ITVA20110011A1 - Metodo per trattare formazioni sotterranee - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo:

METODO PER TRATTARE FORMAZIONI SOTTERRANEE

SETTORE TECNICO.

La presente invenzione riguarda un metodo per trattare una porzione di formazione sotterranea che comprende l’utilizzo di un fluido di fratturazione che contiene splits di guar macinati, gliossalati velocemente idratabili e facilmente disperdibili; l’invenzione riguarda anche un processo per la preparazione di splits di guar macinati, gliossalati e facilmente disperdibili.

STATO DELL’ARTE

La tecnica della fratturazione à ̈ ampiamente utilizzata per stimolare la produzione di petrolio e il suo recupero dalle formazioni sotterranee. La fratturazione comporta l’iniezione di un fluido idoneo del pozzo che va a raggiungere un formazione; il fluido deve essere iniettato sotto pressione in modo tale da fratturare estensivamente la formazione e da permettere passaggi per il petrolio e il gas che sono contenuti negli spazi porosi della formazione e per aiutare il loro scorrimento all’interno del pozzo.

Materiali adatti (proppant) vengono spesso iniettati nella formazione per impedire la chiusura delle fratture.

Solitamente, i fluidi di fratturazione sono gelificati con polimeri solubili in acqua, in particolare con polimeri naturali o con polimeri naturali derivatizzati, per ampliare le fratture in modo efficace e per inibire la perdita di filtrato.

I polimeri solubili in acqua sono prevalentemente disponibili in forma di polvere e devono essere dissolti nel fluido acquoso per manifestare la loro funzione di viscosizzanti.

La dissoluzione delle particelle di polimeri naturali nei fluidi acquosi à ̈ tipicamente accompagnata dalla formazione di grumi; a contatto con l’acqua, un sottile appiccicoso strato di gel si forma sulla superficie delle particelle impedendo all’acqua di penetrare nella parte interna delle particelle e favorendo la formazione di grumi.

Di conseguenza, tutto lo stadio di idratazione del polimero si prolunga nel tempo in modo indesiderato, specialmente se il polimero deve essere disciolto in grandi quantitativi di fluidi acquosi salini, cosa che succede spesso nella preparazione dei fluidi di fratturazione.

Tra i polimeri naturali che sono utilizzati per viscosizzare i fluidi di fratturazione, la farina di guar à ̈ largamente utilizzata, poiché forma gel resistenti in combinazione con reticolanti a base di sali di titanio, di zirconio e di boro.

Per realizzare un fluido di fratturazione, il guar e i derivati di guar vengono preventivamente disciolti nella componente acquosa del fluido e poi gelificati con una formulazione reticolante.

Sfortunatamente, anche la dissoluzione del guar e dei suoi derivati soffre dei problemi descritti sopra.

Molte soluzioni sono state messe in pratica per evitare la formazione di grumi, incluse apparecchiature che sono disegnate appositamente per idratare i polimeri e per produrre in continuo gel per il trattamento, nella vicinanza del sito del pozzo, come à ̈ noto da US 2006107998. Un altro metodo per idratare rapidamente i polimeri viscosizzanti à ̈ quello di preparare una sospensione concentrata del polimero in un veicolo fluido non acquoso, solitamente un fluido idrocarburico, che facilita la dispersione del polimero e la miscelazione della sospensione, ma può rappresentare un problema per l’ambiente e un costo aggiuntivo.

E’ anche ben noto nel settore (per esempio da US 5,165,479) di trattare i polimeri naturali in generale con piccoli quantitativi di gliossale, borati e simili, per inibire l’idratazione e minimizzare la formazione di grumi a contatto con l’acqua.

US 3,808,195, ad esempio, descrive come trattare gli splits di guar con sali di boro per ottenere un poligalattomannano solubile in acqua disperdibile.

Sfortunatamente la reazioni con i borati à ̈ reversibile con il cambio di pH; perciò, il prodotto boraciato deve essere pre-solubilizzato a pH acido nel fluido e, normalmente, il fluido deve poi essere riportato a pH basico prima di essere reticolato ed iniettato nel pozzo.

Un altro limite del guar boraciato à ̈ relativo al fatto che i derivati dell’acido borico sono attualmente classificati come sostanze tossiche per la riproduzione di categoria CMR2.

Perciò, sarebbe molto desiderabile disporre di un guar che sia velocemente disperdibile a pH neutro o basico, privo di derivati dell’acido borico e che possa essere utilizzato come agente viscosizzante per fluidi di fratturazione acquosi, per le sue caratteristiche di disperdibilità e di velocità di dissoluzione.

Sebbene sia ben noto che il trattamento con aldeidi migliora la disperdibilità del guar, il risultato netto del trattamento con aldeidi descritto dall’arte nota à ̈ un guar che à ̈ disperdibile ma inadatto per l’uso nelle operazioni di fratturazione a causa dell’elevato tempo di dissoluzione.

US 3,297,583, ad esempio, descrive un metodo per sciogliere rapidamente e senza grumi molte sostanze macromolecolari che comporta l’utilizzo di dal 0.005% al 5 % in peso di aldeidi.

Nello stesso brevetto il guar à ̈ citato tra le molte sostanze macromolecolari che possono essere trattate e il gliossale e la formaldeide sono le aldeidi preferite, ma non si fa cenno ai fluidi di fratturazione. Secondo uno degli esempi di US 3,297,583, il guar trattato con gliossale necessita di mezz’ora per una completa dissoluzione in acqua al 2%.

CA 2,063,365 descrive un procedimento a più stadi per derivatizzare il guar in cui la miscela di reazione alcalina della reazione del guar derivatizzato à ̈ fatta reagire con gliossale a pH acido controllato prima di un lavaggio, e dopo il lavaggio, à ̈ fatta ulteriormente reagire con una base. Si riporta che il guar derivatizzato risultante si idrata rapidamente sia in condizioni acide che basiche. La quantità di gliossale utilizzato à ̈ da circa 0,2 a circa 2% in peso sul peso del guar di partenza non derivatizzato.

US 6,197,100 descrive composizioni di polimeri solubili in acqua, quali eteri di cellulosa, guar, o suoi derivati, che sono stati trattati in superficie con tensioattivi per migliorare la disperdibilità del polimero nei mezzi acquosi. Il trattamento con i tensioattivi può anche essere effettuato su polimeri secchi, trattati con gliossale (ottenuti da una sospensione in un solvente organico o mediante applicazione a spruzzo sul polimero di una soluzione acquosa di gliossale); alternativamente il tensioattivo e il gliossale possono essere applicati insieme, sciolti in un solvente organico (ad esempio metanolo o acetone).

I polimeri solubili in acqua di US 6,197,100 trovano applicazione come viscosizzanti e sono valutati in applicazioni come la patinatura della carta, le pitture e nel settore delle perforazioni petrolifere (in fluidi di perforazioni), ma non in fluidi di fratturazione.

Un inconveniente delle composizioni di US 6,197,100 à ̈ che l’uso di tensioattivi può generare schiume specialmente in fase di dissoluzione.

Infine, US 2003/0124195, riguarda un metodo complesso per preparare una composizione a base di idrocolloidi in polvere, che dimostra una buona disperdibilità in mezzi acquosi e tempi di dissoluzione controllati, ottenuta trattando l’idrocolloide con una soluzione acquosa di reticolante che à ̈ stato assorbito su un supporto in polvere inerte altamente assorbente. I fluidi fratturazione non sono citati tra i settori d’uso delle composizioni di US 2003/0124195.

Sebbene il trattamento con gliossale à ̈ noto che migliora la disperdibilità del guar, il ché à ̈ essenziale per la sua efficace utilizzazione, i guar gliossalati dell’arte nota si idratano lentamente e in pratica il risultato del trattamento con gliossale sono tempi di dissoluzione che li rendono inadatti nella fratturazione.

E’ stato ora trovato come ottenere splits di guar macinati, gliossalati e facilmente disperdibili che possono essere utilizzati come viscosizzanti per fluidi di fratturazione per la loro elevata velocità di idratazione, sono privi di tensioattivi e non sono supportati da polveri inerti insolubili in acqua.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

Secondo un suo aspetto, la presente invenzione à ̈ relativa a un metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea che comprende: a. preparare un fluido di fratturazione che contiene in forma disciolta dallo 0,3 al 3,0% in peso di un viscosizzante che consiste di split di guar macinati, gliossalati velocemente idratabili e facilmente disperdibili che contengono da 0,01 a 0,05% in peso di gliossale; b) aggiungere una composizione reticolante e porre il fluido di trattamento nella porzione di formazione sotterranea.

Secondo un altro aspetto, l’invenzione à ̈ relativa a un procedimento per preparare split di guar macinati, gliossalati velocemente idratabili e facilmente disperdibili che comprende i seguenti stadi: i) split di guar o split di guar macinati vengono imbevuto in da 0,3 a 2 parti in peso di una soluzione acquosa che contiene da 0,01 a 0,05% in peso di gliossale sul peso degli split di guar, per ottenere guar imbevuto e gliossalato; ii) senza lavare il guar imbevuto e gliossalato, lo si macina ed essicca per ottenere split di guar macinati e gliossalati.

Secondo un altro aspetto ancora, la presente invenzione à ̈ relativa a un viscosizzante per fluidi di fratturazione acquosi che à ̈ ottenuto dal procedimento sopradescritto ed essenzialmente à ̈ costituito da split di guar gliossalati macinati, velocemente idratabili e facilmente disperdibili, che contengono da 0,01 a 0,05% di gliossale e che: in 3 minuti raggiunge almeno il 70 % della sua massima viscosità Fann allo 0,48% in peso in una soluzione al 2% in peso di KCl, a pH da 6,5 a 9 e a 300 rpm (giri al minuto); dà soluzioni all’1% in peso che non formano grumi o occhi di pesce dopo agitazione a 1.200 rpm per un minuto; à ̈ privo di tensioattivi e non à ̈ supportato da polveri inerti insolubili in acqua.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Il guar à ̈ il più comune tra i poligalattomannani. I poligalattomannani sono polisaccaridi principalmente composti da unità di galattosio e mannosio che si trovano comunemente nell’endosperma di semi di leguminose quali il guar, il carrube, il triacanto, la brachychiton acerifolia, e simili.

I poligalattomannani possono essere usati in forma naturale o possono essere sostituiti con uno o più gruppi funzionali (ad esempio con gruppi carbossimetilici).

Per gli scopi della presente invenzione il guar à ̈ il poligalattomannano non derivatizzato.

Gli split di guar sono gli endospermi dei semi di guar; comprendono gli split di guar purificati e quelli purificati due e tre volte, che si ottengono dai semi di guar tramite separazione meccanica dell’endosperma dalla buccia del seme.

Secondo il procedimento dell’invenzione, che consente l’ottenimento di split di guar macinati, gliossalati velocemente idratabili e facilmente disperdibili che possono essere utilizzati come viscosizzanti in fluidi acquosi di fratturazione, gli split di guar possono essere gliossalati sia tal quali che dopo macinazione.

Gli split di guar macinati gliossalati che contengono da 0,01 a 0,05% in peso di gliossale e che sono contenuti nei fluidi fratturazione acquosi del metodo della presente invenzione sono velocemente idratabili e facilmente disperdibili.

Con l’espressione “velocemente disperdibili†indichiamo prodotti che in 3 minuti raggiungono almeno il 70 % della loro massima viscosità Fann allo 0,48% in peso in una soluzione al 2% in peso di KCl avente pH da 6,5 a 9 e a 300 rpm (giri al minuto).

Con l’espressione “facilmente disperdibili†indichiamo prodotti che danno soluzioni all’1% in peso che non formano grumi o occhi di pesce dopo agitazione a 1.200 rpm per un minuto.

Nel presente testo, quando riferita agli split di guar macinati e gliossalati dell’invenzione, l’espressione “che non formano grumi†à ̈ utilizzata come sinonimo di “facilmente disperdibili†.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, gli split di guar gliossalati e macinati da utilizzare nel metodo di trattamento della formazione sotterranea raggiungono la loro massima viscosità Fann, che à ̈ di almeno 40 mPa*s allo 0,48% in peso in una soluzione al 2% in peso di KCl a pH da 6,5 a 9 e a 300 rpm, in non più di 60 minuti.

Gli split di guar gliossalati e macinati dell’invenzione preferibilmente passano per il 95% del loro peso attraverso un setaccio da 200 mesh; oltre alla macinazione, la preparazione degli split di guar gliossalati e macinati può includere un passaggio finale di setacciatura, che può essere utile per spostare la granulometria media delle particelle in questo intervallo preferito.

La quantità di gliossale che si usa nel procedimento, da 0,01 a 0,05% in peso sul peso del guar, si à ̈ rivelata essere uno degli aspetti critici della presente invenzione, insieme alla concentrazione della soluzione acquosa di gliossale ch viene utilizzata per trattare gli split di guar o gli split di guar macinati.

Split di guar gliossalati macinati che contengono dallo 0.02 allo 0.04% in peso di gliossale sono i più preferiti; i migliori risultati in termini di disperdibilità e di velocità di idratazione sono stati ottenuti dosando circa lo 0,03% in peso di gliossale nel procedimento, sul peso del guar.

Si sottolinea che lo specifico quantitativo di gliossale contenuto negli split di guar gliossalati macinati della presente invenzione comprende sia il gliossale legato che quello eventualmente non reagito; il contenuto di gliossale secondo la presente invenzione à ̈ determinabile mediante test fotometrico dopo derivatizzazione con 3-metil-2-benzotiazolin idrazone idrocloruro.

Nel metodo per trattare una porzione di formazione sotterranea dell’invenzione, gli split di guar gliossalati macinati sono ottenuti da un procedimento che comprende i seguenti stadi: i) split di guar o split di guar macinati vengono imbevuto in da 0,3 a 2 parti in peso di una soluzione acquosa che contiene da 0,01 a 0,05% in peso di gliossale sul peso degli split di guar, per ottenere guar imbevuto e gliossalato; ii) senza lavare il guar imbevuto e gliossalato, lo si macina ed essicca per ottenere split di guar macinati e gliossalati.

Lo stadio i) del procedimento, nel quale gli split di guar sono imbevuti in da 0,3 a 2 parti in peso di una soluzione acquosa che contiene gliossale, Ã ̈ generalmente effettuato a temperatura da 15 a 95°C per un tempo compreso tra 0,5 e 2 ore.

Nonostante il piccolo quantitativo di gliossale che viene utilizzato nel procedimento in rapporto al guar, à ̈ stato sorprendentemente trovato che imbevendo gli split di guar con il sopraddetto quantitativo di soluzione acquosa di gliossale (cioà ̈ con una soluzione diluita di gliossale) si ottiene un prodotto finale che ha una disperdibilità migliorata rispetto a quella del prodotto ottenuto operando secondo quanto descritto in US 3,297,583, spruzzando un quantitativo di guar più alto sciolto in una soluzione acquosa molto più concentrata.

Un altro vantaggio del procedimento secondo al presente invenzione à ̈ il fatto che esso non richiede necessariamente l’utilizzo di solventi organici, quali metanolo e acetone.

Nel procedimento dell’invenzione lo stadio di essiccamento può essere effettuato a temperatura da 70 a 200°C.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, il metodo per trattare una porzione di formazione sotterranea comprende l’utilizzo di split di guar che non sono stati macinati prima di essere imbevuti.

Secondo questa forma di realizzazione preferita, il procedimento dell’invenzione non richiede l’uso di alcun solvente organico; la soluzione acquosa nella quale sono imbevuti gli split di guar non contiene solventi organici e consiste essenzialmente di acqua e gliossale (soluzione acquosa di gliossale).

Eventualmente, un acido debole può essere presente nella soluzione acquosa di gliossale, sebbene questo si à ̈ dimostrato non essere strettamente necessario.

In questa forma di realizzazione, la quantità di soluzione acquosa di gliossale preferita à ̈ da 0,5 a 1,5 parti in peso sul peso degli split di guar; la quantità preferita di gliossale à ̈ da 0,02 a 0,04% in peso sul peso degli split di guar, i migliori risultati essendo ottenuti utilizzando 0,03% in peso di gliossale sul peso degli split di guar.

Alternativamente, il metodo per trattare una porzione di formazione sotterranea della presente invenzione comprende l’utilizzo di split di guar che sono stati macinati prima di essere imbevuti.

La macinazione in questo caso à ̈ effettuata per ridurre gli split non trattati a un granulometria tale che essi passino per almeno il 95% in peso del loro peso da un setaccio sa 200 mesh.

Secondo questa forma di realizzazione, nello stadio i) gli split di guar macinati sono preferibilmente imbevuti in da 0,3 a 0,8 parti in peso di una soluzione acquosa che, più preferibilmente, à ̈ una soluzione acquosa di isopropanolo che contiene dal 50 all’80% in peso di isopropanolo.

La quantità di gliossale preferita per l’utilizzo nello stadio i) à ̈ la stessa che nel processo in cui gli split di guar sono trattati con gliossale prima di essere macinati, cioà ̈ da 0,02 a 0,04% in peso, preferibilmente 0,03% in peso di gliossale sul peso degli split di guar macinati.

Il procedimento sopradescritto fornisce split di guar gliossalati macinati che sono velocemente idratabili e facilmente disperdibili che possono essere vantaggiosamente utilizzati in fluidi di fratturazione acquosi.

Nel metodo per trattare una formazione sotterranea secondo l’invenzione le composizioni reticolanti utilizzabili nello stadio b. sono quelle comunemente utilizzate nel settore.

L’utilizzo di un reticolante aumenta sostanzialmente la viscosità della soluzione del polimero per la formazione di un reticolo polimerico nel fluido a base acqua.

Sebbene un’ampia varietà di reticolanti possano essere utilizzati per reticolare il liquido acquoso viscosizzato, i reticolanti preferiti includono, in un elenco non limitativo, reticolanti a base di boro, zirconio e titanio.

Esempi di tali reticolanti sono: composti che rilasciano ioni borati, quali acido borico, ossido di boro, acido piroborico, acido metaborico, borace, sodio tetraborato, sodio pentaborato; ulexite e colemanite, e altri minerali di boro che si sciolgono lentamente; composti che rilasciano ioni di metalli di transizione, quali biossido di titanio, ossicloruro di zirconio, lattato di zirconio, glicolato di zirconio, trietanolammina lattato di zirconio, acetilacetonato di zirconio, citrato di titanio, maleato di titanio, tartarato di titanio, e altri chelati di titanio e zirconio.

Se si vuole, miscele di reticolanti possono essere utilizzate nella composizione reticolante.

Preferibilmente le composizioni reticolanti comprendono anche un agente ritardante. Gli agenti ritardanti rallentano la velocità della reazione di reticolazione per un tempo sufficiente a far sì che il fluido viscosizzato possa essere pompato nella zona sotterranea. Anche il gliossale può essere introdotto nel fluido di fratturazione dopo la dissoluzione degli split di guar gliossalati macinati per agire come agente ritardante.

Più vantaggiosamente gli agenti reticolanti sono non-boraciati e l’agente viscosizzante à ̈ quindi utile per fornire un metodo di fratturazione esente da boro, cioà ̈ un metodo per fratturare una formazione sotterranea che non comporta l’utilizzo di fluidi che contengono sali di boro, la qual cosa à ̈ particolarmente apprezzabile per ragioni eco-tossicologiche.

Il fluido di fratturazione acquoso, oltre agli agenti viscosizzanti, alla composizione reticolante e alla componente acquosa, contiene gli additivi normalmente utilizzati, che sono ben noti agli esperti del ramo, quali proppant, additivi che rompono il gel (“gel breakers†), agenti tamponanti.

I gel breakers includono, in un elenco non limitativo, il persolfato di ammonio, il persolfato di sodio, il bromato di sodio e il clorito di sodio, e gli enzimi. Preferibilmente, il gel breaker à ̈ ritardato, ad esempio ammonio persolfato incapsulato. Un gel breaker ritardato rilascia lentamente l’ossidante dal rivestimento polimerico per permettere la formazione iniziale di un forte gel che possa trasportare e depositare il proppant nella formazione.

Il fluido contiene eventualmente anche uno o più proppant sospesi nel fluido.

Proppants utilizzabili includono, in un elenco non limitativo, ghiaia, sabbia, sabbia rivestita di resine, palline in ceramica, bauxite, palline in vetro, e loro miscele.

Il fluido di fratturazione acquoso include anche opzionalmente uno o più agenti tamponanti. Agenti tamponanti utilizzabili includono, in un elenco non limitativo, carbonato di potassio, carbonato di sodio, bicarbonato di potassio, bicarbonato di sodio, idrossido di potassio, idrossido di sodio, e loro miscele.

L’agente tamponante può essere aggiunto al fluido prima di aggiungere la composizione reticolante.

Il fluido di fratturazione acquoso dell’invenzione può opzionalmente includere uno o più additivi consueti che non danneggino la funzionalità del fluido di trattamento del pozzo. Tali additivi includono, in un elenco non limitante, stabilizzanti di argille stabilizzanti del gel, tensioattivi, battericidi, e simili.

Generalmente i fluidi di fratturazione viscosizzati dell’invenzione hanno una viscosità maggiore di circa 50 mPa*s a 100 s<-1>, e, più preferibilmente maggiore di circa 100 mPa*s a 100 s<-1>.

La componente acquosa del fluido di fratturazione può essere selezionata tra acqua, acqua salina, acqua di mare, salamoia sintetica o naturale, miscele di acqua e composti organici solubili in acqua, ogni altro fluido acquoso che non interagisca con gli altri ingredienti del fluido di trattamento del pozzo in modo da agire dannosamente sulla sua funzionalità, e loro miscele.

Nel metodo dell’invenzione, il fluido di fratturazione acquoso viene alla fine pompato o iniettato nella formazione sotterranea (cioà ̈ dalla superficie attraverso il pozzo). Preferibilmente, il fluido à ̈ pompato o iniettato a pressione sufficiente per fratturare la formazione (cioà ̈ per generare una pluralità di fratture), e così per permettere al particolato solido (proppant), sospeso nel fluido di trattamento del pozzo, di essere portato nelle fratture dal fluido e depositato in esse.

Sebbene gli agenti viscosizzanti dell’invenzione siano particolarmente utili nelle operazioni di fratturazione idraulica, il loro utilizzo non à ̈ limitato ad esse. Gli split di guar gliossalati macinati dell’invenzione possono essere utilizzati in un’ampia varietà di applicazioni nell’industria tessile, della carta, degli esplosivi, nell’industria farmaceutica, cosmetica, e della toeletta, nell’ingegneria civile e delle perforazioni, nell’industria agrochimica, nella preparazione di pitture e vernici e nell’industria degli additivi per il settore edile.

ESEMPI

Esempio 1

8 kg di split di guar sono stati imbevuti con 10 kg di acqua contenente 6 g di una soluzione acquosa al 40% in peso di gliossale.

Gli split di guar vengono lasciati per 1 ora sotto agitazione a temperatura ambiente.

Gli split di guar gliossalati (campione 1-A) vengono fioccati, macinati ed essiccati, setacciati su un setaccio da 200 mesh e poi valutati contro materiale di riferimento (cioà ̈ in confronto con split di guar che sono stati sottoposti allo stesso trattamento ma senza soluzione acquosa di gliossale, campione 1-B).

Esempio 2

8 kg di split di guar macinati (che per il 95% in peso passano da un setaccio da 200 mesh), sono stati imbevuti con una soluzione acquosa fatta da 0,8 kg di acqua, 2,1 kg di isopropanolo e la quantità di gliossale riportata nella Tabella 1, mediante aggiunta di una soluzione acquosa al 40% in peso di gliossale.

Gli split di guar macinati sono stati lasciati per 45 minuti a 60°C sotto agitazione.

Dopo questo tempo, l’isopropanolo viene distillato via dalla miscela di reazione e gli split di guar gliossalati macinati così ottenuti (campioni 2-A, 2-B e 2-C) vengono ulteriormente macinati, essiccati, setacciati su 200 mesh e valutati contro il materiale di riferimento privo di gliossale (cioà ̈ in confronto con split di guar macinati non trattati, campione 2-D.

Esempio 3 (comparativo)

Preparazione di guar gliossalato secondo US 3,297,583.

60 g di split di guar macinati (che per il 95% in peso passano da un setaccio da 200 mesh), sono stati spruzzati in un recipiente di miscelazione con una soluzione che consiste di 1,48 g di una soluzione acquosa di gliossale al 40% in peso, 2,4 g di acido acetico all’80% in peso, e 2,21 g di acqua. Quindi la miscela inumidita à ̈ stata miscelata e riscaldata per un’ora e mezza a 60°C in una camera di essiccamento, per ottenere una polvere che dopo setacciatura su 200 mesh non differisce nell’aspetto e nella granulometria dagli split di guar macinati iniziali. Il campione (campione 3-A) à ̈ stato valutato contro il materiale di riferimento (cioà ̈ in confronto con gli split di guar macinati non trattati, campione 3-B)

Esempio 4 (comparativo)

60 g di split di guar split macinati (che per il 95% in peso passano da un setaccio da 200 mesh), sono stati spruzzati in un recipiente di miscelazione con una soluzione che consiste di 0,048 g di una soluzione acquosa di gliossale al 40% in peso, 2,4 g di acido acetico all’80% in peso, e 3,15 g di acqua. Quindi la miscela inumidita à ̈ stata miscelata e riscaldata per un’ora e mezza a 60°C in una camera di essiccamento, per ottenere una polvere che dopo setacciatura su 200 mesh non differisce nell’aspetto e nella granulometria dagli split di guar macinati iniziali. Il campione (campione 4-A) à ̈ stato valutato contro il materiale di riferimento (cioà ̈ in confronto con gli split di guar macinati non trattati, campione 3-B).

Test applicativi

TEST DI DISPERDIBILITA’

In un bicchiere da 600 ml si aggiungono 396 g di acqua di rubinetto e 4 g di campione senza agitare. Dopo un minuto si agita con una barretta magnetica (lunga 5 cm) a 1200 rpm. Dopo 1 minuto di agitazione si ferma la barretta e si controlla visivamente se sono presenti grumi o occhi di pesce (piccoli grumi traslucidi).

Si ha facile disperdibilità se la soluzione non presenta grumi o occhi di pesce.

TEST DI VISCOSITA’ FANN

In una tazza da Waring Blender si versano 500 ml di acqua deionizzata e 10 g di KCl. Si scalda o raffredda la soluzione a 24°C. Si avvia l’agitazione a 2000 rpm e si aggiungono in 5 secondi 2,40 g di campione. Si avvia il cronometro e si lascia girare la soluzione per 90 secondi.

Si mette la soluzione in una tazza da viscosimetro Fann e si legge la viscosità a 300 rpm dopo 3 minuti e dopo 5 minuti dalla solubilizzazione.

Si mantiene la soluzione a 24°C e si miscela a 600 rpm per 15 secondi prima di leggere la viscosità a 30 minuti e a 60 minuti dalla dissoluzione.

I risultati dei test sono riportati in Tabella 1.

I risultati dimostrano che gli split di guar gliossalati macinati secondo l’invenzione mostrano eccellenti caratteristiche di idratabilità e disperdibilità che li rendono perfettamente adatti come viscosizzanti per fluidi di fratturazione acquosi.

Al contrario, i guar dell’arte nota non possiedono le stesse

caratteristiche.

Mentre le composizioni e i metodi dell’invenzione sono stati descritti

in termini delle forma di realizzazione preferite, sarà evidente per le

persone del ramo che variazioni possono essere applicate al processo

descritto senza allontanarsi dal concetto e dallo scopo dell’invenzione.

Tutte queste simili variazioni e modifiche che risultano equivalenti

all’esperto del settore si ritiene appartengano allo scopo

dell’invenzione, così come si riporta nella seguente lista di

rivendicazioni.

Table 1

Campione Contenuto Dispersione Idratazione Fann di gliossale facile a 3 minuti Viscosity a (% in (%) 60 minuti peso) (mPa.s) 1-A 0,03 sì 75 40,5 1-B* 0 no 67 40,5 2-A 0,02 sì 85 45,5 2-B 0,03 sì 85 45,5 2-C 0,04 sì 85 45,5 2-D* 0 no 72 42,5 3-A* 0,98 sì 66 38,0 3-B* 0 no 76 42,0 4-A* 0,03 no nd nd

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea che comprende: a. preparare un fluido di fratturazione che contiene in forma disciolta dallo 0,3 al 3,0% in peso di un viscosizzante che consiste di split di guar macinati, gliossalati velocemente idratabili e facilmente disperdibili che contengono da 0,01 a 0,05% in peso di gliossale; b) aggiungere una composizione reticolante e porre il fluido di trattamento nella porzione di formazione sotterranea.
2. 2. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea secondo la rivendicazione 1 in cui gli split di guar gliossalati macinati in 3 minuti raggiungono almeno il 70 % della loro massima viscosità Fann allo 0,48% in peso in una soluzione al 2% in peso di KCl, a pH da 6,5 a 9 e a 300 rpm (giri al minuto) e danno soluzioni all’1% in peso che non formano grumi o occhi di pesce dopo agitazione a 1.200 rpm per un minuto.
3. 3. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea secondo la rivendicazione 2 in cui gli split di guar gliossalati macinati raggiungono la loro massima viscosità Fann, che à ̈ di almeno 40 mPa*s allo 0,48% in peso in una soluzione al 2% in peso di KCl a pH da 6,5 a 9 e a 300 rpm, in non più di 60 minuti.
4. 4. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea secondo la rivendicazione 3 in cui gli split di guar gliossalati macinati sono ottenuti da un procedimento che comprende i seguenti stadi: i) split di guar o split di guar macinati vengono imbevuto in da 0,3 a 2 parti in peso di una soluzione acquosa che contiene da 0,01 a 0,05% in peso di gliossale sul peso degli split di guar, per ottenere guar imbevuto e gliossalato; ii) senza lavare il guar imbevuto e gliossalato, lo si macina ed essicca per ottenere split di guar macinati e gliossalati.
5. 5. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea secondo la rivendicazione 4 in cui nello stadio i) si utilizzano split di guar che non sono stati macinati prima di essere imbevuti.
6. 6. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea secondo la rivendicazione 5 in cui gli split di guar sono imbevuti in da 0,5 a 1,5 parti in peso, sul peso degli split di guar, di acqua che contiene da 0,02 a 0,04% in peso di gliossale sul peso degli split di guar.
7. 7. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea secondo la rivendicazione 4 in cui nello stadio i) si utilizzano split di guar che sono stati macinati prima di essere imbevuti.
8. 8. Metodo per trattare una porzione di una formazione sotterranea secondo la rivendicazione 7 in cui nello stadio i) gli split di guar macinati sono preferibilmente imbevuti in da 0,3 a 0,8 parti in peso di una soluzione acquosa di isopropanolo che contiene dal 50 all’80% in peso di isopropanolo e da 0.02 a 0,04% in peso di gliossale sul peso degli split di guar macinati.
9. 9. Procedimento per preparare split di guar macinati, gliossalati velocemente idratabili e facilmente disperdibili che comprende i seguenti stadi: i) split di guar o split di guar macinati vengono imbevuto in da 0,3 a 2 parti in peso di una soluzione acquosa che contiene da 0,01 a 0,05% in peso di gliossale sul peso degli split di guar, per ottenere guar imbevuto e gliosslato; ii) senza lavare il guar imbevuto e gliossalato, lo si macina e asciuga per ottenere split di guar macinati e gliossalati.
10. 10. Procedimento per preparare split di guar macinati, gliossalati secondo la rivendicazione 9 in cui nello stadio i) si utilizzano split di guar che non sono stati macinati prima di essere imbevuti.
11. 11. Procedimento per preparare split di guar macinati, gliossalati secondo la rivendicazione 10 in cui gli split di guar sono imbevuti in da 0,5 a 1,5 parti in peso, sul peso degli split di guar, di acqua che contiene da 0,02 a 0,04% in peso di gliossale sul peso degli split di guar.
12. 12. Procedimento per preparare split di guar macinati, gliossalati secondo la rivendicazione 9 in cui nello stadio i) si utilizzano split di guar che sono stati macinati prima di essere imbevuti.
13. 13. Procedimento per preparare split di guar macinati, gliossalati secondo la rivendicazione 12 in cui nello stadio i) gli split di guar macinati sono preferibilmente imbevuti in da 0,3 a 0,8 parti in peso di una soluzione acquosa di isopropanolo che contiene dal 50 all’80% in peso di isopropanolo e da 0.02 a 0,04% in peso di gliossale sul peso degli split di guar macinati.
14. 14. Split di guar gliossalati macinati che contengono da 0,01 a 0,05% di gliossale e che: i. in 3 minuti raggiungono almeno il 70 % della loro massima viscosità Fann allo 0,48% in peso in una soluzione al 2% in peso di KCl, a pH da 6,5 a 9 e a 300 rpm (giri al minuto); ii. danno soluzioni all’1% in peso che non formano grumi o occhi di pesce dopo agitazione a 1.200 rpm per un minuto; iii. sono privi di tensioattivi e non sono supportati da polveri inerti insolubili in acqua.
15. 15. Split di guar gliossalati macinati secondo la rivendicazione 14 che raggiungono la loro massima viscosità Fann, che à ̈ di almeno 40 mPa*s allo 0,48% in peso in una soluzione al 2% in peso di KCl a pH da 6,5 a 9 e a 300 rpm, in non più di 60 minuti.