MX2010006245A - Solucion acuosa para controlar bacterias en el agua usada para fracturacion. - Google Patents

Abstract

Los métodos y aparatos de las modalidades de la invención se refieren a un sistema para tratar una formación subterránea, que incluye equipo de mezclado para formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio; y bombas y un conducto tubular para introducir el fluido en la formación subterránea, en donde una superficie de la formación subterránea contiene al menos 15 por ciento menos microorganismos que si no hubiera hipoclorito de sodio en el fluido. Los métodos y aparatos de las modalidades de la invención se refieren a un método de producción de un producto de petróleo a partir de un pozo de sondeo, que incluye usar un sistema de tratamiento del pozo, que comprende el equipo de mezclado, bombas, y un conducto tubular, formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y acetato de sodio, e introducir el fluido al sistema de tratamiento del pozo para lograr una población reducida de microorganismos en el sistema. Los métodos y aparatos de las modalidades de la invención se refieren a un sistema, que comprende: una formación subterránea, un aparato de tratamiento del pozo que comprende equipo de mezclado, bombas y un conducto tubular, y un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio para logar una población reducida de microorganismos en el sistema. Los métodos y aparatos de las modalidades de la invención se refieren a un método para tratar una formación subterránea, que comprende formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio, un amortiguador, y un polímero; introducir el fluido a una superficie de una formación subterránea; y hacer disminuir una población de microorganismos, en donde la superficie de la formación subterránea contiene al menos 15 por ciento menos microorganismos que si no hubiera hipoclorito de sodio en el fluido, y en donde el fluido exhibe un pH de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 7.5. Los métodos y aparatos de las modalidades de la invención se refieren a un método para tratar una formación subterránea, que comprende formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio; e introducir el fluido a una formación subterránea, en donde la formación del fluido no incluye introducir un ácido, y en donde la formación de fluido no incluye formar un precipitado.

Description

I SOLUCIÓN ACUOSA PARA CONTROLAR BACTERIAS EN EL AGUA USADA PARA j i FRACTURACIÓN I CAMPO Y ANTECEDENTES DE LA INVENCION La fracturación hidráulica utiliza aditivos de fluidos I tales como aditivos de lechada. La demanda por este tipo de j servicios de pozos ha aumentado durante la última década, en j especial debido a su aplicación exitosa para el gas de ; esquisto. Los pozos horizontales son a menudo el estándar, ¡ i requiriéndose tanto como 4.2 millones de galones de agua por j i pozo para tantas como 6 a 9 etapas de fracturación . Debido ai las preocupaciones ambientales y a la disponibilidad de agua 1 i dulce, el agua de recuperación y la producida se recolecta y \ I se usa para los tratamientos de fracturación posteriores. El agua producida es un ambiente perfecto para las bacterias | I reductoras de sulfato (SRB) y las bacterias de formación de j ácido (AFB) debido a su naturaleza anaerobia (<2ppm de j I contenido de oxigeno) y su alto contenido de nutrientes l (compuestos orgánicos, hierro libre, etc.). La reutilización! I del agua introduce suficiente oxigeno a través de las ¡ i operaciones regulares de bombeo para permitir que las i bacterias aeróbicas se reproduzcan - en su mayor parte ¡ bacterias formadoras de limo. El contenido de oxigeno ' es j suficientemente alto para que las bacterias aeróbicas se i i reproduzcan pero demasiado bajo para acabar con las bacterias | I anaeróbicas. El contenido de oxigeno provocará que las! I i I I bacterias anaeróbicas permanezcan en un estado bioestático, el cual no las asesinará sino que evitará que se multipliquen.

Tan pronto como las bacterias encuentran un ambiente que es propicio para su desarrollo, estas se volverán activas otra , vez y comenzarán a multiplicarse. El ambiente anaeróbico en la 1 formación es ideal para el crecimiento de bacterias tales como SRBM y AFBs. El ambiente aeróbico de los pozos de sondeo es propicio para las SFBs. El crecimiento de SRBs no solo llevará a problemas de seguridad debidos a la producción aumentada de gas agrio o sulfuro de hidrógeno (H2S) pero también a un 1 agriamiento lento del yacimiento. Esto también aumenta los costos de operación debido a la corrosión (corrosión por H2S, fisuración por tensión, etc.) en los conductos tubulares, superficiales y sub-superficiales o subterráneos. Otros í desafios en la producción se pueden relacionar con las AFBs (corrosión) y las SFBs (que pueden formar materiales similares ; a emulsión) . ; Se pueden aplicar varios métodos distintos para evitar j el crecimiento de bacterias y reducir los gastos operaciones relacionados con la prevención de la corrosión, la remediación de los efectos de la corrosión, y la remediación de los fluidos similares a emulsión producidos. Los biocidas comunes ¡ I son aminas cuaternarias, glutaraldehido, sulfato de tetra-kis-hidroximetilfosfonio, y tetrahidro 3, 5-dimetil-l, 3, -tiadiazino-2-tiona . Los problemas con los biocidas no ^ oxidantes tradicionales como aquellos descritos arriba son que cada uno de estos tiene problemas de compatibilidad con los aditivos comunes en los tratamientos de fracturación para estimulación (por ejemplo, las aminas cuaternarias no son compatibles con los fluidos cuaternarios y de zircontato reticulados o los polímeros de reducción de fricción aniónicos) que estos son muy tóxicos. A pesar del tratamiento del agua con estos biocidas, se ha reportado agriamiento de los yacimientos después de la fracturación. El nuevo crecimiento de SRB bajo las condiciones del yacimiento puede llevar a agriamiento del yacimiento. Es necesario un biocida efectivo, de bajo costo que sea compatible con los otros aditivos de fluido y que sea fácilmente transportable.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una gráfica de barras del cloro activo libre como una función de la concentración de ácido hipocloroso para tres periodos de tiempo.

La Figura 2 es una gráfica de barras de la población bacteriana como una función del tiempo para tres tipos de bacterias cuando un fluido comprende un reductor de fricción.

La Figura 3 es una gráfica de barras de la población bacteriana como una función del tiempo para tres tipos de bacterias cuando un fluido comprende un biocida.

La Figura 4 es una gráfica de barras de la población bacteriana como una función del tiempo para tres tipos de bacterias, cuando un fluido comprende un ácido hipocloroso.

La Figura 5 es una fotografía que compara el agua , producida antes y después de la adición de ácido hipocloroso.

La Figura 6 es una gráfica que ilustra la reducción de la resistencia al avance como una función de la velocidad, que compara un fluido que comprende un agente de modificación de . viscosidad con y sin ácido hipocloroso.

La Figura 7 es una gráfica que ilustra la viscosidad 1 como una función del tiempo para el fluido identificado por la Tabla 2 y concentraciones variadas de ácido hipocloroso. , La Figura 8 es una gráfica que ilustra la viscosidad como una función del tiempo para el fluido identificado por la ¡ Tabla 3 y concentraciones variadas de ácido hipocloroso.

La Figura 9 es una gráfica que ilustra la viscosidad i como una función del tiempo para el fluido identificado por la Tabla 4 y concentraciones variadas de ácido hipocloroso, ; La Figura 10 es una gráfica que ilustra la viscosidad . como una función del tiempo para el fluido identificado por la ' Tabla 5 y concentraciones variadas de ácido hipocloroso.

La Figura 11 es una vista esquemática del equipo 1 mecánico configurado para realizar una modalidad de la invención .

La Figura 12 es una gráfica que ilustra la población ; bacterial como una función de los tipos de bacterias en una prueba de campo, que comprende el contenido de microbios del ; agua dulce, el agua producida, aguas mezcladas, agua mezclada y ácido hipocloroso, en el agua de retorno y ácido después de 21 dias.

La Figura 13 ilustra la viscosidad como una función del tiempo para un fluido de guar que no contiene hipoclorito de sodio y dos diferentes concentraciones de hipoclorito de sodio .

La Figura 14 muestra las curvas de titulación para la adición de amortiguador de diacetato de sodio a varias soluciones de hipoclorito de sodio industrial concentrado en agua del grifo.

La Figura 15 muestra las titulaciones de algunas muestras de agua producida tratadas con hipoclorito de sodio (0.21 gpt) y una muestra de agua del grifo que fue pre-acidificada usando ácido cítrico antes del tratamiento con hipoclorito de sodio industrial concentrado.

La Figura 16 muestra la reducción de resistencia al movimiento en una tubería de 0.5" usando 0.25 gpt de reductor de fricción, versus el agua.

La Figura 17 proporciona curvas de reducción de la fricción a los 0, 15, y 30 minutos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los métodos y el aparato de las modalidades de la invención de relacionan con un sistema para tratar una formación subterránea, que incluye equipo de mezclado para formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio; y bombas y un conducto tubular para introducir el fluido hacia la formación subterránea, en donde una superficie de la formación subterránea contiene al menos 15 por ciento menos microorganismos que si no hubiera hipoclorito de sodio en el fluido. Los métodos y el aparato de las modalidades de la invención se relacionan con un método para producir un producto de petróleo de un pozo de sondeo usando un sistema de tratamiento del pozo que comprende equipo de mezclado, bombas, y un conducto tubular, formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y acetato de sodio; e introducir el fluido al sistema de tratamiento del pozo para lograr una población reducida de microorganismos en el sistema. Los métodos y el aparato de las modalidades de la invención se relacionan con un sistema, que comprende: una formación subterránea, un aparato de tratamiento del pozo que comprende equipo de mezclado, bombas, y un conducto tubular, y un fluido que comprende hipoclorito de sodio y acetato de sodio para lograr una población reducida de microorganismos en el sistema. Los métodos y el aparato de las modalidades de la invención se relacionan con un método para tratar una formación subterránea, que comprende formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio, un amortiguador, y un polímero; introducir el fluido a una superficie de una formación subterránea; y reducir una población de microorganismos, en donde la superficie de la formación subterránea contiene al menos 15 por ciento menos microorganismos que si no hubiera hipoclorito de sodio en el fluido, y en donde el fluido exhibe un pH de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 7.5. Los métodos y el aparato de las modalidades de la invención se relacionan con un método para tratar una formación subterránea, que comprende formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio; de introducir el fluido a una formación subterránea, en donde, la formación del fluido no incluye introducir un ácido, y en donde, la formación del fluido no incluye formar un precipitado .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Para empezar, se debe notar que en el desarrollo de cualquiera de tales modalidades presentes, se deben tomar varias decisiones especificas para la implementación, para lograr los objetivos específicos del desarrollados, tales como la conformidad a las restricciones relacionadas con el sistema y relacionadas con cuestiones comerciales, las cuales variaran de una implementación a otra. Además, se apreciará que tal esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y requerir mucho tiempo pero no obstante sería una tarea rutinaria para aquellas personas con experiencia ordinaria en la técnica teniendo el beneficio de esta descripción. La descripción y los ejemplos se presentan solamente con el propósito de ilustrar las modalidades preferidas de la invención y no se debe considerar como limitaciones al ámbito y la aplicabilidad 1 de la invención. Aunque las composiciones de la presente invención se describen aqui como compuestas de ciertos '< materiales, se debe entender que la composición podría comprende opcionalmente dos o más materiales químicamente diferentes. Además, la composición también puede comprender algunos componentes diferentes a los ya citados.

I En la breve descripción de la invención y en esta ! I I descripción, cada valor numérico debe ser leído una vez como modificado por el término "aproximadamente" (a menos que se modifique expresamente aquí) y entonces se lee otra vez como no modificado así, a menos que se indique de otra manera en el contexto. También, en la breve descripción de la invención y. en esta descripción detallada, se debe entender que un rango i de concentraciones listado o descrito como útil, adecuado, o ¡ los similares, se desea que todas y cada una de las concentraciones dentro del rango, incluyendo los puntos finales, debe ser considerado como ya establecido. Por ejemplo "un rango desde 1 a 10" se debe leer como que indica todos y cada uno de los números posibles a lo largo del continuo entre ¡ aproximadamente 1 y aproximadamente 10. Por lo tanto, aun si ¡ los puntos de datos específicos dentro del rango, se 1 identifican específicamente o no, o hacen referencia o no solo a unos cuantos específicos, se debe entender que los inventores aprecian y entienden que todos y cada uno de los puntos de datos dentro del rango deben ser considerados como especificados, y que los inventores han descrito y posibilitado el rango completo y todos los puntos dentro del rango .

Las modalidades de la invención se refieren al uso de hipoclorito de sodio como un biocida especifico en combinación con acetato de sodio para usarse en operaciones relacionadas con la recuperación de hidrocarburos de formaciones subterráneas, tales como operaciones de fracturación, en especial aquellas operaciones de fracturación que usan aditivos de fluidos para modificación de la viscosidad. Es decir, las modalidades de esta invención se refieren al uso de hipoclorito de sodio y diacetato de sodio para acabar con y manejar los microbios en el agua usada para la fracturación, incluyendo la fracturación por lechada. En algunas modalidades, el ácido hipocloroso puede ser suministrado en una forma diluida y estable, como por ejemplo usando EXCELYTE™, el cual está disponible comercialmente en Beckmark de Houston, Texas. El hipoclorito de calcio puede ser seleccionado para algunas modalidades. Este también formará ácido hipocloroso tras la exposición al agua. Ácido Hipocloroso Por lo general, cuando se agrega cloro al agua, se forma ácido hipocloroso de acuerdo con la ecuación: Cl2 + H20 «? HOC1 + HC1 El ácido hipocloroso tiene poder bactericida notable". Esto se atribuye por lo general a su habilidad para difundirse a través de las paredes celulares, y por ello de alcanzar los componentes vitales de las células bacterianas. Una teoría ampliamente aceptada atribuye la muerte de las células a una reacción entre el ácido hipocloroso y las enzimas. El ion hipoclorito tiene muy poco efecto bactericida, si es que tiene alguno, ya que su carga negativa impide su penetración de la pared celular.

El poder bactericida de una solución de cloro, un hipoclorito, o una cloroamina es directamente proporcional a la concentración de ácido hipocloroso de la solución. El porcentaje de cloro disponible como un ácido hipocloroso no disociado es por lo tanto la medida real de la efectividad bactericida de una solución que contiene una de las substancias químicas de la familia del cloro.

La familia del cloro disponible se compone del grupo de substancias químicas las cuales, cuando se disuelven en agua, proporcionan soluciones de ácido hipocloroso. Estos compuestos pueden ser subdivididos además en aquellas que contienen cloro libre disponible y aquellos que contienen cloro disponible combinado .

El poder oxidante de una solución de hipoclorito y/o de ácido hipocloroso es atribuible a la cantidad de oxidante activo, medida como el Cloro Libre disponible (FAC), independientemente del pH. Las cloroaminas orgánicas también son una fuente de FAC, donde la baja velocidad de hidrólisis de las cloroaminas orgánicas disueltas para dar hipoclorito y/o ácido hipocloroso contribuye poco a la velocidad de oxidación en tanto que mantiene el poder oxidante total, el cual se relaciona con la cantidad de cloraminas orgánicas presentes. Por lo tanto, las cloraminas orgánicas y otros reactivos que contribuyen al FAC suministran más hipoclorito y/o ácido hipocloroso cuando estos oxidantes se agotan.

El ácido hipocloroso es 25 a 100 veces más efectivo que el hipoclorito de calcio como un desinfectante sin ser corrosivo. El ingrediente activo clave, el ácido hipocloroso, es una molécula de formación natural sintetizada a partir de una solución electrolizada de sal y agua. Cuando se expone a las condiciones atmosféricas, este se degrada rápidamente a agua salada, por lo tanto, no provoca daños ecológicos en las ubicaciones de los campos.

El ácido hipocloroso no se disocia completamente y tiene un pH neutro (alrededor de 7.5). En soluciones acuosas, el ácido hipocloroso se disocia parcialmente en una sal (el ion hipoclorito) , por lo tanto, su uso en aplicaciones de servicio de campos petroleros no deja una huella ecológica indeseable. En contraste, los oxidantes más comúnmente usados no esterilizan ni acaban completamente con las bacterias. El ácido hipocloroso, por otro lado, reacciona rápidamente con los materiales basados en compuestos orgánicos o fácilmente oxidables (Fe, H2S) presentes en el agua. Además, el ácido1 I hipocloroso no es corrosivo en comparación con otros biocidas. - En algunas modalidades, el ácido hipocloroso tendrá una1 concentración de aproximadamente 1 a 8,500 ppm en un fluido. ¡ 1 El pH del ácido hipocloroso influencia la concentración de ¡ cloro libre disponible. La relación entre el pH y el grado de disociación se acida se ilustra por la Tabla 1. La hidrólisis aumenta rápidamente cuando el pH se eleva arriba de la neutralidad .

Tabla 1- Disociación de Ácido Hipocloroso como una Función del pH a 25°C El ácido hipocloroso puede ser fabricado comercialmente usando varios métodos. En algunas modalidades, el ácido hipocloroso puede ser fabricado exponiendo agua que contiene cloruro de sodio a una celda electrolítica. Este también se, puede fabricar en una forma más concentrada en el campo usando [ un amortiguador, tal como diacetato de sodio, para bajar el pH de una solución de hipoclorito de sodio en agua. Finalmente, ¡ en algunas modalidades, el ácido hipocloroso puede ser generado disolviendo gas de cloro en agua.

El ácido hipocloroso también puede ser formado introduciendo hipoclorito de sodio en una solución que tiene un pH que puede ser sintetizado a partir de una solución ! i hidrolizada de sal y agua, o generado bajando el pH de una [ solución de hipoclorito a un pH debajo de 7.5, adaptada 1 frecuentemente para tener un pH de 4 a 7. Por ejemplo, se puede seleccionar un proceso continuo que incluye la adición continua de hipoclorito de sodio y un agente de modificación de pH tal como un ácido débil, como por ejemplo durante el mezclado volante en aplicaciones de servicio a campos petrolíferos. Los agentes de modificación de pH tales como los ácidos débiles, un amortiguador y/o un ácido fuerte se pueden . usar para adaptar el pH. En algunas modalidades, el agente de modificación de pH preferido puede comprender ácidos orgánicos j solubles en agua con doce o menos átomos de carbono. El ácido J débil es un ácido que exhibe una pKa menor a 6. Los ácidos débiles incluyen fosfato dihidrógeno de potasio, ácido itálico, ftalatos tales como ftalato hidrógeno de potasio y sales acidas relacionadas, quelatos, ácido cítrico, ácido sulfámico, ácido ascórbico, ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido propiónico, ácido eritórbico, ácido succínico, ácido: glutárico, ácido adípico, ácido poliacrílico, ácido maléico, ! ácido cianurito, ácido ortofosfórico, ácido acético, y sales ¡ de sodio, potasio y calcio de estos ácidos. Un ácido débil, un amortiguador, o una combinación de los mismos se pueden usar para adaptar el pH, en algunas modalidades, el ácido débil preferido puede comprender ácidos orgánicos solubles en agua con doce o menos átomos de carbono. El ácido débil preferido exhibe un pKa menor a 6.

En algunas modalidades, un agente de modificación de pH que puede incluir un ácido fuerte que no contenga un halógeno, tal como ácido sulfúrico, nítrico, o fosfórico, se puede usar en una concentración muy diluida, tal como una concentración nanomolar. Se pueden seleccionar otros amortiguadores, soluciones amortiguadoras o sistemas amortiguadores.

El agente de modificación de pH puede ser seleccionado para activarse con el paso del tiempo o la temperatura, de modo tal que el ácido hipocloroso esté presente en la solución después que la solución que contiene hipoclorito de sodio y el agente de modificación de pH, sea bombeada hacia el pozo de sondeo. Por lo general, sin embargo, el ácido hipocloroso se fabrica, el agente de modificación de pH puede ser seleccionado para modificar el pH del fluido adaptado. Los agentes que son más probablemente efectivos incluyen ácido poliláctico, ácido poliglicólico, o poliésteres similares. El retardo puede ser aumentado aislando el agente en una fase aceitosa y el hipoclorito de sodio en la fase acuosa en algunas modalidades, el ácido puede ser encapsulado. Por la temperatura y el mezclado en el fondo del pozo, se puede lograr la formaron de ácido hipocloroso. También se puede seleccionar ácido fumárico encapsulado en cera.

Sin embargo, el ácido hipocloroso se forma para mantener la concentración- de ácido hipocloroso dentro de un fluido, el fluido puede ser adaptado para exhibir un pH de 4.0 a 7.5 usando un amortiguador o ácido débil. En algunas modalidades, el ácido débil preferido puede comprender ácidos orgánicos solubles en agua con doce o menos átomos de carbono. Un ácido débil es un ácido que exhibe una pKa menor a 6. Los ácidos débiles incluyen fosfato dihidrógeno de potasio, ácido ftálico, ftalatos. Quelatos, ácido cítrico, ácido fumárico, ácido ascórbico, ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido propiónico, ácido eritórbico, ácido succinico, ácido glutárico, ácido adipico, ácido poliacrilico, ácido maléico, ácido cianurito, ácido ortofosfórico, ácido acético, y sales de sodio, potasio y calcio de estos ácidos. En algunas modalidades, un ácido fuerte que no contiene un halógeno, tales como ácido sulfúrico, nítrico, o fosfórico se puede usar en una concentración muy diluida, como por ejemplo una concentración nanomolar. Se pueden seleccionar otros amortiguadores, soluciones amortiguadoras, o sistemas amortiguadores .

Se pueden agregar substancias químicas adicionales a una composición de ácido hipocloroso para estabilizar la concentración de ácido hipocloroso y/o reducir la reactividad de las enzimas bacterianas residuales. El ácido dicloroisocianúrico, ácido cianúrico, ácido sulfámico, yodato de potasio, ácido etilendiamintetraacetico, o una combinación de los mismos se pueden seleccionar para algunas modalidades.

El método también puede incluir poner en contacto el medio acuoso con un minimizador de la actividad enzimática que incluye un metal. En una modalidad, el metal puede incluir un compuesto de metal pesado en medio acuoso, incluyendo el agua producida. En una modalidad, el metal pesado puede incluir un compuesto de zirconio. Las substancias químicas que contienen zirconio pueden ser usados para reducir la reactividad de las enzimas bacterianas residuales. Los ejemplos de substancias químicas que contienen sustancias químicas, las cuales actúan como minimizadores de la actividad enzimática incluyen nitrato de zirconio, cloruro de zirconilo, fosfato de zirconio, cloruro de zirconio y potasio, fluoruro de zirconio y potasio, sulfato de zirconio y potasio, pirofosfato de zirconio, 1 sulfato de zirconio, tetracloruro de zirconio, tetrafluoruro de zirconio, tetrabromuro de zirconio, tetrayoduro de zirconio, carbonato de zirconilo, hidroxinitrato de zirconilo, sulfato de zirconilo, zirconio formando un complejo con, aminoácidos, zirconio formando un complejo con ácidos ; fosfónicos, hidratos de los mismos y combinaciones de los ! mismos. Los compuestos de órgano-zirconio ejemplificantes incluyen acetato de zirconio, acetato de zirconilo, acetilacetonato de zirconio, glicolato de zirconio, lactato de zirconio, naftenato de zirconio, lactato de sodio y zirconio, trietanolamina zirconio, propionato de zirconio, hidratos de ; los mismos y combinaciones de los mismos. El bicloruro óxido de zirconio puede ser seleccionado para algunas modalidades. i Otros aditivos fluidos El fluido portador, tal como el agua, salmueras, o agua producida, puede contener otros aditivos para adaptar las : propiedades del fluido. Los aditivos de las propiedades ¡ reológicas tales como los reductores de fricción, viscosificadores , emulsiones, estabilizadores, partículas , sólidas tales como agentes de soporte o fibras, o gases tales ¡ como nitrógeno, se pueden incluir en el fluido. El fluido puede incluir agentes de modificación de la viscosidad tales ; i como goma guar, hidroxipropilguar, hidroxipropilcelulosa, ¡ xantano, o carboximetilhidroxipropilguar , diutan, quitosan, y otros polímeros o aditivos usados para modificar la viscosidad para usarse en la industria de servicios a campos petroleros, j Los fluidos basados en agua pueden incluir reticulantes tales 1 como reticulantes de borato y organometálicos. En algunas, modalidades, el fluido puede contener agentes de modificación de la viscosidad que comprenden surfactante viscoelástico . Los' surfactantes viscoelásticos incluyen surfactantes catiónicos, aniónicos, no iónicos, mezclados, zwitterionicos yj anfoteritos, en especial sistemas de fluidos surfactantes viscoelásticos, z itterionicos de botaina o sistemas de fluidos surfactantes viscoelásticos de óxido de amidoamina.

Aplicaciones El fluido puede ser usado como un fluido de fracturación, fluido de perforación, fluidos de terminación, fluidos de tubería enrollada o continua, fluidos de control de arena, fluidos para operaciones de cementación, fluidos de relleno de fracturación, o fluidos de inyección de agua costa adentro o costa afuera, o cualquier otro fluido que sea introducido en una formación subterránea principalmente para la recuperación de hidrocarburos. El fluido se introduce en la formación subterránea por el equipo de perforación, el equipo de fracturación, el equipo de tubería enrollada o continua, el equipo de cementación, o inyectores de agua costa adentro o costa afuera. Durante, antes, o después que el fluido se agregue a la formación subterránea, la formación puede beneficiarse por la fracturación, perforación, control de la arena cementación, o inyección de un pozo.

Una aplicación de servicios a campos petroleros de un fluido de ácido hipocloroso puede incluir el suministro del fluido al siguiente equipo mecánico. El fluido de ácido hipocloroso puede ser suministrado al lado de presión baja de la operación, es decir, en cualquier manguera, conexión, colector, o equipo de baja presión; antes o durante el i tratamiento. Los ejemplos de la ubicación para la adición incluyen en el cuenca, fosa, y otras fuentes de contención del agua; en la manguera/colector de admisión de tanques de agua (corriente arriba de los tanques de agua) ; los tanques de fracturación - todos juntos o separados; en los tanques de agua (tanques de fracturación) en si; en la manguera/colector del lado de descarga de los tanques de agua; ' en una unidad de mezclado por lotes; en la manguera/colector entre la unidad de mezclado por lotes y el mezclador; en el mezclador en si; en el lado de salida del mezclador (corriente arriba de las bombas de fracturación) ; la manguera/colector; directamente de el lado de baja presión del colector de la bomba (misil) . El ácido hipocloroso puede ser suministrado en el lado de alta presión de una operación incluyendo en cualquier hierro a alta¦ presión. Las bombas que pueden ser usadas, ya sea solas o1 combinadas, incluyen bombas de desplazamiento positivo, bombas¦ centrifugas, y bombas de adición. El fluido de ácido; hipocloroso puede ser agregado a la corriente de agua de1 cualquier manera (es decir, desde una cubeta, bombeándolo hacia el agua etc.).

La Figura 11 es una vista esquemática del equipo mecánico configurado para realizar un a modalidad de la, invención. Los tanques 1011 de trabajo contienen agua o liquido que se introduce a la línea 1102 de agua. La línea¡ 1102 de agua puede incluir un orificio 1103 de entrada para¡ ácido acético o diacetato de sodio y otros agentes de control del pH. El orificio 1103 de entrada incluye una conexión a la linea 1104 de agente de control del pH la cual se conecta a patines 1105 de adición, los cuales pueden ser cualquier tipo de bombas y otros dispositivos. La linea 1104 puede incluir ácido acético, diacetato de sodio, y otros agentes de control de pH o cualquier otra sustancia química. Los patines 1105 se controlan, en parte por retroalimentación desde un dispositivo 1106 de control, como se ilustra por las líneas 1107. La línea 1102 de agua también está en comunicación con un medidor de pH y otras entidades 1108 de muestreo fuera de línea, las cuales pueden ser usadas para determinar el pH y otras propiedades del agua cuando esta entra a la línea 1102 de agua. La entidad 1108 envía una señal vía una línea 1109 o usando un transmisor que no requiere líneas, a un medidor 1110 de pH y otros dispositivos de medición de propiedades los cuales envían una señal al dispositivo 1106 de control vía las líneas 1111 o usando un transmisor que no requiere líneas. Las entidades 1108 y 1112 pueden ser cualquier tipo de sonda, tal como un electrodo. El medidor 1110 de pH también recolecta información del medidor de pH o de otras entidades 1112 de muestreo sobre la tubería o fuera de la tubería, por medio de la línea 114 o usando un transmisor que no requiere líneas, el cual se conecta a un mezclador 1113. El medidor 1110 de pH envía una señal vía la línea 115 o usando un trasmisor que no requiere líneas, al dispositivo de control 1106. En cualquier caso, cuando el agua o los líquidos fluyen a través de la línea 1102, esta sigue hacia el mezclador 113 donde se introducen substancias químicas adicionales vía la línea 116, la cual suministra el hipoclorito de sodio y otros biocidas, y/o cualquier otra sustancia química relevante. El suministro del hipoclorito de sodio se controla, en parte, por los patines 1105, los cuales reciben una señal desde el controlador 1106 por medio de los cables 117 o usando un transmisor que no requiere cables. El fluido fluye desde el mezclador 1113 en el colector 1118 por los cables 1119 o usando un transmisor que no requiere cables, entonces al pozo de sondeo a través de las bombas y otras tuberías y otros equipos del colector 1118 y a los conductos tubulares y otros equipos del pozo de sondeo.

En algunas modalidades, el control del pH o el control de la concentración de los componentes del sistema se pueden realizar usando un sistema de control electrónico como se describe arriba. En algunas modalidades, se puede usar control manual, incluyendo medición del pH y/o de la composición del agua en los tanques 1101 o la tubería 1102 o la tubería 1119. En algunas modalidades, se puede no realizar la medición del pH en absoluto y la concentración de los componentes se puede establecer con base en el volumen del material. En algunas modalidades, se puede usar un sistema de control híbrido manual/electrónico con muestreo y adición controladas de manera parcialmente manual, controladas de manera parcialmente electrónica. En algunas modalidades, la adición de un i componente puede ser usando los patines 1105 descritos arriba : o usando equipos configurados para la adición en otros puntos ' en el mezclador, la tubería 1119, o en el colector. En algunas modalidades, el controlador 1106 y/o el medidor 1110 de pH y/o > los patines pueden ser el mismo componente de equipo. En algunas modalidades, el controlador 1106 y/o el medidor 1110 de pH pueden ser omitidos del todo, en especial si el volumen '¦ i del material es fijo. En algunas modalidades, el mezclador ! 1113 puede ser un mezclador, un conducto tubular, una línea, un mezclador estático, o cualquier otro equipo que pueda proporcionar mezclado y homogenizacion estática o agitada. En algunas modalidades, el orden del equipo mecánico, incluyendo los componentes de mezclado, homogenizacion, introducción y : medición de pH, se puede alterar. ! Además, el sistema de control puede ser configurado de, maneras alternativas para dar cabida a cambios en el equipo mecánico. | En algunas modalidades alternativas, el suministro de los componentes para formar el fluido de ácido hipocloroso, al equipo mecánico en el campo se debe seleccionar con base en la j fuente del ácido. El ácido hipocloroso disponible; comercialmente, tal como EXCELYTE™, se suministra premezclado : en recipientes de almacenamiento de cualquier tamaño. Este se, puede agregar al sistema de cualquier manera en cualquiera de los puntos de adición de arriba. El hipoclorito de sodio puede ser combinado con un ácido débil en el mezclado con movimiento rápido o "al vuelo" o por lotes. En aplicaciones con movimiento rápido, el material puede ser agregado mediante lineas de adición separadas - una para el hipoclorito de sodio, una para el ácido/amortiguador (cualquier orden) ; mediante un sistema combinado - mezcla concentrada de hipoclorito de sodio y ácido/amortiguador; o mediante un sistema en suspensión - mezcla combinada de agua, hipoclorito de sodio y ácido/amortiguador. En aplicaciones de mezclado por lotes, los componentes pueden ser mezclados antes o durante el trabajo de fracturación y se almacenan en cualquier tipo de recipiente. Estos se pueden agregar al sistema de cualquier forma en cualquiera de los puntos de adición de arriba. En algunas modalidades, el ácido hipocloroso puede matar o retardar la producción de microorganismos. En algunas modalidades, el ácido hipocloroso en el fluido resultará en un fluido con al menos 25 por ciento menos microorganismos o al menos 25 por ciento menos bacterias que si no estuviera presente al ácido hipocloroso.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos se presentan para ilustrar la preparación y las propiedades de los sistemas de fluidos y no se deben considerar como limitantes del ámbito de la invención, a menos que se indique expresamente de otra manera en las reivindicaciones anexas. Todos los porcentajes, concentraciones, relaciones, partes, etc., son en peso a menos que se señale de otra manera o sea aparente por el contexto de su uso.

Se seleccionaron varias herramientas analíticas para confirmar la afectividad del ácido hipocloroso, su compatibilidad con otros aditivos del fluido, y su estabilidad en el transcurso del tiempo con aditivos estabilizadores adicionales .

Calidad del Agua - Análisis del Agua (agua producida) El tipo de agua usado en estos Ejemplos, a menos que se describa de otra manera, fue el agua producida del Cuenca Piceance, la cual se considera entre el agua producida, reciclada más sucia, con mala calidad. El agua de muestra se nos proporcionó por un proveedor y dio un pH de 8.0 un TDS de 142,000 ppm. Se usaron métodos de titilación para determinar los aniones presentes en tanto que se uso espectrometría de Plasma Acoplado Inductivamente para la detección de los cationes en el agua de muestra.

Pruebas de Demanda de Cloro Libre Disponible (FAC) El cloro existe en el agua como ácido hipocloroso (cloro disponible libre, FAC) . El cloro es efectivo contra todos los microorganismos y toda la materia orgánica fácilmente oxidable. Si no hay mucha materia orgánica en el agua de fracturación, el cloro se consumirá (o se gastará) y no estará disponible para acabar con las bacterias. Por lo tanto, es necesario tener un residuo de FAC en el agua que sea efectivo como un biocida. La prueba de demanda de FAC determina la dosificación de ácido hipocloroso necesaria para tratar el agua y acabar con las bacterias en el agua de fracturación . La prueba de demanda de FAC se uso para determinar la dosificación de ácido hipocloroso necesaria para tratar y acabar con las bacterias del fondo del pozo. El FAC de la muestra se determino en varios puntos de tiempo hasta 45 ' i minutos usando varias concentraciones de ácido hipocloroso. Se encontrón que 5% (v/v) de ácido hipocloroso fue la concentración efectiva más baja que mostró un residuo de FAC positivo necesario para sanitizar y acabar con los microorganismos presentes en el agua producida. La Figura 1; I muestra los datos recolectados en una muestra de agua del j Cuenca Piceance. Como se puede observar, 5% (v/v) o 50 gpt de ácido hipocloroso fue la concertación efectiva más baja que mostró un resultado positivo de FAC residual el cual fue necesario para sanitizar y acabar con las bacterias. En' consecuencia, 50 gpt se uso como la concentración para todas ¡ las pruebas posteriores con relación al ácido hipocloroso. j Se usaron pruebas en botellas para evaluar la eficacia ! biocida del ácido hipocloroso contra los tres tipos de 1 bacterias mencionados arriba, así como para comparar su desempeño con reductores de fricción y el biocida usado comúnmente, gluteraldehido. La población de bacterias se midió i en puntos de tiempo hasta los siete dxas. j Efecto del Reductor de Fricción sobre la Población ! Bacteriana La Figura 2 muestra el efecto que un agente de modificación de viscosidad, es decir, un reductor de fricción tiene sobre la actividad biológica. Como se puede observar ese reductor de fricción tiene poco o ningún efecto sobre la ; población bacteriana. Se agregaron 0.25 gal/ gal de emulsión' de poliacrilamida a la muestra de agua del Cuenca Piceance por un periodo de siete días para observar su efecto sobre la actividad biología. La figura de arriba muestra que el reductor de fricción tuvo poco o ningún efecto sobre la población bacteriana. ] Efecto del Gluteraldehido sobre la Población Bacteriana ! La Figura 3 muestra que el gluteraldehido no es muy : efectivo para acabar con las bacterias en el agua del Río Piceance que contiene 0.25 gpt de reductor de fricción. Nótese una reducción 2 logarítmica en la población de SRB después de 24 horas (es deseable una reducción 3 logarítmica). Sin embargo, después de 7 días, hubo nuevo crecimiento de las ; bacterias. 0.25 gal/Mgal de gluteraldehido se agregaron a la! muestra de agua producida junto con 0.25 gal/Mgal de reductor de fricción para evaluar el efecto del gluteraldehido sobre la actividad bacteriana por siete días. La figura de arriba muestra que el gluteraldehido en presencia del reductor de fricción no fue efectivo para acabar con las bacterias en la muestra de agua; sin embargo, hubo una reducción 2 logarítmica en la población de SRB después de 24 horas. Después de siete días, fue aparente el nuevo crecimiento de las bacterias, lo que sugiere la posibilidad de pozos agrios después del tratamiento de fracturación .

Efecto del Ácido Hipocloroso sobre la Población Bacteriana La Figura 4 muestra que el ácido hipocloroso es muy efectivo para acabar con todas las bacterias en el agua del Río Piceance. Después de 7 días, los conteos bacterianos se eliminaron de los límites detectables y no fue aparente un ¡ nuevo crecimiento. Se agregó 50% (v/v) de ácido hipocloroso a la muestra de agua producida conteniendo 0.25 gal/Mgal de reductor de fricción para evaluar el efecto de la actividad; del ácido hipocloroso sobre la actividad bacteriana por siete : días. En un periodo de cinco minutos, la población bacteriana! se redujo significativamente de 106 células/mL a 101. células/mL. Después de 24 horas, la población de SRB no fue | detectable y no fue aparente un nuevo crecimiento después de siete días.

Compatibilidad con los Aditivos de Lechada en el Agua del i Rio Piceance Se realizaron pruebas visuales para ilustrar que no ¡ hubiese incompatibilidades entre los aditivos de modificación de viscosidad y el ácido hipocloroso. También, se realizaron, pruebas en botellas. Las pruebas en botellas (agua desionizada y agua producida) se realizaron con agua desionizada y agua producida, por separado. Se agregó 5% (v/v) de ácido' hipocloroso a una serie de botellas individuales con aditivos i de lechada, incluyendo estabilizador de arcillas, inhibidor de incrustaciones, reductor de fricción y una microemulsión . La compatibilidad del ácido hipocloroso y los aditivos de lechada j se observó en los tiempos 0 y 5 minutos. No se observaron: incompatibilidades entre los aditivos de lechada y el ácido ! hipocloroso en el agua desionizada. Antes de agregar el ácido hipocloroso al agua producida, había un fuerte olor a huevo1 podrido en la muestra de agua, indicando la presencia de SRB. : Después del tratamiento por cinco minutos de ácido! hipocloroso, se observó un cambio de color y se eliminó el olor a huevo podrido. Adicionalmente, el pH permaneció estable¡ para todos los fluidos evaluados. La Figura 5 muestra que la adición de ácido hipocloroso al agua producida elimina el olorj a huevo podrido y que el color cambia a un matiz más claro. El pH permaneció estable después del tratamiento con ácido, hipocloroso. Aparentemente, el ácido hipocloroso es muy efectivo para mejorar la calidad del agua producida por la! oxidación de los contaminantes.

Efectos del Ácido Hipocloroso sobre el Reductor de Fricción i Se uso un circuito de fricción que consistía de tubería ¡ de 1/2" y de 3/4" para mediciones de reducción de resistencia ! al movimiento. Se preparo agua sintética con base en el análisis de la muestra de agua de la Cuenca Piceance. Quince litros de la fuente de agua, junto con los aditivos de lechada y ácido hipocloroso, se agitaron usando un agitador cenital a : 1000 RPM por dos minutos antes de ser agregada al circuito de '. fricción para la evaluación. Antes del análisis, se purgaron ¡ los manómetros y la bomba se cebó antes de registrar los datos para la prueba. El fluido de prueba se bombeó entonces por aproximadamente 10 segundos a intervalos progresivos de aproximadamente 6 kg/min y se calculó el porcentaje de ; reducción de resistencia al movimiento. La figura de abajo ' muestra los resultados del circuito de fricción de los ¡ aditivos de lechada y el ácido hipocloroso que mide la ; reducción porcentual de resistencia al movimiento como una función del caudal (Kg/min) . Variar los aditivos de modificación de viscosidad con y sin ácido hipocloroso no muestra incompatibilidades como se ilustra por la Figura 6. La 1 i I Figura 6 muestra los resultados del circuito de fricción de j i los aditivos de lechada y el ácido hipocloroso. Los datos se ¡ grafican como la reducción porcentual de resistencia al movimiento como una función del caudal (Kg/min) . El ácido hipocloroso no tuvo efecto sobre los aditivos de lechada. Esto I muestra que la diferencia de viscosidades debida a la I i i presencia del ácido hipocloroso es de aproximadamente 2 por i ciento o menos. j Ácido Hipocloroso en Combinación con Fluidos de j Fracturación comunes j Se evaluó la compatibilidad del ácido hipocloroso con los ! fluidos de fracturación comunes usados actualmente en las 1 i operaciones de campo. El biocida se uso a concentraciones de 0 gal/Mgal, 10 gal/ gal, y 50 gal/Mgal. Las composiciones del fluido se listan en las Tablas 2-5. Los fluidos se evaluaron a 150 grados F por un periodo de una hora. El procedimiento de ¡ mezclado para los fluidos de fracturación es como sigue: 500 j mL de agua desionizada se colocaron en un tazón de mezclado j aring; posteriormente se agrego el biocida y se el permitido mezclarse por 20 segundos. Se agregó entonces agente de J i gelación y se el permitió mezclarse por 10 minutos, después de j lo cual se verifico la viscosidad lineal del gel y se comparó con la gráfica de hidratación (véase abajo) . Los aditivos ¡ restantes se agregaron entonces a la solución y se permitido que el vértice se cerrara (después de la adición del J reticulante) . Los perfiles reologicos de los cuatro fluidos | i pueden ser encontrados en las figuras 7 a 10, los cuales ilustran los resultados experimentales generados usando los fluidos de las tablas 2-5. Los fluidos no resultaron en una I pérdida significativa en la viscosidad cuando la concentración de biocida se aumentó de 0 gal/Mgal a 50 gal/Mgal.

Adicionalmente, el fluido es aun viable y capaz de transportar el agente de soporte.

Los fluidos de fracturación Comunes que pueden ser utilizados con el ácido hipocloroso se listan en las siguientes tablas.

Tabla 2. Formulación del Fluido 1 Tabla 3. Formulación del Fluido 2 Tabla 4. Formulación del Fluido 3 Aditivo Concentración Cloruro de Tetrametil amonio (TMAC) 2 gpt Guar suspendido 6.25 gpt Borato de Sodio 1.3 gpt Acido Hipocloroso 0, 10, 50 gpt 30% de Hidróxido de Sodio 0.5 gpt Acido Hipocloroso 0, 10, 50 gpt Tabla 5. Formulación del Fluido 4 ¡ Neutralización del ácido hipocloroso ¡ Usando 100 mL de ácido hipocloroso al 3% (v/v) , se agregaron 29 mL de ácido acético al 5% (v/v) para obtener un pH de 6,5 a partir de un valor inicial de pH de 8,48. El FAC residual fue superior a 1000 ppm. Adicionalmente, en un experimento separado, 22 mL de citrato de sodio 1 se ¡ agregaron a la solución de ácido hipocloroso para obtener un ' pH de 6.5. Se encontró entonces que el valor del FAC esta de 24 ppm.

Se usaron pruebas en botellas para evaluar la estabilización del ácido hipocloroso con las siguientes ; substancias químicas: ácido dicloroisocianurico (DCCA) y ácido! i cianúrico (CA) . El ácido cianúrico es conocido por estabilizar) la velocidad de descomposición del ácido hipocloroso en condiciones ultravioleta. Un grupo de botellas con los siguientes componentes se dejaron abiertas durante un periodo de cuatro días: 1) ácido hipocloroso, 2) ácido hipocloroso + 30 ppm CA, 3) ácido hipocloroso + 50 ppm de CA, 4) ácido hipocloroso + 30 ppm de DCCA, y 5) ácido hipocloroso + 50 ppm de DCCA. En el momento de la preparación, se tomaron el pH inicial y el FAC y se registraron (véase la tabla de abajo) . Los puntos de prueba se tomaron otra vez después de 1 dia y cuatro días. Para todas las soluciones preparadas, el pH fue estable (dentro de un intervalo de 5% de ácido hipocloroso) después de la adición de DCCA y CA. Adicionalmente, el valor del FAC residual para todas las soluciones disminuyó en 5%, con las soluciones que contenían DCCA que obtuvieron un FAC residual consistentemente más alto que el ácido hipocloroso.

Solución de ácido hipocloroso fabricado a partir de hipoclorito de sodio Se llenó un tanque con 400 galones de agua de cuidad. A esta se agregaron 20 galones de solución de hipoclorito de sodio al 12%. Esto resultó en una solución al 0.6% de hipoclorito de sodio. A esta se agregó un exceso de ácido cítrico hasta que el pH de la solución resultante alcanzó un pH igual a 6.5. Esta solución madre se agregó entonces con movimiento rápido al tratamiento de fracturación . La concentración de la solución madre agregada al fluido de fracturación fue de 0.2 a 0.6 galones por mil galones. Usando 100 mL de ácido hipocloroso al 1% (v/v) (10000 ppm) , se agregaron 12.8 mL de ácido acético al 5% (v/v) para obtener un valor de pH de 7.0 a partir de un pH inicial de 9.7. -Se encontró entonces que la concentración activa (FAC residual) de la solución resultante era de 8500 ppm. Después de una hora, la concentración activo siguió siendo la misma. En 24 horas, la concentración activa se redujo en 3.5% a 8210 ppm. De manera similar, 55.2 mL de solución de ácido succínico 0.1M se agregaron a 100 mL de ácido hipocloroso l%(v/v) para obtener un valor de pH de 7.0. Se encontró que la concentración activa fue de 6040 ppm después de la titulación.

También, la Figura 13 ilustra la viscosidad como una función del tiempo para un fluido de guar que no contenía hipoclorito de sodio y dos diferentes concentraciones de hipoclorito de sodio. La Figura 13 muestra que la presencia : del hipoclorito de sodio no tiene un impacto negativo substancial sobre la integridad del gel a base de guiar durante un periodo de tiempo de 20 minutos. ' Pruebas de Campo Un tratamiento de fracturación usando ácido hipocloroso duró dos dias. Cuatro etapas, a 2 horas por etapa, se bombearon usando un total de 1.86 millones de galones de agua. Se usaron 1.6M libras de agente de soporte. En total, se bombearon 10k galones de ácido hipocloroso. La concentración1 I del ácido que se requirió (10 gpt) también requirió j almacenamiento a granel y bombas aditivas de alta velocidad. Un módulo de fluido de 12,000 galones (tanque de fracturación' modificado) se colocó enseguida de los tanques de agua de ' fracturación. Un patín de adición con 2 bombas Wakeisha grandes, con capacidad de 45 gpm, agregó el ácido hipocloroso ; a una velocidad de 42 gpm. El ácido hipocloroso se bombeó ! desde el tanque de módulo volumétrico y hacia el tanque de mezclado por lotes de 250 bbl.

En otra prueba de campo, 26 gpt de solución de ácido hipocloroso se agregaron con 1 gpt de fluido de lechada y se ' mezclaron por menos de 1 min a 80 bbls/min a una forma del fluido. Para ser precisos, el pH del fluido fue de 6. Por lo tanto, los 26 gpt de ácido hipocloroso fueron 2.5 por ciento de ácido hipocloroso aditivo y 0.075 por ciento de ion! hipoclorito. La Figura 12 es una gráfica que ilustra la población bacteriana como una función de los tipos de bacterias en una prueba de campo que compara el contenido de microbios del agua dulce, el agua producida, el agua de mezcla, agua de mezcla y ácido hipocloroso, y agua de retorno y ácido después de 21 dias. Es decir, la Figura 12 ilustra la disminución de la población microbiana con el transcurso del tiempo. Todos los puntos de datos se tomaron en la ubicación. Los datos iniciales del retorno se tomaron 21 dias después de la terminación de los trabajos. Los datos finales del retorno se tomaron 51 dias después de la terminación de los trabajos.

Acetato de Sodio en Combinación con Hipoclorito de Sodio Se llevaron a cabo varias pruebas para ilustrar cómo, funciona el acetato de sodio como un amortiguador para mantener el pH y por lo tanto la integridad del hipoclorito de sodio. Se realizaron titulaciones usando micropipetas Eppendorf-style para dispensar diacetato de sodio en muestras del fluido de 100 mi contenidas en probetas de vidrio. La mezcla se agitó continuamente a esfuerzo cortante medio mediante una barra de agitación de Teflón de 15 mm accionada por una placa de agitación Ika. El pH se midió usando un medidor de pH Fischer Scientific XL-15 que se calibró recién antes del inicio de cada titilación. El FAC se midió usando el espectrofotómetro Hach, el cual evalúa colorimétricamente [OCI] . Un circuito de fricción que consistía de tubería de 1(2" y de 3/4" se uso para las mediciones de reducción de resistencia al movimiento (DR) . La diferencia de presiones i (denotada como ??) a través de los tubos, asi como el flujo 1 I másico y la temperatura se registraron por cada fluido 1 analizado. Inicialmente, el circuito de fricción se calibró con agua del grifo local antes de la evaluación del fluido y todas las pruebas se corrieron a la temperatura ambiente. El fluido se preparó agregando 0.25 gpt de reductor de fricción al agua tratada y agitando por 2 minutos a 100 RPM usando un ! mezclador cenital. Después que el fluido preparado se agregó al dispositivo alimentador del circuito de fricción, se purgaron los manómetros diferenciales y la bomba se cebó antes de registrar los datos para la prueba. El fluido de prueba se bombeo por aproximadamente 10 segundos a intervalos graduales de aproximadamente 6 Kg/min y se calculó la reducción ¡ porcentual de resistencia al movimiento (%DR) usando la i siguiente ecuación (Ec 3) . %? = ?¾-?^ .1()0 (3) APag a A cada fluido se le midió su presión de fricción en el tiempo 0, en el tiempo = 15 minutos, y en el tiempo = 30 : minutos, para medir el efecto del fluido de limpieza de | formaciones y del amortiguador sobre el reductor de fricción de archilamida. En una manera similar se corrió un experimento de control sin amortiguador de hipoclorito de sodio industrial concentrado, para evaluar la reducción en la presión de fricción inherente al hacer circular el fluido a través del circuito repetidamente.

La primera ronda de titulaciones se realizó usando varias concentraciones de hipoclorito de sodio industrial concentrado en agua del grifo Sugar Land para asegurar la eficiencia del amortiguador de diacetato de sodio era como se esperaba en presencia del hipoclorito de sodio. Se evaluaron varias concentraciones de hipoclorito de sodio y de otros reactivos fácilmente disponibles. Los resultados se resumen en la Figura 14. La Figura 14 muestra las curvas de titulación para la adición de amortiguador de diacetato de sodio a varias soluciones de hipoclorito de sodio industrial concentrado en agua de grifo.

En el más simple de estos experimentos, agua del grifo con un pH inicial de 7.82 cambió su pH a 5.43 mediante la adición de 0.5 gpt de amortiguador. La adición 0.5 gpt adicionales o aun de otros 10 gpt preservó el pH justo por debajo de 5.4. Existe una dependencia del experimento sobre la velocidad de agitación - a bajo esfuerzo cortante, el pH reportado por la sonda no es rápidamente representativo de la solución volumétrica puesto que la sonda se sumerge en ~2.5" de 100 mi de solución. Con agitación creciente, esta característica desaparece. La misma agitación a "alto esfuerzo cortante" se usó en todos los otros experimentos. Varias muestras de agua conteniendo un nivel de hipoclorito de sodio industrial apropiado para limpiar el agua se evaluaron de la misma manera, y todas convergieron a pH entre 5.4 y 7 con adición mínima de amortiguador. Nótese que todas las titulaciones tienden a valores finales de pH de entre 5 y 7, aun cuando se agregó tanto amortiguador como 12.5 gpt .

La Figura 15 muestra las titulaciones de algunas muestras de agua producida tratadas con hipoclorito de sodio industrial concentrado (0.21 gpt) y una muestra de agua del grifo que se pre-acidificó usando ácido cítrico antes del tratamiento con hipoclorito de sodio industrial concentrado. La Figura 15 ilustra la titulación de varias muestras de aguas acidificadas y producidas con amortiguador de diacetato de sodio, aun las aguas producidas acidificadas pueden tener una corrección de pH hasta un rango más benigno usando amortiguador de diacetato de sodio.

El objetivo de las mediciones de presión de fricción fue verificar cuales combinaciones reductor de fricción, agente de limpieza de formaciones (hipoclorito de sodio industrial concentrado) , y amortiguador, tuvieron poco o ningún efecto sobre la capacidad de reducción de la fricción. Con el fin de establecer esto, se realizó un experimento de control para cuantificar el efecto de la recirculación en el circuito sobre el polímero de acrilamida en el reductor de fricción. La I Figura 16 muestra la reducción en la resistencia al movimiento | ! en tubería de 0.5" usando 0.25 gpt de reductor de fricción, ¡ I versus el agua. j A una velocidad alta, el reductor de fricción reduce la j I fricción en aproximadamente 65%. La duración de la prueba es | i de aproximadamente 3 minutos. La prueba se repitió después que j el fluido simplemente se dejo asentar en el circuito bajo ! ? condiciones estáticas, dando la traza más baja (30 min) , la! cual mostró una reducción de fricción de ~61%. j Este experimento se realizó usando una muestra de fresca ' i con 0.25 gpt de reductor de fricción, 0.21 gpt de hipoclorito j i de sodio industrial concentrado, y 0.5 gpt de diacetato de j I sodio. Las curvas de reducción de la fricción a 0, 15, y 30 j minutos se muestran en la Figura 17. Es notable que a los 30 minutos y dos ciclos de pruebas provoquen casi la misma I eliminación de la potencia de reducción de la fricción cuando ¡ i el diacetato de sodio y el hipoclorito de sodio están j presentes, como se observó para el reductor de fricción solo, j Una interpretación es que la actividad química del diacetato ¡ de sodio y el hipoclorito de sodio sobre el reductor de ! I fricción se despreciable en comparación con el esfuerzo ! i cortante impuesto por la prueba. Cuando se extrapola de una ( I escala de laboratorio a una situación de campo, las ! i velocidades de cizallamiento pueden ser considerablemente más 1 i I altas pero la química debe ser la misma.

A partir de estos datos se puede concluir que el amortiguador de diacetato de sodio puede corregir el pH de una solución de hipoclorito en agua producida, de un pH alto a un pH por debajo de 5.5. El amortiguador de diacetato de sodio puede corregir el pH de una solución de ácido hipocloroso fuertemente acida en el agua producida de un pH cercano a 3.0 a un pH de casi 5.0. El amortiguador de diacetato de sodio no tiene efectos adversos sobre la estabilidad de las soluciones concentradas de diacetato de sodio a las concentraciones relevantes para la fracturación por lechada. De hecho, el amortiguador de diacetato de sodio ajusta el pH de fluidos alcalinos en un rango donde la química de limpieza del agua en el hipoclorito de sodio industrial concentrado es más estable que de lo que sería si estuviera más cercano a un pH neutro. El amortiguador de diacetato de sodio y el hipoclorito de sodio concentrados juntos, no tienen un efecto mensurable sobre la habilidad de reducción de la fricción del reductor de fricción cuando se mide en una prueba de circuito de fricción.

Las modalidades particulares descritas arriba son solamente ilustrativas, ya que la invención puede ser modificada y practicada de maneras diferentes pero equivalentes aparentes para aquellas personas experimentadas en la técnica, que tienen el beneficio de las enseñanzas de este documento. Además, no se pretende mostrar limitaciones a los detalles de este documento, distintas a aquellas descritas en las reivindicaciones siguientes. Es evidente, por lo tanto, que las modalidades particulares descritas arriba pueden ser alteradas o modificadas y todas las tales variaciones se consideran dentro del ámbito y el espíritu de la invención. Por consiguiente, la protección buscada aquí se establece en las reivindicaciones de abajo.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para tratar una formación subterránea, caracterizado porque comprende: equipo de mezclado para formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio; y bombas y un conducto tubular para introducir el fluido dentro de la formación subterránea, en donde una superficie de la formación subterránea contiene menos microorganismos que si no hubiese hipoclorito de sodio en el fluido.

2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque, el fluido se introduce en la formación subterránea por el equipo de perforación, el equipo de fracturación, el equipo de tubería enrollada o continua, el equipo de cementación, o los inyectores de agua costa adentro o costa afuera.

3. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque, comprende además equipo para controlar el pH a aproximadamente 4.0 a aproximadamente 7.5.

4. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque, el fluido comprende además un agente de modificación de la viscosidad.

5. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque, el fluido comprende además un minimizador de la actividad enzimática.

6. Un método para producir un producto de petróleo de un pozo de sondeo, caracterizado porque comprende; usar un sistema de tratamiento del pozo que comprende equipo de mezclado, bombas y un conducto tubular; formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y acetato de sodio; e introducir el fluido en el sistema de tratamiento del pozo para lograr una población reducida de microorganismos en el sistema.

7. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque el fluido tiene una concentración de 1 a 8, 500 ppm de ácido hipocloroso.

8. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque el sistema de tratamiento del pozo comprende además equipo de perforación, equipo de fracturación, equipo de tubería enrollada o continua, equipo de cementación, o ¡ i inyectores de agua costa adentro o costa afuera. i

9. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque, la introducción del fluido al sistema comprende además fracturar, perforar, controlar la arena, cementar, o inyectar un pozo de sondeo.

10. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque, comprende además ajustar el pH a aproximadamente 4.0 a aproximadamente 7.5.

11. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque, el fluido comprende además un agente de modificación de la viscosidad.

12. Un método para tratar una formación subterránea, caracterizado porque que comprende: formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio, un amortiguador, y un polímero; introducir el fluido a una superficie de una formación subterránea; y reducir una población de microorganismos, en donde la superficie de la formación subterránea contiene menos microorganismos que si no hubiese hipoclorito de sodio en el fluido, y en donde el fluido exhibe un pH de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 7.5.

13. El método de la reivindicación 12, caracterizado porque, el fluido se introduce en la formación subterránea por el equipo de perforación, el equipo de fracturación, el equipo de tubería enrollada o continua, el equipo de cementación, o inyectores de agua costa adentro o costa afuera.

14. El método de la reivindicación 12, caracterizado porque, comprende además controlar el pH a aproximadamente 4.0 a aproximadamente 7.5.

15. El sistema de la reivindicación 12, caracterizado porque, el fluido comprende además un minimizador de la actividad enzimática. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Los métodos y aparatos de las modalidades de la invención se refieren a un sistema para tratar una formación subterránea, que incluye equipo de mezclado para formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio; y bombas y un conducto tubular para introducir el 1 fluido en la formación subterránea, en donde una superficie de ; la formación subterránea contiene al menos 15 por ciento menos 1 microorganismos que si no hubiera hipoclorito de sodio en el l i I fluido. Los métodos y aparatos de las modalidades de la l i invención se refieren a un método de producción de un producto de petróleo a partir de un pozo de sondeo, que incluye usar un sistema de tratamiento del pozo, que comprende el equipo de mezclado, bombas, y un conducto tubular, formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y acetato de sodio, e introducir el fluido al sistema de tratamiento del pozo para lograr una población reducida de microorganismos en el ' sistema. Los métodos y aparatos de las modalidades de la ! invención se refieren a un sistema, que comprende: una \ formación subterránea, un aparato de tratamiento del pozo que ¡ comprende equipo de mezclado, bombas y un conducto tubular, y un fluido que comprende hipoclorito de sodio y acetato de j i sodio para logar una población reducida de microorganismos en ; el sistema. Los métodos y aparatos de las modalidades de la ', invención se refieren a un método para tratar una formación subterránea, que comprende formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio, un amortiguador, y un polímero; introducir el fluido a una superficie de una formación subterránea; y hacer disminuir una población de microorganismos, en donde la superficie de la formación subterránea contiene al menos 15 por ciento menos microorganismos que si no hubiera hipoclorito de sodio en el fluido, y en donde el fluido exhibe un pH de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 7.5. Los métodos y aparatos de las modalidades de la invención se refieren a un método para tratar una formación subterránea, que comprende formar un fluido que comprende hipoclorito de sodio y diacetato de sodio; e introducir el fluido a una formación subterránea, en donde la formación del fluido no incluye introducir un ácido, y en donde la formación de fluido no incluye formar un precipitado .