculada presente no polímero hidrofílico. Em certas formas de realização, os polímeros hidrofobicamente modificados podem compreender uma estrutura polimérica, a estrutura polimérica compreendendo heteroátomos polares. Os heteroátomos polares presentes dentro da estrutura polimérica dos polímeros hidrofobicamente modificados podem incluir, porém sem limitar, oxigênio, nitrogênio, enxofre ou fósforo.
[0017] Os polímeros hidrofobicamente modificados podem ser sintetizados com o uso de qualquer método adequado. Em um exemplo, os polímeros hidrofobicamente modificados podem ser um produto da reação de um polímero hidrofílico e um composto hidrofóbico. Em outro exemplo, os polímeros hidrofobicamente modificados podem ser preparados de uma reação de polimerização que compreenda um monômero hidrofílico e um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado. Aqueles de experiência normal na técnica, com o auxílio desta descoberta, serão capazes de determinar outros métodos adequados para a síntese de polímeros adequados hidrofobicamente modificados.
[0018] Em certas formas de realização, os polímeros adequados hidrofobicamente modificados podem ser sintetizados pela modificação hidrofóbica de um polímero hidrofílico. Os polímeros hidrofílicos adequados para formar polímeros hidrofobicamente modificados da presente invenção devem ser capazes de reagir com compostos hidrofóbicos. Polímeros hidrofílicos adequados podem incluir, porém sem limitar, homo-, co- ou terpolímeros de poliacrilamidas, polivinilaminas, poli(vinilaminas/alcoóis vinílicos), polímeros de acrilato de alquila em geral, e derivados destes. O termo “derivado” inclui qualquer composto que seja produzido de um dos compostos listados, por exemplo pela substituição de um átomo no composto listado por outro átomo ou grupo de átomos dispondo dois ou mais átomos no composto listado, ionizando-se um dos compostos listados, ou criando um sal de um dos compostos listados. O termo “derivado” também inclui copolímeros, terpolímeros e oligômeros do composto listado. Exemplos adicionais de polímeros de acrilato de alquila incluem, porém sem limitar, metacrilato de polidimetilaminoetila, polidimetilaminopropil metacrilamida, poli(acrilamida/metacrilato de dimetilaminoetila), poli(ácido metacrílico/metacrilato de dimetilaminoetila), poli(ácido 2-acrilamido-2- metilpropano sulfônico/metacrilato de dimetilaminoetila), poli(acrilamida/dimetilaminopropil metacrilamida), poli(ácido acrílico/ dimetilaminopropil metacrilamida), e poli(ácido metacrílico/dimetil- aminopropil metacrilamida). Em certas formas de realização, os polímeros hidrofílicos compreendem uma estrutura polimérica e grupos amino reativos na estrutura polimérica ou como grupos pendentes, os grupos amino reativos capazes de reagir com compostos hidrofóbicos. Em algumas formas de realização, os polímeros hidrofílicos podem compreender grupos pendentes de dialquilamino. Em algumas formas de realização, os polímeros hidrofílicos podem compreender um grupo pendente de dimetilamino e um monômero compreendendo metacrilato de dimetilaminoetila ou dimetilaminopropil metacrilamida. Em certas formas de realização da presente invenção, os polímeros hidrofílicos podem compreender uma estrutura polimérica, a estrutura polimérica compreendendo heteroátomos polares, em que os heteroátomos polares presentes dentro da estrutura polimérica dos polímeros hidrofílicos incluem, sem limitar, oxigênio, nitrogênio, enxofre ou fósforo. Polímeros hidrofílicos adequados que compreendam heteroátomos polares dentro da estrutura polimérica podem incluir, porém sem limitar, homo-, coou terpolímeros de asceluloses, quitosanas, poliamidas, polieteraminas, polietilenoiminas, poliidroxieteraminas, polilisinas, polissulfonas, gomas, amidos, e derivados destes. Em uma forma de realização, o amido pode ser um amido catiônico. Um amido catiônico adequado pode ser formado pela reação de um amido, tal como milho, milho céreo, batata e/ou tapioca, com o produto de reação da epicloroidrina e trialquilamina.
[0019] Os compostos hidrofóbicos que são capazes de reagir com polímeros hidrofílicos para gerar modificadores da permeabilidade relativa úteis na presente invenção podem incluir, porém sem limitar, haletos de alquila, sulfonatos, sulfatos, ácidos orgânicos e derivados destes. Exemplos de ácidos orgânicos adequados e seus derivados incluem, sem limitar, o ácido octenil succínico, o ácido dodecenil succínico, e anidridos, ésteres, imidas e amidas de ácido succínico ou de ácido dodecenil succínico. Em certas formas de realização, os compostos hidrofóbicos podem ter um comprimento de cadeia de alquila de cerca de 4 a cerca de 22 carbonos. Em outra forma de realização, os compostos hidrofóbicos podem ter um comprimento de cadeia de alquila de cerca de 7 a cerca de 22 carbonos. Em outra forma de realização, os compostos hidrofóbicos podem ter um comprimento de cadeia de alquila de cerca de 12 a cerca de 18 carbonos. Por exemplo, quando o composto hidrofóbico seja um haleto de alquila, a reação entre o composto hidrofóbico e o polímero hidrofílico pode resultar na quaternização de pelo menos alguns dos grupos amino de polímeros hidrofílicos com um haleto de alquila, em que o comprimento da cadeia de alquila seja de 4 a cerca de 22 carbonos.
[0020] Como anteriormente mencionado, em determinadas formas de realização, polímeros adequados hidrofobicamente modificados também podem ser preparados de uma reação de polimerização que compreenda um monômero hidrofílico e um monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado. Exemplos de métodos adequados de sua preparação são descritos na Patente U.S. no 6.476.169, cujo inteiro teor fica aqui incorporado como referência. Os polímeros hidrofobicamente modificados sintetizados das reações de polimerização podem ter pesos moleculares estimados na faixa de cerca de 100.000 a cerca de 10.000.000 e relações molares do(s) monômero(s) hidrofílico(s) para o(s) monômero(s) hidrofílico(s) hidrofobicamente modificados na faixa de cerca de 99,98:0,02 a cerca de 90:10.
[0021] Uma variedade de monômeros hidrofílicos pode ser usada para formar os polímeros hidrofobicamente modificados úteis na presente invenção. Exemplos de monômeros hidrofílicos adequados incluem, porém sem limitar, acrilamida, ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfônico, N,N- dimetilacrilamida, vinil pirrolidona, metacrilato de dimetilaminoetila, ácido acrílico, dimetilaminopropilmetacrilamida, amina vinílica, acetato de vinila, cloreto de metacrilato de trimetilamoniometila, metacrilamida, acrilato de hidroxietila, ácido vinil sulfônico, ácido vinil fosfônico, ácido metacrílico, vinil caprolactama, N-vinilformamida, N,N-dialilacetamida, haleto de dimetildialilamônio, ácido itacônico, ácido estireno sulfônico, haleto de metacrilamidoetil-trimetilamônio, derivados de acrilamida de sais quaternários, derivados de ácido acrílico de sais quaternários, e seus derivados.
[0022] Uma variedade de monômeros hidrofílicos hidrofobicamen-te modificados também pode ser usada para formar polímeros hidrofobi-camente modificados úteis na presente invenção. Exemplos adequados de monômeros hidrofílicos hidrofobicamente modificados incluem, porém, sem limitar, acrilatos de alquila, metacrilatos de alquila, acrilamidas alquílicas, metacrilamidas alquílicas, haletos de metacrilato de dimetilamoniometil de alquila de metacrilamidas de alquila, haletos de metacrilamida dimetilamoniopropil de alquila, e derivados destes, em que os grupos alquila têm de cerca de 4 a cerca de 22 átomos de carbono. Em certas formas de realização, os grupos alquila podem ter de cerca de 7 a cerca de 22 carbonos. Em certas formas de realização, os grupos alquila podem ter de cerca de 12 a cerca de 18 carbonos. Em certas formas de realização, o monômero hidrofílico hidrofobicamente modificado pode compreender brometo metacrilato de octadecildimetil-amoniometila, brometo metacrilato de hexadecildimetilamoniometila, brometo de hexadecildimetilamoniopropila de metacrilamida, metacrilato de 2-etilexila, hexadecil metacrilamida, e derivados destes.
[0023] Polímeros hidrofobicamente modificados adequados que podem ser formados das reações acima descritas podem incluir, sem limitar, um copolímero de acrilamida/brometo metacrilato de octadecildimetilamoniometila, um terpolímero de metacrilato de dimetil- aminoetila/vinil pirrolidona/brometo metacrilato de hexadecildimetil- amonioetila, um terpolímero de acrilamida/ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfônico/metacrilato de 2-etilexila, e derivados destes. Outro polímero hidrofobicamente modificado adequado formado da reação acima descrita pode ser um copolímero de metacrilato de amino/metacrilato de amino alquila. Um copolímero adequado de metacrilato de dimetilaminoetila/metacrilato de alquil-dimetilamônio etila pode ser um copolímero de metacrilato de dimetilaminoetila/ /metacrilato de hexadecil- dimetilamonioetila. Como anteriormente examinado, estes copolímeros podem ser formados pelas reações com uma variedade de haletos de alquila. Por exemplo, em algumas formas de realização, o polímero hidrofobicamente modificado pode ser um copolímero de metacrilato de dimetilaminoetila/brometo de metacrilato de hexadecil-dimetilamonioetila.
[0024] Em outra forma de realização da presente invenção, o modificador da permeabilidade relativa pode compreender um polímero hidrofilicamente modificado solúvel em água. Os polímeros hidrofilicamente modificados da presente invenção têm tipicamente pesos moleculares na faixa de cerca de 100.000 a cerca de 10.000.000. Em certas formas de realização, os polímeros hidrofilicamente modificados compreendem uma estrutura polimérica, a estrutura polimérica compreendendo heteroátomos polares. Os heteroátomos polares presentes dentro da estrutura polimérica dos polímeros hidrofilicamente modificados podem incluir, porém sem limitar, oxigênio, nitrogênio, enxofre ou fósforo.
[0025] Os polímeros hidrofilicamente modificados podem ser sintetizados com o uso de qualquer método adequado. Em um exemplo, os polímeros hidrofilicamente modificados podem ser um produto de reação de um polímero hidrofílico e um composto hidrofílico. Aqueles de experiência normal na técnica, com a ajuda desta invenção, serão capazes de determinar outros métodos adequados para a preparação dos polímeros hidrofilicamente modificados adequados.
[0026] Em certas formas de realização, os polímeros hidrofilicamente modificados adequados podem ser formados mediante modificação hidrofílica adicional, por exemplo, para introduzir ramificação ou para aumentar o grau de ramificação de um polímero hidrofílico. Os polímeros adequados para formar os polímeros hidrofilicamente modificados usados na presente invenção devem ser capazes de reagir com compostos hidrofílicos. Em certas formas de realização, os polímeros adequados incluem homo-, co- ou terpolímeros, tais como, porém, sem limitar, poliacrilamidas, polivinilaminas, poli(vinilaminas/álcoois vinílicos), e polímeros de acrilato de alquila em geral. Exemplos de polímeros de acrilato de alquila que podem ser adequados incluem, sem limitar, metacrilato de polidimetilaminoetila, polidimetilaminopropil metacrilamida, (poli(acrilamida/metacrilato de dimetilaminoetila), poli(ácido metacrílico/metacrilato de dimetilamino-etila), poli(ácido 2-acrilamido-2-metil propano sulfônico/metacrilato de dimetilaminoetila), poli(acrilamida/dimetilaminopropil metacrilamida), poli(ácido acrílico/dimetilaminopropil metacrilamida), e derivados destes. Em certas formas de realização, os polímeros podem compreender uma estrutura polimérica e grupos amino reativos na estrutura polimérica ou como grupos pendentes, os grupos amino reativos capazes de reagir com compostos hidrofílicos. Em algumas formas de realização, os polímeros podem compreender grupos pendentes de dialquilamino. Em algumas formas de realização, os polímeros compreendem um grupo pendente de dimetilamino e pelo menos um monômero contendo metacrilato de dimetilaminoetila ou dimetilaminopropil metacrilamida. Em outras formas de realização, os polímeros podem compreender uma estrutura polimérica contendo heteroátomos polares, em que os heteroátomos polares presentes dentro da estrutura polimérica dos polímeros podem incluir, porém sem limitar, oxigênio, nitrogênio, enxofre ou fósforo. Polímeros adequados que compreendam heteroátomos polares dentro da estrutura polimérica podem incluir homo-, co- ou terpolímeros, tais como, porém, sem limitar, celuloses, quitosanas, poliamidas, polieteraminas, polietilenoiminas, poliidroxieteraminas, polilisinas, polissulfonas, gomas, amidos, e derivados destes. Em uma forma de realização, o amido é um amido catiônico. Um amido catiônico adequado pode ser formado pela reação de um amido, tal como milho, milho céreo, batata, tapioca, e outros, com o produto de reação da epicloroidrina e trialquilamina.
[0027] Os compostos hidrofílicos adequados para a reação com os polímeros podem incluir poliéteres que compreendam halógenos, sulfonatos, sulfatos, ácidos orgânicos, e derivados destes. Exemplos de poliéteres adequados incluem, porém, sem limitar, os óxidos de polietileno, os óxidos de polipropileno e os óxidos de polibutileno, e copolímeros, terpolímeros e misturas destes. Em algumas formas de realização, o poliéter pode compreender o éter metílico de óxido de polietileno terminado em epicloroidrina.
[0028] Os polímeros hidrofilicamente modificados formados da reação de um polímero com um composto hidrofílico podem ter pesos moleculares estimados na faixa de cerca de 100.000 a cerca de 10.000.000, e podem ter relações em peso dos polímeros hidrofílicos para os poliéteres na faixa de cerca de 1:1 a cerca de 10:1. Polímeros hidrofilicamente modificados adequados que tenham pesos moleculares e relações em peso nas faixas apresentadas acima podem incluir, porém sem limitar, o produto da reação do metacrilato de polidimetilaminoetila e éter metílico de óxido de polietileno terminado em epicloroidrina; o produto da reação da polidimetilaminopropil metacrilamida e éter metílico de óxido de polietileno terminado em epicloroidrina; e o produto da reação de poli(acrilamida/dimetilaminopropil metacrilamida) e éter metílico de óxido de polietileno terminado em epicloroidrina. Em algumas formas de realização, o polímero hidrofilicamente modificado pode compreender o produto da reação de um metacrilato de polidimetilaminoetila e éter metílico de óxido de polietileno terminado em epicloroidrina tendo uma relação em peso do metacrilato de polidimetilaminoetila para o éter metílico de óxido de polietileno terminado em epicloroidrina de cerca de 3:1.
[0029] Em outra forma de realização da presente invenção, os modificadores da permeabilidade relativa compreendem um polímero solúvel em água sem modificação hidrofóbica ou hidrofílica. Exemplos de polímeros solúveis em água adequados podem incluir, porém sem limitar, homo-, co- e terpolímeros de acrilamida, ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico, N,N-dimetilacrilamida, pirrolidona vinílica, metacrilato de dimetilaminoetila, ácido acrílico, dimetilaminopropilmetacrilamida, amina vinílica, acetato de vinila, cloreto metacrilato de teimetilamonioetila, metacrilamida, acrilato de hidroxietila, ácido vinil sulfônico, ácido vinil fosfônico, ácido metacrílico, vinil caprolactama, N-vinilformamida, N,N-dialilacetamida, haleto de dimetildialilamônio, ácido itacônico, ácido estireno sulfônico, haleto de metacrilamidoetil-trimetilamônio, derivados de acrilamida de sais quaternários, derivados de ácido acrílico de sais quaternários, e derivados destes.
[0030] Em certas formas de realização, os fluidos de tratamento da presente invenção podem incluir um rompedor modificador da permeabilidade relativa. Quebradores adequados podem incluir, sem limitar, oxidantes. A escolha de rompedor modificadores da permeabilidade relativa pode depender, entre outras coisas, do modificador da permeabilidade relativa usado. Uma pessoa de experiência normal na técnica, com a ajuda desta invenção, pode reconhecer rompedores modificadores da permeabilidade relativa adequados, apropriados para uso nos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção.
[0031] Concentrações suficientes de um modificador da permeabilidade relativa adequado podem estar presentes nos fluidos de tratamento da presente invenção para prover um grau desejado de desvio dos fluidos aquosos. A quantidade do modificador da permeabilidade relativa para incluir no fluido de tratamento depende de vários fatores que incluam a composição do fluido a ser desviado e a porosidade da formação. Em algumas formas de realização, um modificador da permeabilidade relativa pode estar presente em um fluido de tratamento da presente invenção em uma quantidade de cerca de 0,05 % a cerca de 1,5 % em peso da composição. Em algumas formas de realização, um modificador da permeabilidade relativa pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,1 % a cerca de 0,5 % em peso da composição. Em certas formas de realização da presente invenção, o modificador da permeabilidade relativa pode ser fornecido em uma solução aquosa concentrada antes da sua combinação com os outros componentes necessários para formar um fluido de tratamento da presente invenção.
[0032] Os fluidos de tratamento da presente invenção compreendem adicionalmente um rompedor de torta de filtro retardado. Quebradores de torta de filtro retardados úteis aos nossos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção podem incluir, porém sem limitar, compostos geradores de ácido, enzimas, oxidantes, compostos azo, e qualquer combinação dos mesmos. Como aqui usada, a expressão “composto gerador de ácido” refere- se a uma composição que gere ácido através do tempo.
[0033] Exemplos de compostos geradores de ácido adequados que podem ser convenientes para uso nos rompedores de torta de filtro retardados úteis nos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção, incluem, sem limitar, ésteres, poliésteres alifáticos, ortoésteres, poli(ortoésteres), ortoéteres; poli(ortoéteres), lactidas, poli(lactidas), glicolidas, poli(glicolidas), lactonas, ε-caprolactonas, poli(ε-caprolactonas), hidroxibutiratos, poli(hidroxibutiratos), anidridos, poli(anidridos), ácido poliascórbico, carbonatos alifáticos, policarbonatos alifáticos, aminoácidos, poli(aminoácidos), óxido de etileno, poli(óxido de etileno), e polifosfazenos, ou seus copolímeros. Derivados e combinações também podem ser adequados. Outros compostos geradores de ácido adequados podem incluir ésteres de formiato, ésteres de acetato e ésteres de lactato, tais como, porém, sem limitar, monoformiato de etileno glicol, diformiato de etileno glicol, diformiato de dietileno glicol, monoformiato de glicerila, diformiato de glicerila, triformiato de glicerila, diformiato de trietilenoglicol, ésteres de formiato de pentaeritritol, triacetato de glicerila, lactato de metila, lactato de butila, e derivados destes. Outros materiais adequados podem ser apresentados nas Patentes U.S. nos 6.877.563 e 7.021.383, cujo inteiro teor são aqui incorporados como referência. Exemplos de compostos geradores de ácido que podem ser adequados na presente invenção acham-se comercialmente disponíveis da Halliburton Energy Services, Inc., de Duncan, OK, sob os nomes comerciais de NFC-2. ED-1 e BDF-325.
[0034] Naquelas formas de realização em que um composto de geração de ácido seja usado no fluido de tratamento, o composto de geração de ácido pode gerar um fundo de furo de sondagem ácido em uma forma retardada que possa remover pelo menos uma porção de uma torta de filtro presente na formação subterrânea. Os compostos de geração de ácido podem ser reagidos com pequenas quantidades de materiais reativos, tais como ácidos minerais, ácidos orgânicos, anidridos acídicos, ácido p-toluenossulfônico, e outros, para reduzir o pH para acelerar a hidrólise do composto gerador de ácido, se desejável. De forma similar, a taxa de hidrólise pode ser reduzida pela adição de uma pequena quantidade de uma base forte, tal como NaOH, Na2CO3 e Mg(OH)2. O composto de geração de ácido também pode gerar alcoóis de fundo de furo de sondagem que possam ser benéficos para a operação.
[0035] Qualquer composição ou método conhecido na técnica que seja capaz de produzir um ácido pode ser usada em combinação com a presente invenção. Exemplos adicionais de tais composições e métodos incluem, sem limitar, ácidos encapsulados, reação de um grupo aldeído com um oxidante, tal como com açúcares redutores, e/ou qualquer processo de fermentação que produza ácido e oxidação das superfícies minerais.
[0036] Em algumas formas de realização, um composto gerador de ácido pode estar presente em um fluido de tratamento da presente invenção em uma quantidade de cerca de 0,5 % a cerca de 40 % em peso da composição. Em certas formas de realização da presente invenção, o composto de geração de ácido pode ser provido em uma solução aquosa concentrada antes da sua combinação com os outros componentes necessários para formar um fluido de tratamento da presente invenção.
[0037] Os rompedores de torta de filtro retardado úteis nos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção também podem compreender uma enzima. Em certas formas de realização, as enzimas úteis nos rompedores de torta de filtro retardado dos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção podem catalisar uma decomposição de um composto gerador de ácido para gerar um ácido. Em certas formas de realização, as enzimas podem ser incluídas nos rompedores de torta de filtro retardado úteis nos fluidos de tratamento ou métodos da presente invenção nas temperaturas de formação abaixo de cerca de 160 °F (71,1 °C). Enzimas adequadas podem incluir, sem limitar, esterases, amilases, xantanases, gliconases, celulases, mananases, e qualquer combinação das mesmas. Exemplos de enzimas adequadas podem incluir, sem limitar, aquelas comercialmente disponíveis sob as denominações comerciais de NFC-31M e NFC-41M, disponíveis da Halliburton Energy Services, Inc., de Duncan, OK, bem como ARCASOLVE®, disponível da Cleansorb Limited de Guildford, Surrey, Reino Unido. Em certas formas de realização, a enzima pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,001 % a cerca de 1 % em peso da composição.
[0038] Os rompedores de torta de filtro retardados úteis nos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção podem também compreender um oxidante. Exemplos de oxidantes adequados podem incluir, porém sem a estes limitados, hidroperóxido de t-butila e perborato de sódio. Em certas formas de realização, o oxidante pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,001 % a cerca de 5 % em peso da composição.
[0039] Os rompedores de torta de filtro retardado úteis nos fluidos de tratamento e métodos da presente invenção podem também compreender um composto azo. Exemplos de compostos azo adequados podem incluir, mas sem limitar, 2,2’-Azobis(2-amidinopropano), cloridreto, 2,2’-Azobis-metil-n- (2-hidroxietil)propionamida, 4,4’-Azobis -(ácido 4-cianovalérico). Em certas formas de realização, o composto azo pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,001 % a cerca de 1 % em peso da composição. Outros geradores de radicais livres podem ser usados também.
[0040] Os fluidos de tratamento da presente invenção podem ainda compreender particulados, tais como os particulados de escorante ou os particulados de cascalho. Tais particulados podem ser incluídos nos fluidos de tratamento da presente invenção, por exemplo, quando um filtro de cascalho deva ser formado em pelo menos uma porção da perfuração de furo de sondagem quando a torta de filtro seja removida. Particulados adequados para uso na presente invenção podem compreender qualquer material adequado para uso nas operações subterrâneas. Materiais adequados para estes particulados podem incluir, porém sem limitar, areia, bauxita, materiais cerâmicos, materiais vítreos, materiais poliméricos, materiais de TEFLON® (politetrafluoroetileno), pedaços de cascas de nozes, particulados resinosos curados compreendendo pedados de cascas de semente, pedaços de caroços de frutas, madeira, particulados compósitos, e combinações destes. Particulados compósitos adequados podem compreender um aglutinante e um material enchedor, em que os materiais enchedores adequados incluem sílica, alumina, carvão fumigado, negro de fumo, grafita, mica, dióxido de titânio, meta-silicato, silicato de cálcio, caulim, talco, zircônia, boro, cinzas volantes, microsferas ocas de vidro, vidro sólido e combinações destes. O tamanho médio dos particulados geralmente pode variar de cerca de malha 2 a cerca de malha 400 na U.S. Sieve Series; entretanto, em certas circunstâncias, outros tamanhos médios de particulados podem ser desejados e serão inteiramente adequados para a praticada presente invenção. Em formas de realização particulares, as faixas de distribuição do tamanho dos particulados médios preferidos situam-se em uma ou mais dentre as malhas 6/12, 8/16, 12/20, 16/30, 20/40, 30/50, 40/60, 40/70 ou 50/70. Deve ficar entendido que o termo “particulado”, como usado neste relatório descritivo, inclui todas as formas conhecidas de materiais, incluindo materiais substancialmente esféricos, materiais fibrosos, materiais poligonais (tais como os materiais cúbicos) e misturas destes. Além disso, os materiais fibrosos que podem ou não ser usados para suportar a pressão de uma fratura fechada, podem ser incluídos em certas formas de realização da presente invenção. Em certas formas de realização, os particulados incluídos nos fluidos de tratamento da presente invenção podem ser revestidos com qualquer resina adequada ou agente de pegajosificação conhecidos daqueles de experiência normal na técnica. Em certas formas de realização, os particulados podem estar presentes nos fluidos de tratamento da presente invenção em uma quantidade de cerca de 0,5 libra por galão (“ppg”) a cerca de 30 ppg (cerca de 60 kg/m3 a cerca de 3600 kg/m3) em volume do fluido de tratamento.
[0041] Em certas formas de realização, o rompedor de torta de filtro retardado pode ser introduzido na perfuração de furo de sondagem independente de outros fluidos de tratamento. Em certas formas de realização, o rompedor de torta de filtro retardado pode ser introduzido na perfuração do furo de sondagem sobre um particulado de cascalho mediante a colocação do rompedor de torta de filtro retardado em uma solução e/ou fluido de tratamento que compreenda o particulado (por exemplo, um fluido de filtro de cascalho), o que pode ser feito antes, durante ou após à introdução do particulado escorante ou do particulado de cascalho em uma perfuração de furo de sondagem.
[0042] Os fluidos de tratamento e os métodos da presente invenção podem, quando introduzidos com particulados de cascalho em um furo de sondagem, ser usados para operações de compactação de cascalho. Uma tal operação de compactação de cascalho pode compreender a colocação de uma tela na perfuração e compactar a coroa anula circundante entre a tela e o furo de sondagem com cascalho de um tamanho específico configurado para impedir a passagem da areia em formação. A tela pode compreender uma montagem de filtro usada para reter o cascalho colocado durante a operação do filtro de cascalho. Uma ampla faixa de tamanhos e configurações da tela acha-se disponível para adequar as características dos particulados de cascalho usados. De forma semelhante, uma ampla faixa de tamanhos dos particulados de cascalho acha-se disponível para ajustar as características dos particulados não consolidados na formação subterrânea. Para instalar o filtro de cascalho, o cascalho pode ser carregado para a formação na forma de uma pasta mediante mistura dos particulados de cascalho com os fluidos de tratamento da presente invenção. A estrutura resultante apresenta uma barreira à migração de areia da formação, enquanto ainda permite que o fluido circule.
[0043] Em certas formas de realização, os fluidos de tratamento da presente invenção podem ser usados para cobrir uma peneira de areia para uso em uma operação de compactação de cascalho. Exemplos de peneiras de areia cobertas são descritas na Publicação do Pedido de Patente U.S. 2005/00072570, cujo inteiro teor fica aqui incorporado como referência.
[0044] Em certas formas de realização, a presente invenção também provê particulados pelo menos parcialmente revestidos com um rompedor de torta de filtro retardado. Exemplos de particulados pelo menos parcialmente revestidos com um rompedor de torta de filtro, bem como métodos de usar tais particulados, acham-se descritos na Publicação do Pedido de Patente U.S. 2005/0034868, cujo inteiro teor fica aqui incorporado como referência.
[0045] Em algumas formas de realização, outros aditivos podem opcionalmente ser incluídos nos fluidos de tratamento da presente invenção. Exemplos de tais aditivos podem incluir, sem limitar, sais, tampões, aditivos de controle do pH, geradores de gases, substratos de enzimas, tensoativos adicionais (por exemplo, tensoativos não iônicos), aditivos de controle da perda de fluidos, ácidos, gases (por exemplo, nitrogênio, dióxido de carbono), agentes modificadores superficiais, agentes de pegajosificação, espumantes, inibidores da corrosão, inibidores de incrustação adicional, catalisadores, agentes de controle de argila, biocidas, redutores do atrito, agentes antiespuma, agentes de formações arqueadas, dispersantes, floculantes, descontaminantes de H2S, descontaminantes de CO2, descontaminantes de oxigênio, lubrificantes, formadores de viscosidade, rompedores, agentes de peso, modificadores da permeabilidade relativa, resinas, agentes umectantes, e agentes intensificador do revestimento. Uma pessoa de experiência normal na técnica, com o auxílio desta invenção, reconhecerá quando tais aditivos opcionais devam ser incluídos em um fluido de tratamento usado na presente invenção, bem como as quantidades apropriadas daqueles aditivos a serem incluídos.
[0046] Como exemplo, com o qual não se pretende limitar o escopo da presente invenção, um fluido de tratamento adequado da presente invenção pode compreender salmoura de cloreto de sódio 10 M, 15 % de NFC-2 em peso da composição, e 67 gal/Mgal (254 litros/Mlitro) de modificador da permeabilidade relativa HPT-1 comercialmente disponível da Halliburton Energy Services, Inc., de Duncan, OK.
[0047] Em certas formas de realização, a presente invenção provê um método que compreende prover um fluido de tratamento que contém um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de torta de filtro retardado, e um fluido portador, fazendo o contato de pelo menos uma porção de uma torta de filtro em uma formação subterrânea com o fluido de tratamento, e removendo pelo menos uma porção da torta de filtro.
[0048] Em certas formas de realização, a presente invenção provê um método que compreende prover um fluido de tratamento que contém um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de torta de filtro retardado, uma pluralidade de particulados, e um fluido portador, fazendo o contato com uma porção de uma formação subterrânea com o fluido de tratamento, e depositando pelo menos uma porção da pluralidade de particulados em uma porção da formação subterrânea para formar um filtro de cascalho ao mesmo tempo em que remove pelo menos uma porção da torta de filtro contido em uma porção da formação subterrânea.
[0049] Em certas formas de realização, a presente invenção provê um fluido de tratamento que compreende um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de torta de filtro retardado, uma pluralidade de particulados, e um fluido portador.
[0050] Para facilitar um melhor entendimento da presente invenção, os seguintes exemplos das formas de realização preferidas são fornecidos. De forma alguma devem os seguintes exemplos ser lidos de modo a limitar, ou definir, o escopo da invenção.
EXEMPLO
[0051] Um teste de recuperação da permeabilidade foi realizado sobre uma amostra de núcleo de uma formação de arenito afastada da costa da América do Sul. A permeabilidade do querosene foi de 1478 e a porosidade inicial foi de 0,258. Um fluido dentro da perfuração foi formulado em uma salmoura de 9,3 libras por galão (1114 kg/m3) de KCl/NaCl com 45 lbs/bbl (libras por barril) (128 kg/m3) de partículas de formações arqueadas de carbonato de cálcio, 1,25 lbs/bbl (3,7 kg/m3 de xantana, 5 lbs/bbl (14,3 kg/m3) de derivado de amido, 3,3 lbs/bbl (9,4 kg/m3) de lubrificante, junto com um bactericida, inibidor de xisto e cáustico. O fluido de dentro da formação foi aplicado à face do núcleo em 155 °F (68,3 °C) e uma pressão diferencial de 500 psi (3450 kPa) e foi mantido durante a noite. O fluido de dentro da formação foi deslocado do sistema de teste com a solução de purificação na salmoura de 9,3 libras por galão (1114 kg/m3) de KCl/NaCl com 0,67 % de HPT-I (modificador da permeabilidade relativa), 15 % de BDF-325 (ácido de liberação retardada), e 0,6 % de HT Breaker (rompedor oxidante). A solução de purificação foi circulada através da face do núcleo por 8 horas em pressão diferencial de 500 psi (3450 kPa) para mostrar que nenhuma penetração prematura havia ocorrido. A célula foi então confinada de forma estática por 72 horas. Depois disto, um teste de permeabilidade quanto ao núcleo foi realizado com o uso de querosene e um valor de 87,2 por cento de permeabilidade de retorno foi obtido.
[0052] Portanto, a presente invenção é bem adaptada para realizar os objetos e atender às finalidades e vantagens mencionadas, bem como aquelas que sejam a ela inerentes. Enquanto a invenção tenha sido apresentada e descrita com referência às suas formas de realização de exemplo, uma tal referência não envolve uma limitação da invenção, e nenhuma dessas limitações deve ser inferida. A invenção é capaz de modificação considerável, alternação e equivalentes na forma e função, como poderá ocorrer àqueles de experiência normal nas técnicas pertinentes, e tendo as vantagens desta invenção. As formas de realização apresentadas e descritas da invenção são apenas exemplos, e não são exaustivas do seu escopo. Em particular, cada faixa de valores (da forma, “de cerca de ‘a’ a cerca de ‘b’, ou, de forma equivalente, “de aproximadamente ‘a’ a ‘b’, ou, equivalentemente, ‘de aproximadamente a-b’) aqui apresentados deve ser entendida como se referindo aos conjuntos de potências (o conjunto de todos os subconjuntos) da faixa respectiva de valores, e apresenta cada faixa incluída dentro da faixa mais ampla de valores. Consequentemente, pretende-se que a invenção seja limitada apenas pelo escopo das reivindicações anexas, dando completo reconhecimento aos equivalentes sob todos os pontos de vista. Além disso, os artigos indefinidos “um” e “uma”, como usado nas reivindicações, são definidos aqui como significando um ou mais do que um dos elementos que ela introduz. Os termos nas reivindicações têm seus significados óbvios e normais, a menos que de outra forma explicita e claramente definidos pelos concessionários da patente.

Claims (5)

1. Método para tratar formações subterrâneas que compreende: prover um fluido de tratamento que contém um modificador da permeabilidade relativa, um rompedor de torta de filtro retardado, e um fluido portador; fazer o contato com pelo menos uma porção de uma torta de filtro em uma formação subterrânea com o fluido de tratamento; e remover pelo menos uma porção da torta de filtro, caracterizado pelo fato de que o rompedor de torta de filtro retardado consiste em um ou mais compostos azo.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o modificador da permeabilidade relativa compreende pelo menos um modificador da permeabilidade relativa selecionado do grupo consistindo de: um polímero hidrofobicamente modificado solúvel em água; um polímero hidrofilicamente modificado solúvel em água; um polímero solúvel em água sem modificação hidrofóbica ou hidrofílica; e qualquer combinação dos mesmos.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o modificador da permeabilidade relativa está presente em uma quantidade de 0,05 % a 1,5 % em peso do fluido de tratamento.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de tratamento ainda compreende um rompedor modificador da permeabilidade relativa.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma pluralidade de particulados; fazer o contato com pelo menos uma porção de uma formação subterrânea com o fluido de tratamento; e depositar pelo menos uma porção da pluralidade de particulados em pelo menos uma porção da formação subterrânea para formar um filtro de cascalho enquanto se remove pelo menos uma porção da torta de filtro contida em pelo menos uma porção da formação subterrânea.
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