MX2008014339A - Sistemas de fluidos ponderados de perdida de circulacion, perdida de fluido y asilantes del espacio anular con cero contenido de solidos. - Google Patents
Sistemas de fluidos ponderados de perdida de circulacion, perdida de fluido y asilantes del espacio anular con cero contenido de solidos.Info
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Abstract
Se describen fluidos de pérdida de circulación, así como métodos para reducir la pérdida de fluidos de circulación en los conductos de flujo de una formación subterránea. Además, se describen también fluidos de empaque. Las diversas composiciones de la presente invención son preferentemente composiciones acuosas que contienen un material formador de gel autoentrecruzable termoactivado.
Description
SISTEMAS DE FLUIDOS PONDERADOS DE PÉRDIDA DE CIRCULACIÓN,
PÉRDIDA DE FLUIDO Y AISLANTES DEL ESPACIO ANULAR CON CERO
CONTENIDO DE SÓLIDOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente solicitud reivindica el beneficio, de acuerdo con el código de los Estados Unidos 35 U.S.C, §120 de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos anterior No. 11/431.205, presentada el 10 de mayo de 2006, que se incorpora a la presente como referencia en su totalidad. La presente invención se relaciona con sistemas ponderados con cero pérdida de circulación de sólidos y/o pérdida de fluidos, como por ejemplo para la industria de la perforación, como operaciones de perforación de campos de petróleo y de completamiento . En una o más realizaciones, la presente invención se relaciona sistemas ponderados con cero pérdida de circulación de sólidos y/o pérdida de fluidos y con métodos para controlar los fluidos con pérdida de circulación. En la perforación de pozos con modernos aparatos y métodos de perforación de pozos rotatoria, el orificio del pozo se mantiene normalmente lleno de lodo de perforación limpio circulante u otro fluido de perforación, que lava y despeja los recortes separados por la barrena rotatoria del fondo del pozo. Los lodos de perforación, u otros fluidos
de perforación, son bombeados a presión por el interior del caño de perforación y son expulsados por las aberturas de la barrena de perforación, confiriendo lubricación y humectación a la superficie expuesta, lo que aumenta la eficiencia de la barrena. A continuación, el fluido levanta los recortes de rocas producidos por la barrena separándolos y los lleva hasta el espacio anular fuera de la sarta de caños de perforación. A medida que el lodo de perforación, u otro fluido de perforación, asciende por el espacio anular, deposita una película o torta sobre las paredes de la formación circundante . Esta película o torta sirve para sellar las pequeñas grietas o fisuras, de un tamaño de aproximadamente 0,001-0,002", de la formación y también reduce la fricción sobre la sarta rotatoria de caños de perforación. Los recortes de rocas transportados a la superficie por el lodo de perforación u otro fluido de perforación son separados del lodo u otro fluido de perforación por diversos tipos de separadores, por ejemplo tamices agitadores, disposiciones de filtros centrífugos, centrífugas de sedimentos, etc. A continuación se hace recircular el lodo de perforación limpiado u otro fluido de perforación. Los lodos de perforación convencionales, u otros fluidos de perforación, son de composición variada, dependiendo de las necesidades de la operación de
perforación específica. Si bien la mayoría de los lodos son mezclas de agua dulce con diversas arcillas, tales como arcilla de bentonita expansible, arcilla natural y arcilla de attapulgita, dichos lodos pueden contener agua salada, petróleo, emulsiones de petróleo, materiales sintéticos tales como aditivos poliméricos o combinaciones de dichos materiales. El término "lodo de perforación" empleado en este contexto, incluye lodos de perforación convencionales y fluidos de perforación equivalentes del tipo lechada tal como lechadas de cementos. Con frecuencia se agregan otros componentees a los fluidos de perforación a fin de impartirles características convenientes tales como mayor peso o viscosidad incrementada. Estos componentes pueden funcionar físicamente, como en el caso de la barita, que se agrega para aumentar el peso, o químicamente, como en el caso del ácido sulfúrico o ácido fluorhídrico como defloculante . Los lodos de perforación más complejos pueden ser muy costosos y su pérdida puede significar un sustancial aumento del costo de la perforaicón de un pozo. El tamaño de partícula de los lodos de perforación comunes puede ser de aproximadamente 0,5 a 30 micrones, donde un pequeño porcentaje (tal vez de hasta 5 %) de las partículas tiene un tamaño de hasta 100 micrones. Se puede eliminar el resto de las partículas por encima de este
rango en un proceso de preparación y en la separación de los recortes de rocas antes de la recirculación del lodo. En virtud de la constante limpieza y remoción de las partículas de mayor tamaño, el lodo de perforación puede ocluir sólo muy pequeñas fisuras inferiores a 0,002 pulgadas) dentro de las formaciones, donde se utilizan normalmente los lodos . Cuando la formación penetrada por el poro tiene aberturas o fisuras de más de aproximadamente 0,001-0,002", los lodos de perforación comunes corren hacia el interior de las aberturas y escapan del pozo hacia la formación. Esta pérdida de lodo de perforación puede ser lenta o rápida, dependiendo del grado de porosidad o del tamaño de las fisuras o fracturas en la formación. En casos más graves, la pérdida de fluido puede dar lugar a una caída de la carga hidrostática al punto de ecualización de la presión hidráulica, que puede caer miles de pies debajo de la superficie. En este caso, pueden tener lugar varias condiciones que ponen en peligro la operación de perforación y dan lugar a considerables pérdidas económicas . En circunstancias normales, la columna de lodo de perforación contribuye a sostener la pared del pozo. Por lo tanto, cuando un pozo está parcial o completamente vacío de lodo de perforación, las paredes del pozo quedan privadas de
carga de presión hidráulica de la columna de fluido de perforación circulante que desciende desde la superficie y, en consecuencia, hay cientos, o incluso miles de pies de pared del pozo sin sostén que queda libre para desprenderse y desmoronarse en el pozo. Ese desprendimiento o desmoronamiento puede adherir o congelar el caño de perforación que se encuentra en el pozo o la tubería de revestimiento que puede encontrarse en el mismo y en proceso de ser instalada y cementada. Esta condición es tan severa, en ocasiones, que por ese motivo se han abandonado pozos o se ha debido volver a perforarlos . Además, el lodo de perforación es ponderado para adecuarlo a la profundidad del pozo que se ha perforado. Esto se hace para minimizar el peligro de que las presiones desiguales permitan que una formación libere una burbuja de gas o una surgencia de petróleo o agua a la superficie, causando un reventón del pozo . Cuando se pierde lodo de perforación en un pozo, la formación penetrada puede encontrarse a gran presión que, en caso de ser suficiente para superar la carga estática del lodo de perforación que queda en el pozo, causa un reventón, con riesgo para el pozo, la inversión financiera destinada al mismo y las vidas y la seguridad del personal que trabaja en el sitio.
Cuando se está instalando y cementando en el lugar la tubería de revestimiento, o cuando se están instalando tapones de cemento o se están llevando a cabo otras operaciones de cementado, con frecuencia se utilizan lechadas de cemento Portland y estas lechadas también se pierden a través de las formaciones porosas o fracturadas penetradas por el pozo. Como se están perforando pozos de petróleo y gas a cada vez mayor profundidad en la tierra, el problema de prevenir o subsanar la pérdida de circulación se torna cada vez más difícil, en gran parte debido a los altos diferenciales de presión encontrados en las formaciones penetradas por pozos profundos . Cuando el pozo ha penetrado formaciones porosas petrolíferas y gasíferas agotadas y las presiones en las mimas se han agotado considerablemente, las presiones diferenciales puede ser de 10.000 psi en el lado del pozo, forzando al lodo de perforación o las lechadas de cemento al interior de las formaciones porosas . La circulación de los fluidos de perforación ha constituido un problema desde los primeros días de perforación de pozos . Se han probado muchos métodos para solucionar el problema y se han estado utilizando numerosos materiales como aditivos para prevenir la pérdida de circulación.
Existe una variedad de aditivos de pérdida de circulación en uso. En especial, los aditivos contra la circulación perdida pueden ser escamas, fibras y gránulos. Los fluidos de perforación se formulan para sellar en forma intencional las formaciones porosas durante la perforación, a fin de estabilizar el pozo y controlar la pérdida de fluidos. Sin embargo, con frecuencia se encuentran formaciones que son tan porosas que aumentan la pérdida de fluidos de perforación más allá de un límite aceptable a pesar del uso de aditivos de pérdida de circulación. Más aun, un pozo puede penetrar una fractura de la formación, a través de la cual se puede perder la mayor parte del fluido de perforación. Para cerrar los grandes poros y fracturas que drenan el fluido del pozo, es necesario colocar el material contra pérdida de circulación en el lugar correcto y poder limpiar el pozo una vez completado el tratamiento. La presente invención ofrece un método para lograr este fin en un pozo, ya sea que se esté perforando el pozo con fluidos de perforación acuosos, fluidos de perforación con base oleosa o fluidos de perforación con base sintética. Una desventaja de muchos de los fluidos para pérdida de circulación y fluidos de perforación anteriores es que contienen una gran cantidad de sólidos (por ejemplo barita, hematita o ilmenita) de los diversos componentes presentes,
como por ejemplo materiales de ponderación u otros materiales empleados para obturar las zonas con pérdida de circulación, tales como cascaras de nueces molidas, materiales fibrosos molidos o plásticos molidos tales como polietileno. Por consiguiente, existe la necesidad de producir fluidos de perforación, fluidos de completamiento y fluidos para pérdida de circulación que preferentemente no contengan sólidos o tengan bajo contenido de sólidos en el fluido de perforación a fin de evitar o minimizar una o más de las desventajas antes mencionadas. También existe la necesidad de aislar el espacio anular de un pozo productor, una vez realizadas las operaciones de perforación y completamiento, con un fluido que pueda retener el calor de la sarta de produccióin para minimizar la deposición de ceras o la formación de hidratos y demás . A menudo es conveniente que este fluido del espacio anular o fluido de empaque actúe aislando al fluido de producción para evitar que se enfrie con demasiada rapidez . Esto actúa impidiendo que se separe la cera del fluido de producción y se deposite sobre una sección más fría y superior de la tubería de producción al caer el petróleo en producción o hidrocarburo condensado por debajo se su punto de enturbamiento y se separe la cera.
Al reducir la viscosidad de un fluido de espacio anular o de empaque incrementando la viscosidad mediante el incremento de los componentes tales como polímeros, o preferentemente permitiendo la cesación del flujo viscoso como en el caso de una estructura gelatinosa, también se reduce la convección térmica y se aumenta la conducción térmica, potenciando así las propiedades aislantes del espacio anular. SÍNTESIS DE LA PRESENTE INVENCIÓN Una característica de la presente invención consiste en presentar fluidos de pérdida de circulación que puedan ser libres de sólidos o contener bajas cantidades de sólidos en los fluidos de pérdida de circulación. Otra característica de la presente invención consiste en que da a conocer un fluido de pérdida de circulación que es fácilmente transportado a la zona de pérdida de circulación, pero que igualmente tiene la capacidad de obturar la zona de pérdida de circulación y ocluir las fisuras y zonas de pérdida una vez activado. Otra característica de la presente invención consiste en que da a conocer fluidos de pérdida de circulación que tienen una variedad de densidades diferentes a fin de que sean ventajosos en una variedad de situaciones de pérdida de circulación según la profundidad de perforación y/u otras variables .
Una característica adicional de la presente invención es que da a conocer un fluido contra pérdida de circulación ambientalmente más conveniente que puede tener base acuosa o polar. Los fluidos de formiato saturado, que son predominantemente las sales de ácido carboxílico, se pueden considerar fluidos con base acuosa, aunque pueden ser considerados fluidos polares que contienen cantidades de agua. Una característica adicional de la presente invención es que da a conocer un fluido contra pérdida de circulación que tiene la capacidad de obturar o cerrar una zona de pérdida de circulación incluso a temperaturas elevadas. Una característica adicional de la presente invención es que da a conocer un fluido de empaque con excelentes propiedades de aislamiento térmico, que se puede aplicar como fluido de empaque aislante. Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto, en parte, en la siguiente descripción, y en parte se harán evidentes en la descripción, o pueden ser inferidas mediante la puesta en práctica de la presente invención. Los objetivos y otras ventajas de la presente invención serán alcanzados y obtenidos por medio de los elementos y combinaciones específicamente indicadas en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas.
Para obtener estas y otras ventajas, y de acuerdo con los fines de la presente invención, de acuerdo con lo realizado y descripto en la presente en términos amplios, la presente invención se relaciona con un fluido de pérdida de circulación que comprende una composición con base acuosa. La composición con base acuosa comprende por lo menos un formiato de metal alcalino y por lo menos un material que forma gel auto-entrecruzable y térmicamente activado. El fluido de pérdida de circulación puede contener optativamente uno o más ácidos o bases, como por ejemplo uno o más ácidos encapsulados o una o más bases encapsuladas . La presente invención se relaciona, además, con un método para reducir la pérdida de fluidos de circulación en los conductos de flujo de una formación subterránea durante una operación de perforación, completamiento o reparación de un pozo. El proceso puede incluir la cesación de la inyección del fluido de circulación en el pozo y luego la introducción en los conductos de flujo de una cantidad efectiva del fluido de pérdida de circulación de la presente invención. El proceso puede incluir además la activación térmica del material formador de gel autoentrecruzable en el fluido de pérdida de circulación para formar un gel en los conductos de flujo a fin de reducir la pérdida de fluido de circulación al reiniciar
las operaciones de perforación, completamiento o reparación. La presente invención se relaciona, además, con un fluido de empaque que comprende una composición con base acuosa, donde la composición comprende por lo menos un formiato de metal alcalino y por lo menos un material que forma gel auto-entrecruzable y térmicamente activado. El fluido de empaque puede incluir además, optativamente, por lo menos un aerogel para conferir o potenciar las propiedades de aislamiento térmico del fluido de empaque. Se ha de entender que tanto la descripción general que antecede como la siguiente descripción detallada son ilustrativas y explicativas únicamente y que tienen por fin ofrecer una mayor explicación de la presente invención reivindicada. El dibujo adjunto, que se incorpora y constituye parte de la presente solicitud, ilustra algunas de las realizaciones de la presente invención y junto con la memoria descriptiva, sirve para explicar los principios de la presente invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 presenta fotografías de frascos que contienen el fluido de completa miento de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN Un problema que se suscita en ocasiones en los campos petrolíferos es la pérdida de fluidos de circulación tales como fluidos de perforación, completamiento y reparación por la formación subterránea. La pérdida de fluidos de circulación en la formación puede causar el deterioro de la barrena de perforación a raíz del sobrecalentamiento y puede dar lugar a una gran merma de la velocidad de perforación. Esto puede causar grandes aumentos del costo de perforación, el colapso de la formación en el pozo, lo que puede dañar al pozo sin posibilidad de reparación, o el taponamiento de la formación, que puede perjudicar al yacimiento a punto tal que haya que abandonar el yacimiento . Para detener o retardar la pérdida de fluidos de circulación en el reservorio, es conveniente obturar muy rápidamente los conductos de flujo responsables de dichas pérdidas . Se han estado utilizando cementos y silicatos . Sin embargo, debido a las propiedades de flujo del cemento y los silicatos, no siempre se obtiene una obturación eficaz . Las grandes partículas del cemento le impiden penetrar a mucha más profundidad que 8 centímetros (8 cm) en los canales de baja velocidad de flujo. Por otro lado, en los canales de alta velocidad de flujo, el cemento con frecuencia no detiene la pérdida de fluidos de circulación,
probablemente debido a que el cemento no fragua, lo que podría ocurrir debido a la dilución debida a la infusión de agua de la formación o meramente debido a que la alta velocidad de flujo impide el fragüe. Con frecuencia los tapones de cemento cerca del pozo son puestos en corto circuito por el fluido de perforación poco después de la reanudación de la operación de perforación, completamiento o reparación. Por consiguiente, existe la necesidad de un sistema que obture tanto los canales de baja velocidad y alta velocidad de flujo adyacentes a un pozo y no permitan el paso de los fluidos de circulación. La presente invención se relaciona con fluidos de pérdida de circulación para usar en operaciones de perforación. Por ejemplo, las operaciones de perforación pueden consistir en la perforación de un pozo para la extracción de hidrocarburos tales como petróleo y/o gas . Los fluidos de pérdida de circulación de la presente invención se pueden utilizar asimismo en otras operaciones de perforación o extracción en los que se utilicen fluidos de perforación.
El fluido de pérdida de circulación de la presente invención es una composición con base acuosa que se puede considerar también fluido polar. El fluido de pérdida de circulación con base acuosa contiene por lo menos un
formiato de metal alcalino y por lo menos un material formador de gel auto-entrecruzable térmicamente activado. En forma optativa, el fluido de pérdida de circulación de la presente invención puede contener una emulsión de la composición o solución con basde acuosa con un fluido a base de hidrocarburo a fin de formar el fluido de pérdida de circulación. Cuando hay un fluido con base de hidrocarburo presente en la emulsión, es preferible que haya por lo menos un tensioactivo presente junto con el por lo menos un fluido con base de hidrocarburo. Con respecto al fluido de pérdida de circulación, los formiatos de metal alcalino están disponibles en el mercado. Por ejemplo, se puede obtener formiato de cesio de Cabot Corporation. El formiato de cesio se puede preparar, por ejemplo, siguiendo la descripción expuesta en la Solicitud de Patente Internacional Publicada No. WO 96/31435, que se incorporan a la presente como referencia en toda su extensión. El formiato de metal alcalino, tal como el formiato de cesio, que está presente en la composición, preferentemente en forma de sal soluble, como se señalara anteriormente, puede estar presente en cualquier concentración y la solución de formiato de metal alcalino tal como la solución de formiato de cesio es líquida a temperatura ambiente. Por lo tanto, la concentración del formiato de metal alcalino como formiato
de cesio en la composición puede ser de aproximadamente 1 % a aproximadamente 100 % en peso y, más preferentemente está presente en una cantidad de aproximadamente 40 % a aproximadamente 95 % en peso e incluso más preferentemente está presente en la composición en un rango de aproximadamente 55 % a aproximadamente 85 % en peso o está presente en la composición en un rango de aproximadamente 70 % a aproximadamente 85 % en peso. Aparte del material (o materiales) de formación de gel, el resto de la composición puede consistir en agua y/u otras soluciones acuosas. Se pueden emplear otros ingredientes convencionales utilizados en las composiciones para la perforación de pozos con las composiciones de la presente invención. También se pueden utilizar los ingredientes convencionales utilizados en fluidos de perforación y/o completamiento en los fluidos de la presente invención. El pH del formiato de metal alcalino, tal como formiato de cesio, que está presente en la composición, puede ser cualquier pH. De preferencia, el pH del formiato de metal alcalino (por ejemplo formiato de cesio) es de aproximadamente 5 a aproximadamente 13 , más preferentemente de aprf7 a aproximadamente 12 y muy preferentemente de aproximadamente 9 a aproximadamente 11. Se puede ajustar el pH del formiato de metal alcalino (por ejemplo formiato de cesio) a un pH más elevado, como por ejemplo mediante el
uso de hidróxido de sodio o potasio (NaOH o KOH) o preferentemente mediante técnicas de regulación standard tales como mediante la adición de carbonato de sodio o potasio soluble o bicarbonato de sodio o potasio soluble u otros agentes moduladores del pH que sean compatibles con el o los formiatos de cesio u otro metal alcalino. Otros formiatos de metal alcalino que se pueden utiliar en la presente invención además del formiato de cesio son formiato de potasio y/o formiato de sodio, que también se pueden obtener en el comercio. Estos formiatos de metal alcalino también se pueden preparar de manera similar a la solución de formiato de cesio antes descripta y a menuso se los obtiene en forma de subproductos de la hidrólisis de esteres. El formiato de metal alcalino (por ejemplo, formiato de cesio, formiato de potasio o formiato de sodio) que está presente en la composición con base acuosa o con base polar, está presente preferentemente en una cantidad equivalente a la stauracion de la sal de metal alcalino. El formiato de metal alcalino (por ejemplo, formiato de cesio, formiato de potasio o formiato de sodio) está preferentemente completamente saturado en la solución con base acuosa, lo que también permite que el amterial formador de gel (así como cualquier otro ingrediente optativo) se disuelva en la solución junto con el formiato
de metal alcalino. Entre los ejemplos de fluidos de formiato sturados se cuentan: Formiato de Na 45 % en peso 10,8 ppg y s.g. 1.3; Formiato de K 75 % en peso 13,1 ppg y s.g. 1.57; y Formiato de Cs 80 % en peso .2 ppg y s.g. 2.3. Un formiato de Na que no está completamente saturado puede tener una s.g. de 1,0. El formiato de metal alcalino puede estar presente en cualquier cantidad, dependiendo de la densidad que se pretende obtener por medio del uso de un uno o una combinación de formiatos de metal alcalino. Desde el punto de vista de la cantidad presente en el fluido de pérdida de circulación, por ejemplo, puede haber de aproximadamente 8 libras a aproximadamente 20 libras de formiato de metal alcalino presentes por galón de fluido de pérdida de circulación (ppg) y, más preferentemente de aproximadamente 0,5 libra/bbl a aproximadamente 20 libras/bbl de fluido de pérdida de circulación. En una o más realizaciones, el formiato de metal alcalino puede estar presente en cualquier cantidad molar, aunque preferentemente está presente en una cantidad de aproximadamente 3 M a aproximadamente 12 M y más preferentemente de aproximadamente 5 M a aproximadamente 7,5 M. De preferencia, el pH de la composición con base acuosa total peude ser de aproximadamente 7 a
aproximadamente 12 y más preferentemente de aproximadamente 9,5 a aproximadamente 10,5. Además, se puede ajustar la densidad de la composición (por ejemplo fluido de pérdida de circulación o fluido de empaque) a cualquier densidad pretendida. Esto se puede hacer, especialmente, con la introducción de otros formiatos de metal alcalino tales como formiato de potasio. Por ejemplo, cuando una composición con base acuosa contiene formiato de cesio, la densidad puede estar en el rango de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 2,3 sg. Este rango de densidades puede ser ajustado mediante la introducción de formiato de potasio o formiato de sodio o ambos. Por ejemplo, cuando se incluye una cantidad de 0-100 % en peso de formiato de potasio o formiato de sodio o formiato de cesio, o cualquier combinación de los mismos, en la composición con base acuosa, la densidad de la composición con base acuosa total puede estar en el rango de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 2,3. Por consiguiente, se puede "ajustar" esencialmente la densidad de la composición con base acuosa para obtener la densidad necesaria para la introducción de la composición en el pozo a la profundidad apropiada. En el caso de rangos de densidad más bajos, se puede agregar formiato de sodio al formiato de potasio y, por ende, "ajustar" los fluidos de pérdida de circulación de menor densidad. De esa manera,
los fluidos de pérdida de circulación de la presente invención posibilitan la obtención de una variedad de diferentes densidades y la miniraización o eliminación por completo del material de ponderación sólido que está presente en los fluidos de pérdida de circulación convencionales . De preferencia, el fluido de pérdida de circulación contiene formiato de cesio como formiato de metal alcalino. Más preferentemente, el fluido de pérdida de circulación contiene dos o más formiatos de metal alcalino, donde preferentemente, uno dede los formiatos de metal alcalino es el formiato de cesio. Una combinación preferida de formiatos incluye, aunque no a modo de limitación, formiato de cesio con formiato de potasio. Se peuden emplear otras cobinaciones de formiatos de metal alcalino tales como formiato de sodio y formiato de potasio o formiato de sodio y formiato de cesio. Esencialmente, se peude utilizar cualqueir combinación de una o más sales carboxílicas monovalentes para los fines de los fluidos de pérdida de circulación de la presente invención. Los ejemplos de proporciones adecuadas de dos o más formiatos de metal alcalino son de 2-4 partes de formiato de cesio a 0,1 a 4 partes de un segundo formiato de metal alcalino como formiato de sodio o formiato de potasio, donde las partes son partes en peso.
De preferencia, con respecto al fluido de pérdida de circulación de la presente invención, por lo menos 35 % en volumen del fluido presente en el fluido de pérdida de circulación es una solución con base acuosa que contiene por lo menos un formiato de metal alcalino. Más preferentemente, por lo menos 50 % en volumen de los fluidos presentes en el fluido de pérdida de circulación es una solución con base acuosa que contiene por lo menos un formiato de metal alcalino, e incluso más preferentemente por lo menos 75 % en volumen de los fluidos presentes en el fluido de pérdida de circulación de la presente invención es una solución con base acuosa que contiene por lo menos un formiato de metal alcalino. Muy preferentemente, por lo menos 90 % en volumen de los fluidos presentes en el fluido de pérdida de circulación de la presente invención es una solución con base acuosa que contiene por lo menos un formiato de metal alcalino. En otra realización, por lo menos 95 % en volumen, o más, de los fluidos de la presente invención contienen una solución con base acuosa que contiene por lo menos un formiato de metal alcalino. En una realización, la totalidad de los fluidos presentes consisten en una solución con base acuosa que contiene por lo menos un formiato de metal alcalino, donde esencialmente no hay presencia de hidrocarburo o petróleo (por ejemplo menos de 1 % en peso o 0 % en peso) en el fluido de pérdida
de circulación. Dado que el formiato de metal alcalino está preferentemente disuelto en la solución acuosa, el fluido de pérdida de circulación puede ser completamente libre de sólidos, daado que el formiato de metal alcalino actúa preferentemente como lubricante y como material de ponderación. Con respecto al material formador formador de gel auto-entrecruzable térmicamente activado presente en el fluido de pérdida de circulación de la presente invención, este gel es autoentrecruzable, lo que significa que no se necesita ningún catalizador, agente de entrecruzamiento u otro componente para que se entrecruce. Más aun, este gel se forma y preferentemente se entrecruza a temperatura elevada. Sin embargo, a temperatura ambiente (por ejemplo 35°F a 95°F) no forma un gel y simplemente es un fluido con una viscosidad ligeramente superior a la de la solución de formiato de metal alcalino. Específicamente, como pregel, el material formador de gel autoentrecruzable peude tener una viscosidad de aproximadamente 5 cps a aproximadamente 200 cps y puede mezclarse fácilmente con la solución de formiato de metal alcalino. El material formador de gel es apto para autoentrecruzarse y formar un gel a una temperatura de aproximadamente 100°F o más. A temperaturas inferiores a aproximadamente 100 °F, el material no gelifica en un corto período de tiempo después del mezclado, aunque
sí se dispersa en la salmuera de formiato. De preferencia, el material formador de gel puede formar un gel a temperaturas de aproximadamente 10 °F a aproximadamente 400°F o de aproximadamente 125°F a aproximadamente 375°F y más preferentemente de aproximadamente 150 °F a aproximadamente 350 °F. ' En este rango de temperaturas, el material formador de gel se activa térmicamente o por calor y se entrecruza para formar un gel entrecruzado que hace que la totalidad del fluido de pérdida de circulación se convierta en gel. Este efecto está ilustrado en la Fig. 1, donde un fluido de pérdida de circulación libre de sólidos que contiene formiato de cesio y potasio y un material formador de gel autoentrecruzable y térmicamente activado están presentes en una composición con base polar. Al someterse a una temperatura de 200 °F y en el término de una hora, es evidente cómo el fluido de pérdida de circulación forma un gel completo que resiste los efectos de la gravedad y es estable durante más de 10 días a la temperatura de gelificación. El fluido de pérdida de circulación puede ser activado para conformar un gel completo o un gel parcial mediante activación térmica de acuerdo con lo descripto anteriormente. A ciertas profundidades del pozo, esta temperatura está presente en forma inherente, y, por lo tanto, el fluido de pérdida de circulación se activa por el calor para formar un gel
debido a las temperaturas del pozo en los diversos puntos . El término "gel" ha de indicar, en una o más realizaciones, una red elástica tridimensional químicamente entrecruzada de moléculas de cadena larga con una determinada cantidad de moléculas inmovilizadas. Entre los ejemplos de materiales formadores de gel autoentrecruzables y térmicamente activados adecuados se cuentan, aunque no a modo de limitación, las gomas de carboximetil guar (CMG) o carboximetil tamarindo (CMT) . El material formador de gel puede estar presente en cualquier cantidad suficiente para hacer que el fluido de pérdida de circulación tenga una viscosidad significativamente mayor al gelificar y, más preferentemente, una cantidad que haga que la totalidad del fluido de pérdida de circulación gelifique o por lo menos gelifique parcialmente. Por ejemplo, la concentración del material formador de gel presente en el fluido de pérdida de circulación puede ser una cantidad de aproximadamente 0,1 libra a aproximadamente 15 libras por barril (Ibs/bbl) , donde un barril de petróleo contiene 42 galones. El material formador de gel puede ser un sólido o liquido. En caso de ser sólido, el sólido (por ejemplo, polvo) puede ser dispersado o disuelto en el fluido de pérdida de circulación, o puede ser dispersado o disuelto en un fluido separado, como agua o una solución de
formiato, y luego agregado al fluido de pérdida de circulación. El material formador de gel tiene preferentemente un pH que lo hace compatible con la solución de formiato de metal alcalino de la composición con base acuosa del fluido de pérdida de circulación. Específicmente, la C G o CMT puede ser un polvo que peude estar disperso directamente en una solución de formiato. Por otro lado, se puede preformular una suspensión del material de gel con agua o un formiato, lo que eliminaría, por ejemplo cualquier requerimiento de espolvoreo . El material formador de gel se peude combinar con la solución de formiato de metal alcalino utilizando técnicas convencionales para combinar los dos materiales entre sí. Por ejemplo, Se pueden agregar simplemente los materiales conjutnamente y someterlos a agitación o mezclado mecánico.
Los fluidos de pérdida de circulación de la presente invención se pueden introducir en el pozo mediante cualquier técnica convencional tal como, aunque no a modo de limitación, mediante bombeo en el caño de perforación. Además, los fluidos de pérdida de circulación pueden ser recuperados empleando técnicas convencionales. Los fluidos de pérdida de circulación de la presente invención se pueden preparar mezclando todos los
componentes entre sí. Cuando se prepara una emulsión, típicamente se mezclan entre sí los componentes como por ejemplo sometiéndolos a corte a fin de garantizar una dispersión que sea preferentemente uniforme con respecto a los componentes . Con respecto al fluido de pérdida de circulación, este fluido tiene, a temperaturas inferiores a la activación térmica, baja viscosidad, lo que permite que el fluido de pérdida de circulación sea fácilmente bombeado al fondo del pozo y colocado en un punto en que se está produciendo la pérdida de circulación. Una ventaja del fluido de pérdida de circulación de la presente invención es que este fluido de pérdida de circulación puede tener una densidad y otros parámetros físicos iguales o similares a los del fluido de perforación mismo y, por lo tanto, es muy compatible con los fluidos de perforación tales como los fluidos de perforación de formiato de metal alcalino descriptos en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 2002/0117457 y la Patente de los Estados Unidos No. 6.818.595 B2 , que se incorporan a la presente como referencia en ambos casos, en toda su extensión. Otra ventaja de la presente invención es que, en las realizaciones preferidas, el fluido de pérdida de circulación tiene cero contenido de sólidos presentes en el fluido de pérdida de circulación, lo que hace que el fluido de pérdida de circulación sea fácil de bombear o
inyectar en el pozo y de colocar en el punto donde se está produciendo la pérdida de circulación. Además, ya que en las realizaciones preferidas no hay sólidos presentes, este fluido de pérdida de circulación puede penetrar fácilmente, si se desea en las fisuras y zonas de pérdida para ocluir la zona de pérdida de circulación al gelificar el fluido de pérdida de circulación. Cabe señalar que, en pozos típicamente de más profundidad o que llegan a más de 8000 pies, las temperaturas son significativamente superiores a 100°F y, por lo tanto, los fluidos de pérdida de circulación son muy eficaces a ciertas profundidades de pozo que requieren estabilidad térmica y que requieren un fluido de pérdida de circulación que pueda ser fácilmente inyectado a este nivel de profundidad en forma sencilla y que, de todas maneras, actúen como fluido adecuado de pérdida de circulación una vez colocado en el punto indicado. Por consiguiente, la presente invención confiere ventajas desde el punto de vista de la facilidad de aplicación a la zona de pérdida de circulación y de todas maneras actúa como fluido de pérdida de circulación adecuado al gelificar. Como alterativa, y como parte de la presente invención, tras la introducción o la inyección en el pozo del fluido de pérdida de circulación y su colocación en el sitio donde se está produciendo la pérdida de circulación, y tras su activación térmica y
gelificación, el fluido de pérdida de circulación gelificado puede ser descompuesto mediante la introducción de un ácido tal como un ácido débil o fuerte o una base fuerte (por ejemplo pH 9 o más, tal como pH 10-14 o pH 12-14) . Este ácido o base se puede introducir de numerosas maneras en forma de sólido (por ejemplo de polvo) , líquido o gas . Se puede bombear o inyectar el ácido o base hasta el punto deseado por sí solo en forma de sólido, líquido o gas, o puede hacérselo con otros ingredientes tales como un fluido, como un fluido de perforación. Por ejemplo, se puede introducir simplemente una solución acuosa que contenga el ácido o la base en el pozo, preferentemente en un punto en el cual está ubilidado el fluido de pérdida de circulación. Se puede introducir el ácido o la base en forma de fluido de perforación que contiene el ácido o la base, como por ejemplo un formiato de metal alcalino que contiene fluidos de perforación, por ejemplo de acuerdo con lo expuesto en la Patente de los Estados Unidos No. 6.818.595. Una vez más, la introducción del ácido o la base utilizando un fluido con densidad y otras características similares o parecidas como fluido de pérdida de circulación puede ser sumamente ventajoso desde el punto de vista de la facilidad de administración y desde el punto de vista de la densidad adecuada del fluido de manera que se mantenga en el sitio del fluido de pérdida de circulación. El ácido o
la base utilizada en esta realización puede ser el mismo ácido o base utilizados en la realización que incluye el ácido o base encapsulado, excepto que típicamente, cuando se utiliza un ácido o base de esta manera, el ácido o base está disuelto en una solución acuosa. Las concentraciones peuden ser las mismas que se mencionaran anteriormente. En una o más realizaciones de la presente invención, se puede formular uno o más ácidos (o bases) o un ácido (o base) y un éster e introducirlos en el pozo en el punto en el que ha gelificado del fluido de pérdida de circulación a fin de romper la estructura del gel. Por ejemplo, se pueden formular mezclas de un éster del ácido fórmico y/o cítrico junto con un ácido tal como ácido cítrico (o una base fuerte tal como NaOH, por ejemplo a pH 9 o más elevado) e introducirlas en el pozo y, en un corto lapso de tiempo, por ejemplo en menos de una hora a 20°F con una contrapresión de 100 psi, se puede romper la estructura de gel del fluido de pérdida de circulación gelificado. Como alternativa, el fluido de pérdida de circulación puede contener un ácido o base encapsulado. El ácido o base encapsulada puede tener las mismas propiedades de liberación retardada. En forma más detallada, en ciertas situaciones, es conveniente romper la estructura de gel y separar o disolver (por lo menos en parte) el fluido de pérdida de circulación una vez que el pozo ha sido
completado y la extracción del hidrocarburo está en curso. Un método preferido para romper la estructura de gel del fluido de pérdida de circulación de la presente invención es con el uso de un ácido o base (por ejemplo un material de ruptura que comprende por lo menos un ácido o base, con un pH suficiente para romper/ disolver el gel) que sea preferentemente compatible con el formiato de metal alcalino presente. Entre los ácidos adecuados se cuentan, aunque no a modo de limitación, el ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, combinaciones de los mismos y demás. De preferencia, el ácido es un ácido débil, lo que significa que tiene un pH de aproximadamente 3,75 a aproximadamente 6,75 y más preferentemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 6. Se pueden utilizar mezclas de dos o más ácidos. En una realización de la presente invención, preferentemente, el ácido cuando se lo utiliza en forma encapsulada, es un sólido que permite la encapsulación del ácido en forma sólida (por ejemplo, en partículas) . La base es preferentemente una base fuerte, como de un pH de 9 o más, de acuerdo con lo descripto anteriormente y que puede estar en cualquier forma tal como un sólido, especialmente cuando se la utiliza para la encapsulación. El ácido o base puede estar completamente encapsulado con un material que, eventualmente , se descompone y, de esa manera, permite que el ácido o base
entre en contacto con los demás componentes del fluido de pérdida de circulación de tal manera que se rompa la estructura del gel del fluido de pérdida de circulación y, de ese modo, facilite la remoción del fluido de pérdida de circulación del pozo y, en particular, de la zona de pérdida de circulación donde se lo colocara. Dependiendo del revestimiento del ácido o la base y del tipo de material de encapsulación empleado, la liberación en el tiempo del ácido o base para romper la estructura del gel puede tener lugar en el orden de 1 hora a múltiples semanas, como por ejemplo dentro del término de una semana, dos semanas, tres semanas, cuatro semanas o cinco semanas, como por ejemplo de una semana a ocho semanas o más. De preferencia, la cantidad de ácido o base presente en forma encapsulada es una cantidad suficiente para romper la estructura del gel. Por ejemplo, la cantidad de ácido es de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 50 partes del ácido tal como ácido cítrico por cada 100 partes de la estructura de gel, basándose en el peso. La base se puede utilizar en cantidades similares. En general, las composiciones de la presente invención se pueden introducir en el pozo mediante una tubería en espiral que cabe dentro de la tubería de producción de un pozo. Esta tubería en espiral puede ser insertada de tal manera que llegue a cualquier punto del pozo y que
preferentemente llegue al fondo del pozo donde se puedan bombera y/o inyectar las composiciones de la presente invención, lo que también se conoce como bullheading (inyección forzada) en el pozo. La densidad de las composiciones de la presente invención debe ser tal que la composición se mantenga en el sito en que se la introduce, en caso de resultar conveniente. Con la densidad apropiada, el petróleo u otros hidrocarburos que se están extrayendo pueden desplazar el remanente de gel una vez que el ácido ha abierto la productividad de la faz de la formación. Con el tiempo, la velocidad de la disolución de las composiciones de la presente invención disminuye al entrar en contacto con el petróleo y el agua de cualquier otro origen que se esté liberando durante la recuperación de los hidrocarburos. Esto eventualmente diluye las composiciones de tal manera que, eventualmente, la composición es bombeada a la superficie junto con la recuperación de hidrocarburos a la superficie . Una vez recuperada en la superficie, la composición de la presente invención se separa del hidrocarburo, por ejemplo petróleo, mediante la separación de las fases de agua/aceite. En consecuencia, la recuperación de los hidrocarburos no se ve afectada por el uso de la composición de la presente invención y también se separan con facilidad.
Como realización adicional de la presente invención, la presente invención se relaciona con una pildora detectora de pérdidas de fluido que contiene el fluido de circulación de la presente invención. En otra realización de la presente invención, la presente invención incluye una masa que contiene el fluido de pérdida de circulación de la presente invención. Al igual que en el caso del fluido de pérdida de circulación, en algunas realizaciones, la pildora o masa detectora de pérdida de fluido no contiene ningún fluido portador ya que, en las realizaciones preferidas, no hay sustancialmente o en absoluto sólidos presentes en el fluido de pérdida de circulación de la presente invención. Más aun, en la presente invención, el fluido de pérdida de circulación y la forma de administración incluye un sistema de una sola parte. En otras palabras, no se necesitan sistemas de dos o múltiples partes para activar el fluido de pérdida de circulación o hacer que gelifique. En la presente invención, como se describiera anteriormente, las altas temperaturas del pozo activan térmicamente al gel, causando la gelificación del material formador de gel . Por consiguiente, la pildora de detección se puede inyectar en la zona de pérdida para formar una torta de filtro sustancial o completamente impermeable para sellar los poros o fracturas en la zona de pérdida. Optativamente,
una vez que la torta de filtro está completamente fraguada y se ha detenido la pérdida, más tarde se puede reparar la torta de filtro mediante exposición a una solución ácida (o una solución básica) , como se describiera anteriormente, lo que descompone el gel da lugar a un yacimiento fluyente para la producción de hidrocarburos . Se peude utilizar el fluido de pérdida de circulación o la pildora de detección tanto en los intervalos productores como no productores del pozo . Si bien las realizaciones preferidas de la presente invención conllevan cero contenido de sólidos en el fluido de pérdida de circulación, optativamente el fluido de pérdida de circulación puede tener un contenido de sólidos, por ejemplo, de hasta 50 libras por barril, o preferentemente de par 10 libras por barril a aproximadamente 35 libras por barril. Los sólidos pueden tener una distribución del tamaño de partícula que óptimamente ocluya los poros o fracturas de la formación. Un ejemplo de sólido adecuado es el carbonato de calcio. Se pueden utilizar otros sólidos convencionales en la industria de los fluidos de perforación. Como alternativa, los fluidos de pérdida de circulación de la presente invención pueden ser termoactivados para formar un gel mediante la aplicación de una fuente de calor externa. Por ejemplo, se puede bombear
el fluido de pérdida de circulación hasta el punto deseado del pozo y luego bombear una solución que tenga una temperatura en el rango de activación o incluso mayor hasta el mimso punto a fin de activar térmicamente el flujido de pérdida de circulación. Este fluido adicional que puede seguir al bombeo del fluido de pérdida de circulación puede ser un fluido de perforación de formiato de metal alcalino standard de acuerdo con lo descripto en la Patente de los Estados Unidos No. 6.818.595, que se incorpora a la presente como referencia en toda su extensión. Este tipOo de fluido de perforación y otros fluidos de perforación convencionales se puede aplicar en forma de fluido caliente con la temperatura adecuada, como por ejemplo de 100°F a 450°F o de 170°F a 500°F o de aproximadamente 200°F a aproximadamente 400°F. Se pueden utilizar otros medios para activar térmicamente el fluido de pérdida de circulación en combinación o como alternativa de la activación térmica con respecto a una temperatura suficiente del pozo. Por ejemplo, la activación térmica puede tener lugar desde el contacto del fluido de pérdida de circulación con un sólido, líquido y/o gas (por ejemplo vapor) con una temperatura suficiente para causar la activación térmica del fluido de pérdida de circulación. En otra realización de la presente invención, la presente invención se relaciona con un fluido de empaque
que comprende un gel completamente hidratado de la presente invención. Por ejemplo, se puede introducir el fluido de empaque en el espacio anular del pozo a fin de aislar el pozo (o una porción del mismo) de las bajas temperaturas. Se puede introducir el fluido de empaque en estado de pregel, como en el caso del fluido de pérdida de circulación de la presente invención. El fluido de empaque comprende una composición con base acuosa, donde la composición comprende por lo menos un formiato de metal alcalino y por lo menos un material formador de gel autoentrecruzable y térmicamente activado. Los detalles de cada uno de estos componentes son iguales a los expuestos anteriormente con respecto al fluido de pérdida de circulación de la presente invención. El fluido de empaque, una vez introducido en el espacio anular del pozo, se activa térmicamente para formar un gel y, de ese modo, da origen a un gel totalmente hidratado que tiene excelentes propiedades térmicas. Como se indicara anteriormente, se pueden utilizar medios externos para activar el fluido (por ejemplo, agregando un fluido caliente, insuflando gas caliente, etc.). Por consiguiente, la presente invención se relaciona con un fluido de empaque aislante. Las propiedades de aislamiento térmico del fluido de empaque pueden ser potenciadas incluso mediante la adición de un material de asilamiento térmico como un aerogel. El aerogel
puede ser el aerogel de Cabot Corporation. La cantidad del aerogel puede ser una cantidad suficiente para potenciar las propiedades de aislamiento térmico en general del fluido de empaque. Por ejemplo, el aerogel puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 30 % en vol del fluido de empaque El fluido de empaque de acuerdo con la presente invención tiene, al gelificar, propiedades de aislamiento ventajosas y permite que el pozo quede aislado térmicamente y, de esa manera puede permitir un fluido de hidrocarburos incrementado desde el pozo durante las operaciones de extracción. Se describe más claramente la presente invención mediante los siguientes ejemplos, que tienen por fin ilustrar la presente invención. EJEMPLOS Ej emplo 1 En el siguiente ejemplo, se preparó un fluido de pérdida de circulación tomando 15,8 Ib por barril de una mezcla de formiato de cesio y formiato de potasio ajustada a pH 10,02. Específicamente, el formiato de cesio estaba presente en una cantidad de 48 % en peso de una solución de formiaato de cesio de 2,2 s.g. y el formiato de potasio estaba presente en una cantidad de 52 % en peso de una formiato de potasio de 1,57 s.g. En este ejemplo, había 2 lbs por barril o 5 lbs por barril o 8 libs por barril de
carboximetil guar presente en el fluido de pérdida de circulación. Se sometió al material a una prueba standard con el viscosímetro Fann 35 para determinar las propiedades reológicas de los tres fluidos, que implicó someter a los tres fluidos de pérdida de circulación a un testigo rotatorio y tomando lecturas standard a 600, 300, 200, 100, 6 y 3 rpm o un rango de diversos ajustes para obtener una cantidad conveniente de rpm, como se ilustra en la siguiente tabla. La siguiente tabla representa las propiedades iniciales tipicas de un sistema de fluidos de un yacimiento petrolífero que se analizan con un viscosímetro Fann 35 a las diversas rpm. De esto, se deriva la VP - Viscosidad Plástica en centipoises (cps) y el PC - Punto Cedente en lbs/100 pies2, según las normas prácticas recomendadas por el American Petroleum Institute, . API, 13D, Tercera Edición, junio 1 de 1995 "Recommended Practice on the Rheology and Hydraulics of Oil-Well Drilling Fluids" . Las potencias de los geles también están consignadas en lbs/100 pies cuadrados. Para una presión dada, el fluido aumenta su viscosidad en el tiempo y a una temperatura dada, lo que demuestra que el fluido continúa autoentrecruzándose o gelificando .
Gel Gel Sistema 600 300 200 100 6 3 10 10. VP P in C
Conj buffer 15.8 48 30 22 13 2 2 3 11 18 12
Conj buffer 15.8 90 57 44 27 4 3 8 - 33 24
Conj buffer 15.8 235 165 132 90 24 19 21 36 70 95
Tabla 1 El sistema de fluidos en gel se vierte en un recipietne de filtración HPHT precalentado que tiene un disco Aloxite (medios porosos de un tamaño medio de poro determinado) que luego es sellado y se aplica una presión de 100 psi. El fluido se mantiene en el recipiente a temperatura y presión durante un tiempo de residencia establecido, que, en el caso de estos ensayos, fue de una hora. A continuación se abre la válvula de descarga y se mide la cantidad de fluido que se vierte inicialmente, conocida como chorro de pérdida, a lo que siguen períodos en incremento por la posible pérdida de fluido posterior, lo que en este caso es de aproximadamente 4 mis en un período de tres horas, lo que por lo general se considera muy satisfactorio. A continuación se volvió a abrir la celda y se agregó un ácido de un tipo y concentración dados . Se volvió a sellar la celda después de un corto lapso de residencia, se reabrió la válvula y se midió la cantidad de pérdida de circulación continuada para calcular
la efectividad del sistema ácido. Con una solución de ácido cítrico al 50 % en peso, la pérdida de circulación fue completa de inmediato, es decir que el ácido rompió favorablemente el gel. Ejemplo 2 Se llevó a cabo un perfil reológico por Fann 70 de una muestra del fluido del Ejemplo 1. Se moduló el pH del fluido con 15,8 ppg de Formiato de Cs/ con 8,0 lbs/bbl de LCM. Se calentó el fluido de 75°F a 375°F con incrementos de 25°F. A cada temperatura, se tomó la lectura por Fann 70 a 60 rpm y 6 rpm. Se corrió un segundo ensayo con Fann 70 para medir el incremento de la viscosidad del fluido en tanto que se mantenía una temperatura constante de 200 °F y una presión de 400 psi. Este ensayo se llevó a cabo por espacio de 19 horas. El propósito del primer ensayo con Fann 70 fue determinar a qué temperatura comenzaba el fluido a exhibir un aumento de la viscosidad. El ensayo se llevó a cabo para determinar la temperatura máxima que podría resistir el fluido. El propósito del segundo ensayo era determinar si la viscosidad se incrementaría con el tiempo, mientras se mantenía constantes la temperatura y presión del fluido. Primer Ensayo con Fann 70 El fluido exhibió un aumento en los valores a 50 rpm y 6 rpm de entre 150°F y 175 °F. El fluido continuó aumentando
su viscosidad a 225°F, cuando pareció alcanzar una meseta hasta los 300°F. A 300°F, el fluido aumentó su viscosidad drásticamente a 350°F. Cuando la temperatura del fluido se incremento de 350°F a 375°F, los valores de Fann 70 a 60 rpm y 6 rpm se redujeron a los niveles de viscosidad vistos a 150° a 200°F. Al dejar que el fluido enfriara 50°F (de 375°F a 325°F) , el fluido recuperó la mayor parte de su viscosidad, a los valores a 60 rpm vistos a 300°F. Segundo Ensayo con Fann 70
[0073] Los resultados del ensayo exhibieron un aumento muy gradual de la viscosidad cuando se mantuvo al fluido a 200°F por espacio de 19 horas. Procedimiento de Ensayo 1. Pruebas con Fann 70. Ensayo 1 a) Ensayo inicial de la reología a 75°F, 0 psi. Se incrementa la presión a 400 psi y se analiza la reología. b) Mientras se hace girar a 60 rpm, se aumenta la temperatura a 100°F. Se ajusta la presión a 400 psi. Se mide el valor a 60 rpm y 6 rpm. Se mantiene la temperatura por espacio de 10 minutos, luego se vuelven a analizar los valores a 60 y 6 rpm. c) se continúa el anterior b) , aumentando la temperatura en incrementos de 25 °F.
d) Una vez alcanzada la temperatura máxima, se enfría el fluido 50 °F y se logran las lecturas del Fann 70 a 60 y 6 rpm . e) Se trazan las lecturas de Fann 70 a 60 y 6 rpm contra la temperatura. 2. Pruebas con Fann 70. Ensayo 1 a) Ensayo inicial de la reología a 75 °F, 0 psi. Se incrementa la presión a 400 psi y se analiza la reología. b) Mientras se hace girar a 60 rpm, se aumenta la temperatura a 200°F. Se ajusta la presión a 400 psi. Se mide el valor a 200 rpm, 60 rpm y 6 rpm. c) se continúa el anterior b) , aumentando el tiempo entre los ensayos a una hora. d) Se trazan las lecturas de Fann 70 a 200 rpm, 60 rpm y 6 rpm contra el tiempo.
Tabla #2 - Propiedades del Fluido LCM por Fann
Temperatu 75° 75° Inici 10 Inici 10 Inicia 10 Inici 10 ra de F F al min al min 1 min al min ensayo, 100°F 100°F 125°F 125°F 150°F 150°F 175°F 175° °F F
Presión, 0 400 400 400 400 400 400 400 400 4001 psi
600 rmp 45, 40, 6 8
300 rpm 19, 22, 8 2 200 rpm 12, 14, 5 9 100 rpm 7,1 9,5 - - - - - - - - 60 rpm 5,8 7,3 4,4 4,4 2,4 2,4 2,4 3,4 10, 7 15,2
30 rpm 3,4 5,9 - - - - - - - - 6 RPM 1,4 2,9 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 2,4 7,6
3 RPM 0,7 1,4 - - - - - - - V scosxda 24, 27, d 8 6 plástica, cP Punto -6 cedente 5,4 #/ioo pies2 Geles, 10 1,4 1,4 seg/10 min
Tabla #2 - Continuación
Temperat Ini 10 1 . Inic 10 Inic 10 Inic 10 ura de cia min 200° ial min ial min ial min ensayo, 1 200° F 225° 225° 250° 250° 275° 275° op 200 F F F F F F F o p Presión, 0 400 400 400 400 400 400 400 400 psi 600 rmp - - 96,3 - - - - - - 300 rpra - - 70,0 - - - - - - 200 rpm - - 57,4 - - - - - - 100 rpm - - 44, 6 - - - - - - 60 rpm 18, 34, 5 37,3 38,2 41,9 41, 9 42, 8 41, 0 42, 5 9 30 rpm - - 30,8 - - - - - - 6 rpm 8,0 10, 7 19, 8 20,7 23,5 22, 6 22, 6 19, 8 19, 8
3 RPM - - 16, 1 - - - - - - Viscosid 26,3 ad plástica , cP Punto 43 , 7 cedente #/100 pies2 Geles, 10 seg/10
Tabla #2 - Continuación
Temperat Ini 10 Inic 10 Inic 10 Inic 10 Enfr ura de cia min ial min ial min ial min iam. ensayo, 1 300° 325° 325° 350° 350° 375° 375° a 300 F F F F F F F 325° op F
Presión, 0 400 400 400 400 400 400 400 400 psi 600 rmp 300+ 300+ 70, 0 142, 0
300 rpm - - - 300+ - 300+ - 37,3 98,1
200 rpm 300+ 240, 27, 2 80,9 5 100 rpm 224, 148 13,4 49, 2 5 60 rpm 44, 45, 6 87,2 134, 110, 110, 18, 0 9,8 41, 0 6 1 3 3 30 rpm - - - 92, 6 - 74,5 - 6,2 28,1
6 rpm 19, 19, 8 34,5 44, 6 39,1 27, 2 2,4 1,4 11, 6 8 3 RPM ' - - - 30,8 - 15,2 - 1,4 8,0
Viscosid - - - - - - - 32, 7 43, 9 ad plástica , CP Punto - - - - - - - 4,6 54, 2 cedente #/100 pies2 Geles, 10 seg/10 min
Tabla #3 - Resultados del Ensayo con Fann 70 de los valores a 200, 60 y 6 rpm, a 200°F, 400 psi, por espacio de 19 horas
Tabla #3 - Continuación
Los solicitantes incorporan específicamente el contenido total de todas las referencias citadas en la presente descripción. Además, cuando se da una cantidad, concentración u otro valor o parámetro en forma de rango, rango preferido o lista de valores superiores preferibles y valores menores preferibles, se ha de entender que se describen específicamente todos los rangos formados por cualquier par de cualquier límite máximo de rango o valor preferido y cualquier límite inferior de rango o valor preferido, sin tener en cuenta si los rangos se describen por separado Cuando en la presente se indica un rango de valores numéricos, a menos que se indique lo contrario, se
pretende que el rango incluya los puntos finales del mismo y todos los enteros y fracciones comprendidos en el rango. No se pretende limitar el alcance de la invención a los valores específicos citados al definir un rango. Otras realizaciones de la presente invención serán evidentes para las personas con capacitación en la técnica de acuerdo con los principios de la presente memoria descriptiva y la practica de la presente invención aquí descripta. Se pretende que la presente memoria descriptiva y los ejemplos se consideren sólo ilustrativos, y el verdadero alcance y espíritu de la presente invención está indicado por las siguientes reivindicaciones y los equivalentes de las mismas .
Claims (1)
- NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente se considera como novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES Habiendo así especialmente descrito y determinado la naturaleza de la presente invención y la forma como la misma ha de ser llevada a la práctica, se declara reivindicar como de propiedad y de derecho exclusivo: 1. un fluido de pérdida de circulación que comprende una composición con base acuosa, donde dicha composición comprende por lo menos un formiato de metal alcalino y por lo menos un material formador de gel autoentrecruzabble y térmicamente activado . 2. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el formiato de metal alcalino comprende formiato de cesio. 3. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el formiato de metal alcalino comprende formiato de cesio y formiato de potasio. . El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho material formador de gel es termoactivado para formar un gel a una temperatura de aproximadamente 120°F a aproximadamente 375°F. 5. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho material formador de gel es termoactivado para formar un gel a una temperatura de aproximadamente 175°F a aproximadamente 250°F. 6. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho material formador de gel es una goma de carboximetil guar o carboximetil tamarindo o combinaciones de las mismas. 7. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho material formador de gel está presente en una concentración de aproximadamente 0,1 Ib a aproximadamente 15 lbs por barril de fluido de pérdida de circulación. 8. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho formiato de metal alcalino está presente en una cantidad de aproximadamente 3 lbs a aproximadamente 10 lbs por galón de fluido de pérdida de circulación. 9. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende por lo menos un ácido encapsulado. 10. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual dicho ácido encapsulado contiene un ácido que tiene un pH inicial de aproximadamente 3,75 a aproximadamente 6,75. 11. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual dicho ácido encapsulado es un ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico encapsulado o combinaciones de los mismos . 12. Un método para reducir la pérdida de fluidos de circulación en los conductos de flujo de una formación subterránea en los conductos de flujo de una formación subterránea durante una operación de perforación, completamiento o reparación de un pozo, que comprende la introducción en los conductos de flujo de una cantidad efectiva del fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicho fluido de pérdida de circulación forma un gel tras la activación térmica en un período de tiempo, para reducir así la pérdida de fluido de circulación. 13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual la activación térmica tiene lugar merced a una temperatura suficiente de un pozo. 14. El método de acuerdo con la reivindicación 12 , en el cual la activación térmica tiene lugar merced al contacto de dicho fluido de pérdida de circulación con un sólido, líquido o gas que tiene una temperatura suficiente para causar la activación térmica del fluido de pérdida de circulación. 15. Un fluido de empaque que comprende por lo menos un formiato de metal alcalino y por lo menos un material formador de gel autoentrecruzable 16. El fluido de empaque de acuerdo con la reivindicación 13, que además comprende por lo menos un aerogel . 17. El fluido de empaque de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual dicho aerogel está presente en una cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 30 % en vol. 18. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende por lo menos una base encapsulada. 19. El fluido de pérdida de circulación de acuerdo con la reivindicación 18, en el cual dicha base encapsulada contiene una base con un pH inicial de 9 o más . 20. El método de acuerdo con la reivindicación 12, que además comprende el contacto de dicho gel con un material reductor de la viscosidad que comprende por lo menos un ácido o base con un pH suficiente para romper dicho gel .
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