ES2334939T3 - Consolidacion resistente a condiciones hidroliticas e hidrotermicas o modificacion del comportamiento de humectacion de formaciones geologicas. - Google Patents
Consolidacion resistente a condiciones hidroliticas e hidrotermicas o modificacion del comportamiento de humectacion de formaciones geologicas. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la consolidación resistente a la hidrólisis en condiciones hidrotérmicas o para la modificación del comportamiento de humectación de formaciones geológicas porosas o constituidas por partículas, en el que (A) se infiltra o se inyecta en la formación geológica un agente de consolidación, que está formado por un hidrolizado o un precondensado de (a) por lo menos un organosilano de la fórmula general (I) (I)RnSiX4-n en la que los restos R son iguales o distintos y constituyen grupos no hidrolizables; los restos X son iguales o distintos y constituyen grupos hidrolizables o grupos hidroxi, y n es el número 1, 2 ó 3, (b) eventualmente por lo menos un silano hidrolizable de la fórmula general (II) (II)SiX4 en la que los restos X tienen el significado definido antes; y (c) por lo menos un compuesto metálico hidrolizable de la fórmula general (III) (III)MXa en la que M es un metal de los grupos principales de III a V o de los grupos secundarios de II a VIII del Sistema Periódico de los Elementos, incluido el boro; X tiene el significado definido para la fórmula (I), dos grupos X pueden estar sustituidos por un grupo oxo y a equivale a la valencia del elemento; la proporción molar entre los compuestos de silicio empleados y los compuestos metálicos empleado se sitúa entre 8000:1 y 8:1; y (B) se fragua el agente de consolidación a una temperatura superior a 20°C y una presión superior a 1 bar, dicho agente de consolidación está en forma libre de partículas antes de mezclarse con la formación geológica.
Description
Consolidación resistente a condiciones
hidrolíticas e hidrotérmicas o modificación del comportamiento de
humectación de formaciones geológicas.
La invención se refiere a un procedimiento para
la consolidación resistente a condiciones hidrolíticas e
hidrotérmicas o para una modificación del comportamiento de
humectación de formaciones geológicas porosas o constituidas por
partículas.
Los aglomerantes son de gran importancia en
especial para aglomerar sistemas compactos o granulares. En la
industria petrolífera se ha constatado que la consolidación de
sistemas granulares, como son las formaciones geológicas, es una
medida extraordinariamente importante para la estabilización de
pozos petrolíferos y para la consolidación de las formaciones de
arena de los yacimientos. Si no se realiza la consolidación,
entonces se acarrea la arena hacia el exterior y provoca daños en
las instalaciones de transporte (bombas, tuberías). Un elemento
esencial de estas medidas de consolidación consiste en garantizar
una porosidad suficiente de los yacimientos, porque no debe
reducirse el flujo de petróleo. Son necesarios aglomerantes que sean
resistentes en las condiciones existentes en un orificio de
perforación (presión elevada junto con temperatura elevada,
contenido de agua y petróleos brutos (crudos) agresivos).
No obstante, para la aplicación eficaz de tales
aglomerantes es muy importante que se conserve durante el mayor
tiempo posible la resistencia en dichas condiciones agresivas y no
se reduzca considerablemente la porosidad a mantener. Los sistemas
conocidos del estado de la técnica, que prácticamente todos se basan
en polímeros orgánicos, tienen en este aspecto una vida útil muy
limitada.
La consolidación de formaciones geológicas con
aglomerantes apropiados resulta especialmente difícil cuando las
formaciones geológicas consolidadas no deben sufrir una merma
considerable en su porosidad si se comparan con las formaciones
geológicas no consolidadas. Con aglomerantes poliméricos orgánicos
pueden fabricarse p.ej. sistemas porosos, pero se ha demostrado que
apenas es posible conservar en buena medida la porosidad original.
Con un uso reducido de aglomerantes se consigue ciertamente fabricar
sistemas porosos, gracias a la propiedad que tienen los polímeros
orgánicos de hincharse o de disolverse en presencia de disolventes
orgánicos, pero tales consolidaciones no son adecuadas para muchas
aplicaciones, en especial a temperaturas elevadas y en contacto con
líquidos orgánicos.
El uso de aglomerantes puramente inorgánicos,
que pueden obtenerse p.ej. mediante un proceso
sol-gel, permite conseguir ciertamente una
aglomeración conservando la porosidad correspondiente, pero el
sistema aglomerado es muy frágil y quebradizo y no tiene
resistencia suficiente para soportar esfuerzos mecánicos, como son
los esfuerzos de cizallamiento o las presiones elevadas.
Otro problema es además la resistencia a la
hidrólisis del agente de consolidación, porque los agentes de
consolidación empleados según el estado de la técnica se hidrolizan
en contacto con el agua, p.ej. en las condiciones reinantes en la
perforación, de modo que las formaciones geológicas consolidadas
vuelven a perder al cabo de cierto tiempo la resistencia que habían
conseguido con el agente de consolidación.
Además, en las formaciones geológicas existen
por lo general una presión elevada y una temperatura también
elevada. Por ello es necesario efectuar el fraguado necesario para
la consolidación a una presión y una temperatura elevadas. Pero en
el caso de muchos agentes de consolidación esto no es posible o solo
es posible con limitaciones.
Un ámbito especial importante de la
consolidación de formaciones geológicas es la extracción de
petróleo, en la que las perforaciones se realizan a menudo en
formaciones geológicas no consolidadas. En especial en el caso de
la extracción de petróleo en zonas marinas próximas a la costa
(off-shore) existen formaciones geológicas
arenosas, que tienen que consolidarse para impedir que la arena y
otras partículas rocosas penetren en el orificio de la perforación
y provoquen los consiguientes daños en las instalaciones de acarreo
y contaminen el petróleo transportado. Para consolidar los
yacimientos arenosos de este tipo se aplica convencionalmente un
procedimiento de tres pasos. En primer lugar se inyecta a través de
una sonda un aglomerante de resina sintética, después se provoca el
curado o fraguado de este aglomerante por inyección de un sistema
activador. En el tercer paso se inyecta un sistema para regular la
permeabilidad y para expulsar el exceso de aglomerante
resínico.
Por otro lado existe a menudo interés en
modificar el comportamiento de humectación de las formaciones
geológicas. Con ello se pretende por ejemplo aumentar el grado de
rendimiento de las formaciones geológicas petrolíferas. También
para la depuración de terrenos contaminados toxicológicamente o de
formaciones arenosas contaminadas con petróleo podría ser
extraordinariamente útil la modificación del comportamiento de
humectación.
En el documento
WO-A-93/04140 se describe un agente
para la consolidación de terrenos, que como compuestos previos de
formación estructural contiene alcoxisilanos y/o alcoholatos de
aluminio y eventualmente como compuestos previos de modificación
estructural contiene del 0,1 al 15% en peso de otros compuestos,
p.ej. ácido bórico. El procedimiento descrito en
WO-A-93/04140 consiste en la
incorporación del producto al material que está contenido en agua y
que se pretende consolidar, con lo cual se logra la
consolidación.
En
US-A-2003/031788 se describe un
procedimiento para modificar la humectabilidad de una formación, en
el que se introduce un líquido acuoso en la formación para
recubrirla. Este líquido contiene nanopartículas de componentes
orgánicos e inorgánicos, pudiendo elegirse el componente inorgánico
en especial entre silicio, aluminio, titanio, circonio y
combinaciones de los mismos.
En
WO-A-2005/073278, un documento con
arreglo al art. 54 (3) y (4) de la EPO, se describe un agente de
consolidación y su utilización para la consolidación de artículos
moldeados y de formaciones geológicas, dicho agente de
consolidación contiene un hidrolizado o un precondensado de por lo
menos un organosilano que tiene un grupo no hidrolizable y por lo
menos un silano hidrolizable, que solo contiene grupos hidrolizables
o grupos hidroxi. El hidrolizado o precondensado puede obtenerse
eventualmente en presencia de un compuesto metálico.
Es un objeto de la invención desarrollar un
procedimiento para la consolidación o la modificación del
comportamiento de humectación de una formación geológica. La
consolidación tiene que ser en especial estable a la hidrólisis y
tener resistencia hidrotérmica, incluso en condiciones corrosivas,
de modo que puede cumplir su función incluso durante años. Para
ello tiene que conservarse en gran medida la porosidad de la fase no
aglomerada. Debe conseguirse además una buena resistencia de unión
junto con una flexibilidad suficiente. La consolidación debería ser
posible también en condiciones hidrotérmica, es decir, a presión y
temperatura elevadas. Finalmente, con una adaptación adecuada
debería poder realizarse también la modificación del comportamiento
de humectación de las forma-
ciones.
ciones.
El objetivo se alcanza con un procedimiento de
consolidación resistente a condiciones hidrolíticas e hidrotérmicas
o de modificación del comportamiento de humectación de las
formaciones geológicas porosas o constituidas por partículas, en el
que
(A) se infiltra o se inyecta en la formación
geológica un agente de consolidación, que está formado por un
hidrolizado o un precondensado de
(a) por lo menos un organosilano de la fórmula
general (I)
(I)R_{n}SiX_{4-n}
en la que los restos R son iguales
o distintos y constituyen grupos no hidrolizables; los restos X son
iguales o distintos y constituyen grupos hidrolizables o grupos
hidroxi,
y n es el número 1, 2 ó
3,
\vskip1.000000\baselineskip
(b) eventualmente por lo menos un silano
hidrolizable de la fórmula general (II)
(II)SiX_{4}
en la que los restos X tienen el
significado definido antes;
y
\vskip1.000000\baselineskip
(c) por lo menos un compuesto metálico
hidrolizable de la fórmula general (III)
(III)MX_{a}
en la que M es un metal de los
grupos principales de III a V o de los grupos secundarios de II a
VIII del Sistema Periódico de los Elementos, incluido el boro, X
tiene el significado definido para la fórmula (I), dos grupos X
pueden estar sustituidos por un grupo oxo y "a" equivale a la
valencia del
elemento;
la proporción molar entre los compuestos de
silicio empleados y los compuestos metálicos empleado se sitúa
entre 8000:1 y 8:1; y
\vskip1.000000\baselineskip
(B) se fragua el agente de consolidación a una
temperatura superior a 20°C y una presión superior a 1 bar, dicho
agente de consolidación está en forma libre de partículas antes de
mezclarse con la formación geológica y, en el caso de emplearse
para modificar el comportamiento de humectación de la formación, el
agente de consolidación contiene además un componente oleófobo e
hidrófobo.
Los estudios minuciosos realizados han
demostrado que estos agentes de consolidación no se descomponen en
el autoclave a temperatura y presión elevadas, incluso durante un
largo período de tiempo, y en estas condiciones siguen formando una
unión estable. Empleando una variante de consolidación que regula la
humectación se ha podido demostrar que el comportamiento ajustado
de humectación se mantiene después de un tratamiento hidrotérmico
en medio corrosivo. A raíz de la consolidación, la porosidad se
reduce solamente en pequeña medida.
\newpage
El uso de los compuestos metálicos hidrolizables
de la fórmula (III) conlleva ventajas. A saber, de modo sorprendente
se ha constatado que los agentes de consolidación, que contienen
estos compuestos metálicos, una vez fraguados presentan una
estabilidad a la hidrólisis y una resistencia hidrotérmica
especialmente buenas, si se comparan con los agentes de
consolidación que no los llevan, incluso en las condiciones
extremadamente agresivas que existen p.ej. en los depósitos
(exposición hidrotérmica corrosiva). Se pueden lograr, por tanto,
consolidaciones estables a largo plazo, permeables a líquidos de
depósitos, aunque estén expuestas a factores hidrotérmicos
corrosivos.
Otra ventaja consiste en que los agentes de
consolidación pueden fraguar de modo sorprendente incluso a presión
elevada.
El agente de consolidación comprende un
hidrolizado o un precondensado de
(a) por lo menos un organosilano de la fórmula
general (I)
(I)R_{n}SiX_{4-n}
en la que los restos R son iguales
o distintos y constituyen grupos no hidrolizables; los restos X son
iguales o distintos y constituyen grupos hidrolizables o grupos
hidroxi,
y n es el número 1, 2 ó
3,
\vskip1.000000\baselineskip
(b) eventualmente por lo menos un silano
hidrolizable de la fórmula general (II)
(II)SiX_{4}
en la que los restos X tienen el
significado definido antes;
y
\vskip1.000000\baselineskip
(c) por lo menos un compuesto metálico
hidrolizable de la fórmula general (III)
(III)MX_{a}
en la que M es un metal de los
grupos principales de III a V o de los grupos secundarios de II a
VIII del Sistema Periódico de los Elementos, incluido el boro; X
tiene el significado definido para la fórmula (I), dos grupos X
pueden estar sustituidos por un grupo oxo y "a" equivale a la
valencia del
elemento.
\vskip1.000000\baselineskip
Los ejemplos apropiados de grupos X
hidrolizables de las fórmulas anteriores son hidrógeno, halógeno (F,
Cl, Br o I, en especial Cl o Br), alcoxi (p.ej. alcoxi
C_{1-6}, p.ej. metoxi, etoxi,
n-propoxi, i-propoxi y n-, i-,
sec- o tert-butoxi), ariloxi (con preferencia
ariloxi C_{6-10}, p.ej. fenoxi), alcariloxi, p.ej.
benzoiloxi, aciloxi (p.ej. aciloxi C_{1-6}, con
preferencia aciloxi C_{1-4}, p.ej. acetoxi o
propioniloxi) y alquilcarbonilo (p.ej. alquilcarbonilo
C_{2-7}, p.ej. acetilo). Son también apropiados el
NH_{2}, amino mono- o disustituido por alquilo, arilo y/o
aralquilo, siendo ejemplos de restos alquilo, arilo y/o aralquilo
los indicados antes para R; amido, por ejemplo los grupos benzamido
o aldoxima o cetoxima. Dos o tres grupos X pueden estar también
unidos entre sí, p.ej. en el caso de complejos de
Si-poliol con glicol, glicerina o pirocatequina.
Eventualmente, los grupos mencionados pueden tener también
sustituyentes, por ejemplo halógeno, hidroxi, alcoxi, amino o
epoxi.
Los restos X hidrolizables preferidos son el
halógeno, los grupos alcoxi y los grupos aciloxi. Los restos
hidrolizables especialmente preferidos son los grupos alcoxi
C_{2-4}, en especial el etoxi.
Los restos R no hidrolizables de la fórmula (I)
son p.ej. alquilo (p.ej. alquilo C_{1-20}, en
especial alquilo C_{1-4}, como el metilo, etilo,
n-propilo, i-propilo,
n-butilo, i-butilo,
sec-butilo y tert-butilo),
alquenilo (p.ej. alquenilo C_{2-20}, en especial
alquenilo C_{2-4}, como el vinilo,
1-propenilo, 2-propenilo y
butenilo), alquinilo (p.ej. alquinilo C_{2-20},
en especial alquinilo C_{2-4}, como el etinilo o
el propargilo), arilo (en especial arilo
C_{6-10}, como el fenilo y el naftilo) y los
correspondientes grupos aralquilo y alcarilo, como el tolilo y el
bencilo, y los grupos alquilo y alquenilo
C_{3}-C_{12} cíclicos, como el ciclopropilo,
ciclopentilo y ciclohexilo.
Los restos R pueden llevar los sustituyentes
habituales, que pueden ser grupos funcionales, gracias a estos
grupos orgánicos en caso necesario puede realizarse también una
reticulación del condensado. Los sustituyentes habituales son p.ej.
los halógenos (p.ej. cloro), epóxido (p.ej. glicidilo o
glicidiloxi), hidroxi, éter, éster, amino, monoalquilamino,
dialquilamino, anilino eventualmente sustituido, amida, carboxi,
alquenilo, alquinilo, acrilo, acriloxi, metacrilo, metacriloxi,
mercapto, ciano, alcoxi, isocianato, aldehido, ceto,
alquilcarbonilo, anhídrido de ácido y ácido fosfórico. Estos
sustituyentes están unidos al átomo de silicio a través de grupos
puente bivalentes, en especial grupos puente alquileno, alquenileno
o arileno, que pueden estar interrumpidos por oxígeno o grupos
-NH-. Los grupos puente contienen p.ej. de 1 a 18 átomos de carbono,
con preferencia de 1 a 8 y en especial de 1 a 6. Los grupos puente
bivalentes mencionados se derivan p.ej. de los restos alquilo,
alquenilo o arilo monovalentes antes mencionados. Naturalmente, el
resto R puede tener también más de un grupo funcional.
Los ejemplos preferidos de restos R no
hidrolizables provistos de grupos funcionales que permiten la
reticulación, son un resto glicidilo o un resto
glicidiloxi-alquileno C_{1-20},
por ejemplo el \beta-glicidiloxietilo,
\gamma-glicidiloxipropilo,
\delta-glicidiloxibutilo,
\varepsilon-glicidiloxipentilo,
\omega-glicidiloxihexilo y
2-(3,4-epoxiciclohexil)etilo, un resto
(met)acriloxi-alquileno
C_{1-6}, p.ej. el (met)acriloximetilo,
(met)acriloxietilo, (met)acriloxipropilo o
(met)acriloxibutilo y un resto
3-isocianatopropilo. Son restos especialmente
preferidos el \gamma-glicidiloxipropilo y el
(met)acriloxipropilo. En tales casos, (met)acrilo
significa acrilo y metacrilo.
En especial para una aplicación, en la que se
recurre al procedimiento de la invención para modificar el
comportamiento de humectación de las formaciones geológicas, pueden
emplearse silanos de la fórmula (I), cuyo resto R lleva por lo
menos un átomo de flúor. Esta forma de ejecución se ilustra con
detalle a continuación. Los fluorsilanos pueden utilizarse también
para la consolidación. Los fluorsilanos de la fórmula (IV) descritos
a continuación pueden utilizarse a título individual o, con
preferencia, junto con otros silanos no fluorados de la fórmula (I)
como silanos de la fórmula (I).
Los restos R preferidos son restos sin
sustituyentes ni grupos funcionales, en especial grupos alquilo, que
tienen con preferencia de 1 a 4 átomos de carbono, en especial el
metilo y el etilo, así como restos arilo, por ejemplo el fenilo.
Los ejemplos de organosilanos de la fórmula general (I) son
compuestos de las fórmulas siguientes, siendo preferidos los
alquilsilanos y en especial el metiltrietoxisilano:
CH_{3}-SiCl_{3},
CH_{3}-Si(OC_{2}H_{5})_{3},
C_{2}H_{5}-SiCl_{3},
C_{2}H_{5}-Si(OC_{2}H_{5})_{3},
C_{3}H_{7}Si(OC_{2}Hs)_{3},
C6H_{5}-Si(OC_{2}H_{5})_{3},
(C_{2}H_{5}O)_{3}-Si-C_{3}H_{6}-Cl,
(CH_{3})_{2}SiCl_{2},
(CH_{3})_{2}Si(OC_{2}H_{5})_{2},
(CH_{3})_{2}Si(OH)_{2},
(C_{6}H_{5})_{2}SiCl_{2},
(C_{6}H_{5})_{2}Si(OC_{2}H_{5})_{2},
(i-C_{3}H_{7})_{3}SiOH,
CH_{2}=CH-Si(OOCCH_{3})_{3},
CH_{2}=CH-SiCl_{3},
CH_{2}=CH-Si(OC_{2}H_{5})_{3},
CH_{2}=CH-
Si(OC_{2}H_{5})_{3}, CH_{2}=CH-Si(OC_{2}H_{4}OCH_{3})_{3}, CH_{2}=CH-CH_{2}=Si(OC_{2}H_{5})_{3}, CH_{2}=CH-CH_{2}-Si(OC_{2}H_{5})_{3}, CH_{2}=CH-CH_{2}-Si(OOCCH_{3})_{3}, CH_{2}=C(CH_{3})COO-CsH_{7}Si(OC_{2}H_{5})_{3}, n-C_{6}H_{13}-CH_{2}-CH_{2}-Si(OC_{2}H_{5})_{3},
Si(OC_{2}H_{5})_{3}, CH_{2}=CH-Si(OC_{2}H_{4}OCH_{3})_{3}, CH_{2}=CH-CH_{2}=Si(OC_{2}H_{5})_{3}, CH_{2}=CH-CH_{2}-Si(OC_{2}H_{5})_{3}, CH_{2}=CH-CH_{2}-Si(OOCCH_{3})_{3}, CH_{2}=C(CH_{3})COO-CsH_{7}Si(OC_{2}H_{5})_{3}, n-C_{6}H_{13}-CH_{2}-CH_{2}-Si(OC_{2}H_{5})_{3},
Son ejemplos de silanos hidrolizables opcionales
de la fórmula general (II) el Si(OCH_{3})_{4},
Si(OC_{2}H_{5})_{4},
Si(O-n- o
i-C_{3}H_{7})_{4},
Si(OC_{4}H_{9})_{4}, SiCl_{4}, HSiCl_{3},
Si(OOCCH_{3})_{4}.
Entre estos silanos hidrolizables es
especialmente preferido el tetraetoxisilano.
Los silanos pueden obtenerse por métodos ya
conocidos, véase W. Noll, "Chemie und Technologie der
Silicone", editorial Verlag Chemie GmbH, Weinheim/Bergstraße
(1968).
En el compuesto metálico de la fórmula general
(III)
(III)Mx_{a}
M es un metal de los grupos
principales de III a V o de los grupos secundarios de II a VIII del
Sistema Periódico de los Elementos, incluido el boro; X tiene el
significado definido en la fórmula (I), en la que dos grupos X
pueden sustituirse por un grupo oxo y "a" equivale a la
valencia del
elemento.
M es distinto de Si. Aquí se incluye también al
boro en el grupo de los metales. Los ejemplos de compuestos
metálicos de este tipo son los compuestos de los elementos que
forman vidrio o cerámica, en especial compuestos por lo menos de un
elemento M elegido entre los grupos principales de III a V y/o entre
los grupos secundarios de II a IV del Sistema Periódico de los
Elementos. Son con preferencia compuestos hidrolizables de Al, B,
Sn, Ti, Zr, V o Zn, en especial de Al, Ti o Zr, o mezclas de dos o
más de estos elementos. Pueden utilizarse también p.ej. compuestos
hidrolizables de elementos de los grupos secundarios de V a VIII del
Sistema Periódico (p.ej. Mn, Cr, Fe y Ni). Pueden emplearse también
compuestos hidrolizables de los lantánidos, por ejemplo Ce. Son
preferidos los compuestos metálicos de los compuestos B, Ti, Zr y
Al, siendo especialmente preferido el Ti.
\vskip1.000000\baselineskip
Son compuestos metálicos preferidos p.ej. los
alcóxidos de B, Al, Zr y en especial de Ti. Son compuestos metálicos
hidrolizables apropiados p.ej. el Al (OCH_{3})_{3},
Al(OC_{2}H_{5})_{3},
Al(O-n-C_{3}H_{7})_{3},
Al(O-i-C_{3}H_{7})_{3},
Al(O-n-C_{4}Hc)_{3},
Al(O-sec-C_{4}H_{9})_{3},
AlCl_{3}, AlCl(OH)_{2},
Al(OC_{2}H_{4}OC_{4}H_{9})_{3}, TiCls,
Ti(OC_{2}H_{5})_{4},
Ti(O-n-C_{3}H_{7})_{4},
Ti(O-i-C_{3}H_{7})_{4},
Ti(OC_{4}H_{9})_{4},
Ti(2-etilhexoxi)_{4}, ZrCl_{4},
Zr(OC_{2}H_{5})_{5},
Zr(O-n-C_{3}H_{7})_{4},
Zr(O-i-C_{3}H_{7})_{4},
Zr(OC_{4}H_{9})_{4}, ZrOCl_{2},
Zr(2-etil-hexoxi)_{4},
y también los compuestos de Zr que llevan restos complejantes, p.ej.
restos \beta-dicetona y (met)acrilo, el
ácido bórico, BCl_{3}, B(OCH_{3})_{3},
B(OC_{2}H_{5})_{3}, SnCl_{4},
Sn(OCH_{3})_{4},
Sn(OC_{2}H_{5})_{4}, VOCl_{3} y
VO(OCH_{3})_{3}.
En una forma especialmente preferida de
ejecución se obtiene el agente de consolidación empleando un
alquilsilano, p.ej. el metiltrietoxisilano (MTEOS), un arilsilano,
p.ej. el feniltrietoxisilano y un éster del ácido ortosilícico,
p.ej. el tetraetoxisilano (TEOS) y un compuesto metálico de la
fórmula (III), siendo especialmente preferido el uso de un
compuesto metálico de B, Al, Zr y en especial de Ti.
Para la obtención del hidrolizado o de
precondensados se emplean con preferencia por lo menos un 50% molar,
con mayor preferencia por lo menos un 70% molar y en especial por
lo menos un 80% molar de organosilanos de la fórmula (I) que tiene
por lo menos un grupo no hidrolizable. El resto son compuestos
hidrolizables, en especial los compuestos metálicos de la fórmula
(III) y eventualmente los silanos hidrolizables de la fórmula (II),
que no llevan grupos no hidrolizables.
La proporción molar entre los compuestos de
silicio de las fórmulas (I) y (II) y los compuestos metálicos de la
fórmula (III) se sitúa entre 8.000:1 y 8:1, alcanzándose una
resistencia especialmente buena a la hidrólisis entre 1.600:1 y
160:1 y con preferencia especial entre 1.600:1 y 16:1.
Para el cálculo de las fracciones o de las
proporciones molares recién indicadas para los compuestos se parte
en cada caso de los compuestos monómeros. Si se emplean, tal como se
indica a continuación, compuestos ya precondensados (dímeros, etc.)
como materiales de partida, entonces habrá que hacer la conversión y
tomar como base los monómeros correspondientes.
Los hidrolizados o precondensados del agente de
consolidación se obtienen a partir de silanos hidrolizables y de
compuestos metálicos hidrolizables por hidrólisis y condensación. Se
entiende por hidrolizados o precondensados en especial los
compuestos hidrolizados o por lo menos parcialmente condensados de
los compuestos de partida hidrolizables. En lugar de los compuestos
monoméricos hidrolizables pueden utilizarse también compuestos ya
precondensados. Tales oligómeros, con preferencia solubles en el
medio de reacción, pueden ser p.ej. condensados parciales de cadena
lineal o cíclicos, de bajo peso molecular (p.ej.
poliorganosiloxanos), de un grado de condensación p.ej. entre 2 y
100, en especial entre 2 y 6.
Los hidrolizados o precondensados se obtienen
con preferencia por hidrólisis y condensación de los compuestos de
partida hidrolizables por el procedimiento sol-gel.
En el proceso sol-gel se hidrolizan y normalmente se
condensan por lo menos parcialmente los compuestos hidrolizables
con agua, eventualmente en presencia de catalizadores ácidos o
básicos. La hidrólisis y condensación se realizan con preferencia en
presencia de catalizadores de condensación ácidos (p.ej. ácido
clorhídrico, ácido fosfórico o ácido fórmico), a un pH situado con
preferencia entre 1 y 3. El sol formado puede ajustarse a la
viscosidad deseada para el agente de consolidación actuando sobre
los parámetros apropiados, p.ej. el grado de condensación, el
disolvente o el pH.
Más detalles sobre el procedimiento
sol-gel se han descrito p.ej. en la obra de C.J.
Brinker, G.W. Scherer: "Sol-Gel Science - The
Physics and Chemistry of
Sol-Gel-Processing", Academic
Press, Boston, San Diego, Nueva York, Sydney (1990).
Para la hidrólisis y condensación pueden
utilizarse cantidades estequiométricas de agua, pero también
cantidades mayores o menores. Se emplea con preferencia una
cantidad estequiométrica de agua, referida a los grupos
hidrolizables presentes. La cantidad de agua empleada para la
hidrólisis y condensación de los compuestos hidrolizables se sitúa
con preferencia entre 0,1 y 0,9, y con preferencia especial entre
0,25 y 0,75 moles de agua por mol de grupos hidrolizables
presentes. A menudo se obtienen resultados especialmente buenos con
menos de 0,7 moles de agua, en especial de 0,55 a 0,65 moles de
agua por mol de grupos hidrolizables presentes.
Antes de la aplicación, el agente de
consolidación puede activarse con la adición de una cantidad
adicional de agua. El agente de consolidación empleado según la
invención se presenta en especial en forma de solución o de
emulsión sin partículas.
Puede contener aditivos convencionales y en
especial disolventes, p.ej. agua, alcoholes, con preferencia
alcoholes alifáticos inferiores (alcoholes
C_{1}-C_{8}), como el metanol, etanol,
1-propanol, isopropanol y 1-butanol,
cetonas, con preferencia di(alquilo inferior)cetonas,
p.ej. la acetona y la metilisobutilcetona, éteres, con preferencia
los éteres de dialquilo inferior, p.ej. el éter de dietilo o el
monoéter de dioleno, p.ej. el etilenglicol o el propilenglicol, con
alcoholes C_{1}-C_{8}, amidas, p.ej. la
dimetilformamida, el tetrahidrofurano, el dioxano, los sulfóxidos,
las sulfonas o el butilglicol y sus mezclas. Se emplean con
preferencia el agua y los alcoholes. Pueden utilizarse también
disolventes de punto de ebullición elevado, p.ej. los poliéteres,
p.ej. el trietilenglicol, el dietiléter del dietilenglicol y el
dimetiléter del tetraetilenglicol. En muchos casos se emplean
también otros disolventes, p.ej. parafinas ligeras (éter de
petróleo, alcanos y cicloalcanos), compuestos aromáticos,
heteroaromáticos e hidrocarburos halogenados. Pueden utilizarse
también los ésteres de ácidos dicarboxílicos, como el succinato de
dimetilo, el adipato de dimetilo, el glutarato de dimetilo y sus
mezclas así como los ésteres de ácidos carboxílicos cíclicos, p.ej.
el carbonato de propileno y el carbonato de
glicerina.
glicerina.
\newpage
Otros aditivos convencionales son p.ej. los
colorantes, pigmentos, reguladores de viscosidad y tensioactivos.
Para la preparación de emulsiones del agente de consolidación puede
recurrirse a los emulsionantes estabilizantes habituales de las
emulsiones de silicona, p.ej. el Tween® 80 y Brij® 30.
Para consolidar las formaciones geológicas se
infiltra o se inyecta el agente de consolidación en la formación
geológica.
La consolidación (fraguado o curado) se logra a
temperatura y presión elevadas con respecto a las condiciones
normales, es decir, la presión es superior a 1 bar y la temperatura
es superior a 20°C. El agente de consolidación se fragua con
preferencia en función de las condiciones marco geológicas del
depósito, en el que se emplea, por lo general a una temperatura
superior a 40°C y una presión por lo menos de 40 bares. En función
de la profundidad de la formación pueden surgir temperaturas de
hasta 160°C y presiones de hasta 500 bares.
Ya es conocido que el fraguado térmico de los
agentes de consolidación no acarrea problemas si se realiza a la
presión ambiental. Eliminando el continuo el disolvente y el agua
del producto de reacción de la mezcla del sol del aglomerante y el
material a consolidar se consigue que la reacción de condensación
progrese de forma consecutiva. En el proceso ulterior del fraguado
térmico, el agente de consolidación se incorpora al material a
consolidar y solidifica con él.
Las propiedades de los materiales consolidados
dependen también de las condiciones, en las que se obtienen. Por lo
general se obtiene un mejor comportamiento de los materiales
consolidados si se obtienen en condiciones aproximadamente iguales
a sus condiciones de uso. Por lo tanto, en caso de aplicar los
materiales consolidados a presiones y temperaturas elevadas es
deseable realizar también su obtención en condiciones que sean
aproximadamente las mismas. Sin embargo, esto es problemático en el
caso de los agentes de consolidación del estado de la técnica,
porque cuando se realiza el fraguado de los agentes de consolidación
según el estado de la técnica a presión y temperatura elevadas, es
decir, en condiciones hidrotérmicas, tanto los disolventes como los
productos de reacción quedan dentro del sistema y solamente
permiten que se establezca el equilibrio. Pero la situación de
equilibrio en estas condiciones no permite lograr materiales
consolidados o compactados.
Ahora se ha constatado de modo sorprendente que
la posición de equilibrio puede modificarse con el uso de los
compuestos metálicos de la fórmula (III) según de la invención de
modo que es posible el fraguado del agente de consolidación
empleado en condiciones hidrotérmicas (presión y temperatura
elevadas). De este modo pueden obtenerse formaciones geológicas
consolidadas en condiciones hidrotérmicas y dichas formaciones
consolidadas presentan buenas resistencias de unión y al mismo
tiempo una flexibilidad suficiente.
El fraguado (curado) del agente de consolidación
en las condiciones hidrotérmicas pueden favorecerse con la adición
de anhídridos. Con un anhídrido pueden capturarse los productos de
condensación, tales como agua y etanol. Los anhídridos son con
preferencia anhídridos de ácidos orgánicos o mezclas de estos
anhídridos. Son ejemplos de ello el anhídrido acético, el anhídrido
metilnadínico, el anhídrido ftálico, el anhídrido succínico y
mezclas de los mismos.
Para la adición de anhídridos es preferido
emplear como disolventes p.ej. ésteres de ácidos carbónicos
cíclicos, p.ej. el carbonato de propileno o ésteres de ácidos
carboxílicos, p.ej. el glutarato de dimetilo, el adipato de
dimetilo y el succinato de dimetilo o mezclas de dicarboxilatos de
dimetilo de los esteres mencionados. Por lo general, el disolvente
apropiado para ello puede sustituirse total o parcialmente por el
disolvente formado o empleado para la obtención del agente de
consolidación. Además del intercambio de disolventes es posible
también utilizar ya un disolvente preferido para la obtención del
agente de consolidación.
El fraguado de las formaciones geológicas a
consolidar es posible, por tanto, en condiciones hidrotérmicas.
En condiciones hidrotérmicas se impide el
proceso de compactación del agente de consolidación gelificado, por
consiguiente el gel de agente de consolidación cierra a menudo los
poros que son de gran volumen. Esto puede reimpedirse o eliminarse
con la introducción de un medio sólido o líquido a través del
material a consolidar, que se mezcla con el agente de
consolidación, con lo cual se puede ajustar la porosidad del modo
deseado. La introducción se realiza en especial antes o durante el
proceso de fraguado, durante un período determinado.
Los expertos podrán elegir sin problemas y de
modo adecuado los parámetros del bombeo de circulación, como son la
duración, el momento temporal, la cantidad o la velocidad de paso
del caudal de la fase líquida o gaseosa, con el fin de ajustar la
porosidad al valor deseado. La introducción puede realizarse p.ej.
antes o después de un fraguado parcial, pudiendo tener lugar un
fraguado completo después y/o durante dicha introducción. Para la
introducción del medio líquido o gaseoso pueden bombearse p.ej. un
disolvente o un gas inertes, p.ej. N_{2}, CO_{2} o aire, con lo
cual se limpian y dejan expeditos los volúmenes de los poros y se
expulsan las productos de reacción. Como ejemplos de disolventes
para el medio líquido se remite a los mencionados anteriormente. El
medio líquido o gaseoso pueden contener eventualmente catalizadores
y/o componentes que liberen gas, o bien que estén previamente
cargados con él.
El fraguado del agente de consolidación puede
favorecerse eventualmente con la adición de catalizadores de
condensación, que provocan la reticulación de los grupos SiOH
reticulables de modo inorgánico o de los grupos
metal-OH, con formación de una red inorgánica. Lo
catalizadores de condensación idóneos para ellos son las bases o
los ácidos, pero también los iones fluoruro o los alcóxidos. Estos
pueden añadirse p.ej. al agente de consolidación inmediatamente
antes del mezclado con la formación geológica. En una forma
preferida de ejecución se incorpora el catalizador a los medios
gaseosos o líquidos recién descritos, que se hacen circular a través
de la formación geológica. Para ello, el catalizador es con
preferencia volátil, gaseoso o evaporable. El catalizador puede
contener compuestos disueltos, por ejemplo el oxicloruro de
circonio, y dosificarse al aglomerante en forma de gradiente.
Las formaciones geológicas consolidadas son con
preferencia porosas.
Para la simulación del proceso en condiciones
hidrotérmicas se utiliza con preferencia una celdilla de
desplazamiento (displacement cell) empleada habitualmente en la
industria petrolífera. En esta celdilla se introduce una probeta
cilíndrica que contiene la muestra a consolidar, a través de la
superficie del encamisado de plomo se somete a la presión de
confinamiento, que simula la presión de la formación geológica
(p.ej. 70 bares), y se compacta. A través de las superficies
frontales del cilindro de la muestra tiene lugar la entrada y salida
del medio contra una presión opuesta de 50 bares. Para el fraguado
térmico se mantiene la celdilla a temperatura constante. La
porosidad resultante y la permeabilidad alcanzan valores de más del
80% de las iniciales, con resistencias mecánicas de hasta 1,6
MPa.
Por su constitución química, el agente de
consolidación de la invención permite una compactación rápida y
eficaz de las formaciones geológicas por lo general arenosas, a
través de las cuales circula el petróleo o el agua. En este
contexto ha dado resultados especialmente buenos el uso de alcóxidos
de fenilsilano. Probablemente se deba a que estos compuestos,
gracias al impedimento estérico del grupo fenilo y a los efectos
electrónicos, poseen grupos OH que no reaccionan con rapidez y que
se unen muy bien con la superficie de materiales inorgánicos.
Se ha encontrado además que tales sistemas son
especialmente indicados para partículas contaminadas con petróleo,
porque el agente de consolidación puede infiltrarse en la capa de
petróleo por la superficie inorgánica y disolverse en ella, con lo
cual resultan posibles las uniones de puente entre las partículas de
granulado contiguas. Lo último tiene el efecto adicional de que
tales sistemas son también idóneos para disolver grasas y aceites
de las superficies inorgánicas y mejorar p.ej. la eliminación de
dichas sustancias de las pechinas de rellenos arenosos o incluso de
formaciones geológicas. Se consigue, pues, realizar procesos de
aglomeración en arenas que contienen petróleo y limpiar dichas
arenas del petróleo.
Para ello, el hidrolizado o el precondensado del
agente de consolidación puede contener un componente, que es
oleófobo e hidrófobo, con lo cual puede alterarse el comportamiento
de humectación de las formaciones geológicas. Esta constituye una
forma preferida adicional de ejecución. El componente oleófobo e
hidrófobo puede estar unido a o contenido en el hidrolizado o el
precondensado del agente de consolidación, en ambos casos forma
parte del hidrolizado o del condensado.
Con preferencia, el componente oleófobo e
hidrófobo del hidrolizado o del precondensado está constituido por
uno o más silanos de la fórmula general (IV)
(IV)Rf(R)_{b}SiX_{(3-b)}
en la que X y R tienen los
significados definidos para la fórmula (I), Rf es un grupo no
hidrolizable que lleva de 1 a 30 átomos de flúor sobre los átomos
de carbono alifáticos, y b es el número 0, 1 ó 2. A continuación,
estos compuestos se denominan
fluorsilanos.
\vskip1.000000\baselineskip
El fluorsilano puede utilizarse p.ej. como
silano de la fórmula (I) para la obtención del hidrolizado o
precondensado. Puede emplearse como silano individual de la fórmula
(I), pero con preferencia se empleará junto con otros silanos de la
fórmula (I) para la obtención del hidrolizado o precondensado. En
una forma preferida de ejecución se forma en primer lugar un
hidrolizado o un precondensado sin fluorsilanos según las
descripciones anteriores y después se mezcla con uno o más
fluorsilanos de la fórmula (IV). En este caso, los fluorsilanos
pueden depositarse o fijarse sobre el hidrolizado o condensado ya
formado. En ambos casos, los hidrolizados o precondensados
obtenidos a partir del fluorsilano forman parte del hidrolizado o
precondensado, en el último caso aumenta la concentración de los
componentes fluorados en la zona exterior. Si se emplea el silano de
la fórmula (IV), deberá tenerse en cuenta en el momento de
determinar la proporción molar entre los compuestos de silicio y
los compuestos metálicos empleados.
En la fórmula (IV), Rf es con preferencia un
grupo alquilo fluorado, p.ej. provisto de 3 a 20 átomos de C y los
ejemplos podrían ser CF_{3}CH_{2}CH_{2},
C_{2}F_{5}CH_{2}CH_{2},
n-C_{6}F_{13}CH_{2}CH_{2},
i-C_{3}F_{7}OCH_{2}CH_{2}CH_{2},
n-C_{8}F_{17}CH_{2}CH_{2} y
n-C_{10}F_{21}CH_{2}CH_{2}. Un ejemplo
preferido de Rf es el
1H,1H,2H,2H-perfluoroctilo.
Son ejemplos de fluorsilanos utilizables el
CF_{3}CH_{2}CH_{2}Si-Cl_{2}(CH_{3}),
CF_{3}CH_{2}CH_{2}SiCl(CH_{3})_{2},
CF_{3}CH_{2}CH_{2}Si(CH_{3})
(OCH_{3})s, C_{2}F_{5}-CH_{2}CH_{2}-SiZ_{3}, n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}SiZ_{3}, n-C_{8}F_{17}-CH_{2}CH_{2}-SiZ_{3}, n-C_{10}F_{21}-CH_{2}CH_{2}-SiZ_{3}, en los que Z = OCH_{3}, OC_{2}H_{5} o Cl; i-C_{3}F7_{O}-CH_{2}CH_{2}-CH_{2}SiCl_{2}(CH3), n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}Si(OCH_{2}CH_{3})_{2}, n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}SiCl_{2}(CH_{3}) y n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}SiCl(CH_{3})_{2}.
(OCH_{3})s, C_{2}F_{5}-CH_{2}CH_{2}-SiZ_{3}, n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}SiZ_{3}, n-C_{8}F_{17}-CH_{2}CH_{2}-SiZ_{3}, n-C_{10}F_{21}-CH_{2}CH_{2}-SiZ_{3}, en los que Z = OCH_{3}, OC_{2}H_{5} o Cl; i-C_{3}F7_{O}-CH_{2}CH_{2}-CH_{2}SiCl_{2}(CH3), n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}Si(OCH_{2}CH_{3})_{2}, n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}SiCl_{2}(CH_{3}) y n-C_{6}F_{13}-CH_{2}CH_{2}SiCl(CH_{3})_{2}.
Empleando componentes oleófobos e hidrófobos en
el agente de consolidación se puede alterar el comportamiento de
humectación de las formaciones geológicas. Por tanto, el agente de
consolidación produce no solo la consolidación sino también la
modificación del comportamiento de humectación. En las últimas
aplicaciones, la función de consolidación puede adoptar un rol
subordinado o incluso inexistente. En estos casos, el agente actúa
como regulador de la humectación, pero sigue conservando la
denominación de agente de consolidación.
En los procedimientos destinados a modificar el
comportamiento de humectación puede ser conveniente emplear el
agente de consolidación más diluido, p.ej. con un contenido de
sólidos como máximo del 10% en peso.
Para conseguir la modificación del
comportamiento de humectación, el agente de consolidación puede
infiltrarse o inyectarse en la formación geológica.
El procedimiento de consolidación de la
invención puede aplicarse con ventaja en la extracción de gas o de
petróleo, en especial para compactar las formaciones geológicas de
arena en los depósitos que contienen petróleo o agua, p.ej. en la
zona de la perforación.
La modificación del comportamiento de
humectación de las formaciones geológicas con el procedimiento de la
invención puede emplearse p.ej. para aumentar el grado de
rendimiento de las formaciones que llevan petróleo. Otra aplicación
es la modificación del comportamiento de humectación de una
formación geológica contaminada toxicológicamente, por ejemplo un
terreno industrial, para regenerar la formación con una limpieza más
fácil. El sistema es también apropiado para la limpieza de arenas
contaminadas con petróleo.
Pueden obtenerse formaciones porosas, p.ej. de
arena, aglomeradas con el agente de consolidación, cuya porosidad
se genera o se conserva mediante la insuflación de un medio, por
ejemplo aire, al que eventualmente se ha incorporado un catalizador
volátil. Las formaciones "rellenas" de agua o de petróleo
poseen ya en sentido estricto una porosidad antes de la
aglomeración con el agente de consolidación. Si con la incorporación
del agente de consolidación todavía no fraguado se intenta
fraguarlo con la introducción de catalizadores líquidos, entonces
tiene lugar ciertamente un fraguado, pero el agente de consolidación
fraguado tapona los poros.
El siguiente ejemplo ilustra la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
Se mezclan 26,2 g de MTEOS, 7,64 g de TEOS y
0,087 g de tetraisopropóxido de titanio y se hacen reaccionar con
agitación vigorosa con 12,63 g de agua desionizada y 0,088 ml de
ácido clorhídrico concentrado (del 37%). Después del punto de
viraje, la mezcla reaccionante supera un máximo de temperatura de
62°C. Se enfría la mezcla reaccionante a 47°C, se le añade otra
mezcla de silano, formada por 26, 45 g de feniltrietoxisilano, 6,54
g de MTEOS y 7,64 g de TEOS y se prosigue la agitación durante 5
minutos más. Después del reposo de una noche, el aglomerante es
apropiado para consolidar la arena de la formación en condiciones
hidrotérmicas. Según convenga, el valor del pH puede ajustarse
entre 0 y 7.
A 250 g del MTTi_{0,1}P_{3} 06 del ejemplo 1
se les añaden 7,5 g del
1H,1H,2H,2H-perfluoroctiltrietoxisilano (FTS) y se
agitan a t.amb. durante una noche. Para el uso como agente de
consolidación regulador de la humectación de formaciones porosas
que llevan petróleo se diluyen 100 g de la mezcla anterior con 220 g
del monoetiléter del dietilenglicol. Se infiltran en la piedra
arenisca porosa y se determina el comportamiento de humectación
mediante un ensayo de imbibición (impregnación), hallándose neutro.
Se somete una piedra arenisca recubierta a un tratamiento
hidrotérmico con una solución salina a 70 bares y 120°C durante 16 h
para determinar la resistencia a la hidrólisis. Después del secado
se realiza el ensayo de imbibición. El comportamiento de humectación
continúa invariablemente neutro.
Claims (20)
1. Procedimiento para la consolidación
resistente a la hidrólisis en condiciones hidrotérmicas o para la
modificación del comportamiento de humectación de formaciones
geológicas porosas o constituidas por partículas, en el que
(A) se infiltra o se inyecta en la formación
geológica un agente de consolidación, que está formado por un
hidrolizado o un precondensado de
(a) por lo menos un organosilano de la fórmula
general (I)
(I)R_{n}SiX_{4-n}
en la que los restos R son iguales
o distintos y constituyen grupos no hidrolizables; los restos X son
iguales o distintos y constituyen grupos hidrolizables o grupos
hidroxi,
y n es el número 1, 2 ó
3,
\vskip1.000000\baselineskip
(b) eventualmente por lo menos un silano
hidrolizable de la fórmula general (II)
(II)SiX_{4}
en la que los restos X tienen el
significado definido antes;
y
\vskip1.000000\baselineskip
(c) por lo menos un compuesto metálico
hidrolizable de la fórmula general (III)
(III)MX_{a}
en la que M es un metal de los
grupos principales de III a V o de los grupos secundarios de II a
VIII del Sistema Periódico de los Elementos, incluido el boro; X
tiene el significado definido para la fórmula (I), dos grupos X
pueden estar sustituidos por un grupo oxo y "a" equivale a la
valencia del
elemento;
la proporción molar entre los
compuestos de silicio empleados y los compuestos metálicos empleado
se sitúa entre 8000:1 y 8:1;
y
\vskip1.000000\baselineskip
(B) se fragua el agente de consolidación a una
temperatura superior a 20°C y una presión superior a 1 bar, dicho
agente de consolidación está en forma libre de partículas antes de
mezclarse con la formación geológica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 para
la consolidación resistente a condiciones hidrolíticas e
hidrotérmicas de una formación geológica, en el que se infiltra o
se inyecta el agente de consolidación en la formación
geoló-
gica.
gica.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, caracterizado porque el agente de
consolidación se fragua (se cura) a una temperatura por lo menos de
40°C y a una presión por lo menos de 40 bares.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque el metal del
compuesto metálico de la fórmula general (III) se elige entre B,
Al, Zr y en especial Ti.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque antes y/o
durante el fraguado se introduce durante un período de tiempo
determinado un medio líquido o gaseoso, en especial aire, en la
formación geológica a consolidar, que ya está en contacto con el
agente de consolidación, con el fin de ajustar la porosidad.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el medio líquido o gaseoso lleva
incorporados ácidos, bases u otros catalizadores volátiles,
gaseosos o evaporables.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 6, caracterizado porque el agente de
consolidación comprende un hidrolizado o un precondensado de (a1)
un alquilsilano, (a2) un arilsilano, (b) un éster del ácido
ortosilícico y (c) un alcoxilato metálico.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 7, caracterizado porque el agente de
consolidación se obtiene por el procedimiento
sol-gel con una cantidad inferior a la
estequiométrica de agua, referida a los grupos hidrolizables
presentes.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 8, caracterizado porque el agente de
consolidación está presente en forma de solución o de emulsión
antes de mezclarse con la formación geológica.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 9, caracterizado porque el agente de
consolidación contiene como disolvente un éster de ácido carbónico
cíclico o un éster de ácido carboxílico.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 10, caracterizado porque la formación
geológica comprende arena o arenisca o es una formación de arena,
en especial una formación geológica que lleva petróleo o agua.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 11, caracterizado porque se consolida
una formación de consistencia suelta.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 11, caracterizado porque se consolida
una formación suelta que lleva petróleo.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 1 a 11 para la modificación del comportamiento
de humectación de una formación geológica, en el que el hidrolizado
o el precondensado del agente de consolidación comprende un
componente que es oleófobo e hidrófobo, para alterar el
comportamiento de humectación de la formación geológica.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque el componente oleófobo e hidrófobo está
incorporado a o contenido en el precondensado del agente de
consolidación.
16. Procedimiento según la reivindicación 14 o
la reivindicación 15, caracterizado porque el componente
oleófobo e hidrófobo se obtiene empleando uno o más silanos de la
fórmula general (IV)
(IV)Rf(R)_{b}SiX_{(3-b)}
en la que X y R tienen los
significados definidos para la fórmula (I), Rf es un grupo no
hidrolizable que lleva de 1 a 30 átomos de flúor sobre los átomos
de carbono alifáticos, y b es el número 0, 1 ó 2; para la obtención
de un hidrolizado o de un condensado del agente de consolidación;
dicho silano de la fórmula (IV) debe tomarse en consideración para
determinar la proporción molar entre los compuestos de silicio y los
compuestos
metálicos.
\vskip1.000000\baselineskip
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 14 a 16, caracterizado porque el silano
de la fórmula (IV) se emplea a título individual como silano de la
fórmula (I) o se emplea junto con por lo menos otro silano no
fluorado de la fórmula (I) para la obtención del hidrolizado o del
condensado del agente de consolidación.
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque el silano de la fórmula (IV) se
incorpora a un hidrolizado o condensado del agente de
consolidación, ya obtenido previamente con por lo menos un silano
no fluorado de la fórmula (I), con el fin de conseguir la unión del
silano de la fórmula (IV) con el hidrolizado o el condensado.
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 14 a 18, caracterizado porque se modifica
el comportamiento de humectación de una formación geológica
empleada para el acarreo de petróleo, con el fin de aumentar la
productividad del transporte de petróleo.
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones de 14 a 18, caracterizado porque se modifica
el comportamiento de humectación de una formación geológica
contaminada toxicológicamente o contaminada con petróleo, con el
fin de facilitar las tareas de limpieza de la formación.
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