MX2012011108A

MX2012011108A - Fluido para servicio de pozos.

Info

Publication number: MX2012011108A
Application number: MX2012011108A
Authority: MX
Inventors: Gupta D V Satyanarayana; Justyna Ferraro; Kay Cawiezel
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-11-29
Also published as: US8669213B2; CO6612258A2; AU2011235297A1; EP2553042B1; US20140251624A1; AU2011235297B2; US20110245114A1; PL2553042T3; RU2590914C2; ECSP12012220A; BR112012024784A2; EP2553042A1; US9206679B2; CN102858905A; CA2794772C; CN102858905B; WO2011123397A1; CA2794772A1; RU2012146372A

Abstract

Un fluido para servicio de pozos formulado con componentes que comprenden un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; y un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa capaz de formar un gel viscoelástico. Los métodos para hacer el fluido para servicio de pozos y los métodos para emplear el fluido para servicio de pozos en un pozo también se describen.

Description

FLUIDO PARA SERVICIO DE POZOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere generalmente a un fluido para servicio de pozos, y más particularmente a un fluido de servicio que comprende un gel viscoelástico y un reductor de fricción.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La fracturación hidráulica es una técnica de estimulación común usada para aumentar la producción de fluidos de formaciones subterráneas en, por ejemplo, aceite, gas, metano de lechos de carbón mineral y pozos geotérmicos. En una operación de tratamiento de fracturación hidráulica típica, un fluido de fracturación viscosificado se bombea a altas presiones y altas velocidades en un pozo de perforación que penetra una formación subterránea para iniciar y propagar una fractura hidráulica en la formación. Etapas posteriores de fluido de fracturación viscosificado que contienen materia en partículas conocida como apuntalante, por ejemplo, arena graduada, partículas cerámicas, bauxita, o arena recubierta de resina, luego se bombean típicamente en la fractura creada. El apuntalante se. deposita en las fracturas, formando un paquete de apuntalante permeable. Una vez que el tratamiento se completa, . la fractura se cierra sobre el paquete de apuntalante, que mantiene la fractura y proporciona una trayectoria de fluido para hidrocarburos y/u otros fluidos de formación para fluir en el pozo de perforación.

El fluido de fracturación es usualmente un fluido basado en agua que contiene un agente gelificante, por ejemplo, un material polimérico que absorbe agua y forma un gel a medida que experimenta la hidratación. El agente gelificante sirve para incrementar la viscosidad del fluido de fracturación. La viscosidad incrementada proporciona un número de ventajas, que incluyen, entre otras cosas, mejorar la capacidad de propagación de fractura del fluido y permitir al fluido de fracturación suspender y transportar cantidades efectivas de apuntalante.

El uso de fluidos de fracturación de agua con capas de petróleo, que emplean un reductor de fricción, pero que generalmente no emplean un agente gelificante, es bien conocido en la industria. La mayoría de1 los reductores de fricción usados en estimulación de fractura de agua con capas de petróleo son poliacrilamidas de alto peso molecular en emulsiones de aceite mineral. Sin embargo, en las concentraciones de reductor de fricción típicamente empleados en fluidos de fracturación de agua con capas de petróleo, cuyas concentraciones típicamente varían desde alrededor de 0.5 gpt hasta 2 gpt, se cree que el aceite mineral y poliacrilamida en las emulsiones puede causar una acumulación de residuo de torta de polímero que puede dañar las formaciones del pozo. Por esta razón, los trituradores se introducen algunas veces en los fluidos dé fracturación de agua con capas de petróleo para reducir el tamaño de las cadenas de polímero, y de este modo potencialmente reducen la fractura y la formación de daños.

Fluidos de fracturación acuosos gelificados con tensoactivos viscoelásticos (VESs) también se conocen en la técnica. Los fluidos gelificados VES se han usado ampliamente como fluidos de fracturación debido a que exhiben excelentes propiedades reológicas y son menos perjudiciales para producir formaciones de fluidos de polímero reticulados. Los fluidos VES son fluidos que no acumulan tortas, y así dejan poco o ningún residuo' de torta de polímero potencialmente dañado. Sin embargo, los geles tensoactivos viscoelásticos no reducen la fricción en altas velocidades de bombeo, ya que la estructura micelar ' de los geles se interrumpe en altas velocidades de corte.

El mantenimiento de una viscosidad deseada de los geles puede tener beneficios, tal como minimizar la erosión efectivamente debido a la abrasión entre el equipo del pozo y el apuntalante. La erosión o abrasión puede resultar en daño al equipo de bombeo' y/o tubulares de pozo que se bombardean por el apuntalante en altas velocidades de flujo. Además, el apuntalante de cerámica frecuentemente usado en temperatura alta, pozos de cierre alto pueden ser de densidad alta y abrasivos, los cuales pueden exacerbar este problema.

Los reductores de fricción de emulsión de poliacrilamida convencionales también pueden ser difíciles de agregar a fluidos de fracturación en agua fría, que requieren periodos de tiempo extendidos para hidratar en agua fría, o el uso de tensoactivos adicionales y/o calor para hidratar dentro de un marco de tiempo deseado. Además, los reductores de fricción de poliacrilamida convencionales frecuentemente no son compatibles en general para usar con sal, y por lo tanto no pueden ser adecuados para usar con agua dura, salmueras o agua producida (agua que se produce por el pozo y que generalmente tiene altas concentraciones de sólidos disueltos totales o sales) .

Por lo tanto, existe una necesidad para mejorar fluidos de servicio de pozo que pueden reducir o eliminar uno o más de los problemas discutidos arriba.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Una modalidad de la presente descripción se dirige a un fluido para servicio de pozos. El fluido para servicio de pozos se formula con componentes que comprenden un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; y un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa capaz de formar un gel viscoelástico .

Otra modalidad de la presente descripción se dirige a un método para hacer una composición de pre-mezcla para agregar a un fluido para servicio de pozos. El método comprende pre-mezclar un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa. La pre-mezcla se produce bajo condiciones suficientes para formar un gel de base acuosa que comprende el reductor de fricción disuelto en esto.

Otra modalidad de la presente descripción se dirige a una pre-mezcla. La pre-mezcla se formula con componentes que comprenden un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; y un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa capaz de formar un gel viscoelástico .

Aún otra modalidad de la presente descripción se dirige a método de servicio .a un pozo de perforación. El método comprende formar un fluido para servicio de pozos al pre-mezclar un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa bajo condiciones suficientes para formar un gel de base acuosa que comprende el reductor de fricción disuelto en esto. El fluido de servicio de pozo de perforación se puede introducir en el pozo de perforación.

Se ha encontrado que al emplear un reductor de fricción de poliacrilamida a los geles viscoelásticos de la presente solicitud, uno o más de las siguientes ventajas se pueden realizar: reducir . la fricción de geles viscoelásticos formados con las poliacrilamidas de la presente solicitud, relativos a la fricción de los geles viscoelásticos solos; reducir la cantidad de reductor de fricción en un fluido de fracturación comparado con fluidos de fracturación conocidos mientras que todavía alcanzan una reducción de fricción deseada; la capacidad para formar soluciones de pre-mezcla; formación de un fluido para servicio de pozos que es compatible con salmueras y agua producida, además de agua dulce; y la capacidad para mantener una viscosidad deseada del fluido para servicio de pozos para minimizar erosión o abrasión.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Las Figuras 1 hasta 14 muestran gráficas de datos, como se describen más completamente en los Ejemplos establecidos en la presente solicitud.

Mientras que la descripción es susceptible a diversas modificaciones y forma alternativa, las modalidades especificas se han mostrado por medio de ejemplo en los dibujos y se describirán en detalle en la presente. Sin embargo, se debe entender que la descripción no se pretende que se limite a la forma particular descrita. Más bien, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones enmendadas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente descripción se dirige a un fluido para servicio de pozos para usar, por ejemplo, en perforaciones de pozo de un gas natural, geotérmico, de metano de lechos de carbón mineral o de campos de petróleo. El fluido para servicio de pozos se formula con componentes que comprenden un reductor de fricción de polímero que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; y un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa capaz de formar un gel viscoelástico . Opcionalmente , un apuntalante se puede agregar al fluido.

Reductor de Fricción El reductor de fricción puede ser cualquier polímero adecuado que comprenda al ¦ menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, que pueden incluir unidades de polímero derivadas de ácido acrílico o sales o ésteres de los mismos, grupos sulfo y grupos de ácido maleico. Los ejemplos de reductores de fricción adecuados incluyen poliacrilamidas aniónicas, catiónicas y no iónicas; poliacrilatos aniónicos, catiónicos y no iónicos; copolímeros aniónicos, catiónicos y no iónicos de acrilamidas y acrilatos; copolímeros de ácido acrílico/ácido sulfónico aniónicos, catiónicos y no iónicos; homopolímeros de ácido maleico aniónicos, catiónicos y no iónicos; y copolímeros de ácido maleico/ácido acrílico aniónicos, catiónicos y no iónicos. Un tal reductor de fricción comercialmente disponible es conocido en la técnica como una poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA) con el ALCO ER® 110RD de nombre comercial, que es actualmente un copolímero de acrilato de sodio y acrilamida, y el cual está disponible de Ciba Specialty Chemicals Corporation. Otro reductor de fricción comercialmente disponible de polímero es MAGNAFLOC® 156, que es un floculante de poliacrilamida aniónico suministrado como una micro perla de flujo libre, disponible de Ciba. Aún otros ejemplos incluyen ZEETAG™ 7888, una poliacrilamida catiónica suministrada como una dispersión de líquido por Ciba; y dispersantes vendidos por SNF Inc. bajo el nombre de producto FLOSPERSE™, incluyendo homopolímeros de ácido acrílico, tal como FLOSPERSE™ 9000, 9500, 10000, 1000; copolímeros de acrilamida/ácido acrílico, tal como FLOSPERSE™ 4000 C; copolímeros de ácido acrílico/sulfónico, tal como FLOSPERSE™ 9000 SL o FLOSPERSE™ 9000 SH; homopolímeros¦ de ácido Maleico, tal como FLOSPERSE™ PMA 2A o FLOSPERSE™ PMA 3; Copolímeros de ácido maleico/ácido acrílico, tal como FLOSPERSE™ 10030 CM; y ácido acrílico/ésteres acrilicos tal como FLOSPERSE™ 3040CH.

El reductor de fricción puede estar en cualquier forma adecuada que sea capaz de disolución en el gel viscoelástico acuoso, incluyendo tanto forma seca como líquida, tal como polvos y emulsiones líquidas. Se ha encontrado que los polvos secos tienen ciertas ventajas, que incluyen disolver fácilmente con el gel acuoso para formar una pre-mezcla. Además, la forma de polvo seco puede reducir la cantidad de ingredientes no deseados que se introducen en la formación, tal como el aceite mineral u otro aceite portador que frecuentemente es usado en emulsiones liquidas. En una modalidad, el fluido para servicio de pozos no incluye un aceite portador, tal. como aceite mineral.

La concentración de reductor de fricción puede ser de alrededor de 0.5 pptg (libras por mil galones) (0.06 kg/m3) o menos, basado en el fluido para servicio de pozos total. En una modalidad, la concentración de reductor de fricción puede variar desde alrededor de 0.05 pptg (0.006 kg/m3) hasta alrededor de 0.25 pptg (0.030 kg/m3), tal como alrededor de 0.15 pptg (0.018 kg/m3). Las relaciones y concentraciones fuera de estos intervalos también se pueden emplear.

Gel Viscoelástico El gel viscoelástico puede incluir cualquier sistema de base acuosa adecuado formado usando un tensoactivo aniónico y un tensoactivo catiónico. Los ejemplos de tensoactivos aniónicos adecuados incluyen xilensulfonato y sales de los mismos, tal como xilensulfonato de sodio. Los ejemplos de tensoactivos catiónicos adecuados incluyen cloruro de N, N, N, trimetil-l-octadecamonio .

Un sistema de gel de base acuosa comercialmente disponible que es adecuado para usar en las formulaciones de la presente solicitud es AQUA STAR™, que está disponible de BJ Services Company. Los sistemas AQUA STAR™ se describen en detalle en la Patente de E.U.A. No. 6,410,489, expedida a Kewei Zhang et al., el 25 de junio de 2002, y la Patente de E.U.A. No. 6,468,945, expedida a Kewei Zhang, el 22 de octubre de 2002, la descripción de ambas patentes se incorporan en la presente como referencia en su totalidad.

El incremento de viscosidad del sistema de gel es debido a la asociación de los tensoactivo. catiónicos y aniónicos en agua, que forman el gel viscoelástico . Cualquiera de las cantidades adecuadas de tensoactivo aniónico y tensoactivo catiónico que proporcionarán una viscosidad deseada se pueden usar. La viscosidad deseada puede depender de la aplicación para la cual el fluido de servicio es para usarse. Si, por ejemplo, el fluido de servicio es para emplearse como un fluido de fracturación, la viscosidad deseada puede depender de, entre otras cosas, el tamaño y geometría de la fractura a formarse, la capacidad del fluido para suspender el apuntalante en el fluido en una viscosidad determinada y la capacidad del fluido para mantener una viscosidad deseada para reducir el daño al equipo de bombeo en altas velocidades de corte.

En un ejemplo, la relación por volumen de tensoactivo aniónico a tensoactivo catiónico puede variar desde alrededor de 1:4 hasta alrededor de 4:1, o alrededor de 5:4 hasta alrededor de 4:5, o alrededor' de una relación 1:1. La concentración de tensoactivo empleado puede variar desde, por ejemplo, alrededor de 1 hasta alrededor de 100 galones (3.79 a 379 litros) de tensoactivo catiónico por mil galones (3,790 litros) de fluido de fracturación total; y alrededor de 1 hasta alrededor de LOO galones (3.79 a 379 litros) de tensoactivo aniónico por mil galones (3,790 litros) de fluido de fracturación total. Ejemplos adicionales incluyen alrededor de 3 hasta alrededor de 10 galones (11.3 a 37.9 litros) de tensoactivo catiónico y alrededor de 3 hasta alrededor de 8 galones (11.3 a 30.28 litros) de tensoactivo aniónico por mil galones (3.790 litros) de fluido de fracturación total. Las relaciones y concentraciones fuera de estos intervalos también se pueden emplear.

Base Acuosa Cualquier base acuosa adecuada también se puede emplear.

Los ejemplos de base acuosa adecuada incluyen agua dulce, salmuera, y agua producida, y combinaciones de los mismos.

El fluido de base acuosa puede ser, por ejemplo, agua, salmuera, espumas de base acuosa o mezclas de agua-alcohol.

El fluido de base de 'salmuera puede ser cualquier salmuera que sirve como un medio adecuado para los diversos componentes. Como una cuestión de conveniencia, en algunos casos el fluido de ' base de salmuera puede ser la salmuera disponible en el sitio usado en el fluido de terminación, por ej emplo .

En una modalidad donde el fluido acuoso es salmuera, las salmueras se pueden preparar usando sales que incluyen, pero no se limitan a, NaCl, KC1, CaCl2, MgCl2, NHC1, CaBr2, NaBr2, formiato de sodio, formiato de potasio, y cualquiera de otras sales de salmuera de estimulación y terminación. La concentración de las sales para preparar las salmueras puede ser desde alrededor de 0.5% en peso de agua hasta casi la saturación para una sal determinada en agua dulce, tal como 10%, 20%, 30% o más de sal por peso de agua. La salmuera puede ser una combinación de una o más de las sales mencionadas, tal como, por ejemplo, una salmuera preparada usando NaCl y CaCl2 o NaCl, CaCl2, y CaBr2.

Apuntalantes y Otros Ingredientes Los apuntalantes se pueden mezclar con los fluidos de servicio de pozo de la presente solicitud. Cualquier apuntalante adecuado se puede emplear. Los ejemplos de apuntalante adecuado incluye arena graduada, perlas de vidrio o cerámica o partículas,, carbonato de calcio clasificado y otras sales clasificadas, granos de bauxita, arena recubierta de resina, fragmentos de cáscara de nuez, gránulos de aluminio, gránulos de nylon, y combinaciones de los anteriores.

Los apuntalantes son bien conocidos para usarse en concentraciones que varían desde alrededor de 0.05 hasta alrededor de 14 libras por galón (alrededor de 6 hasta alrededor de 1700 kg/m3) de composición de fluido de fracturación, pero concentraciones mayores o menores se pueden usar como se desee por el particular diseño de fractura.

El fluido para servicio de pozos puede comprender al menos un compuesto adicional elegido de trituradores capaces de reducir la viscosidad del fluido VES, tensoactivos humectantes de agua, agentes gelificantes adicionales, sin emulsionantes, tensoactivos adicionales, aditivos de estabilización de arcilla, disolventes de incrustaciones, aditivos de degradación de biopolímero, aditivos de control de pérdida de fluido, estabilizadores de alta temperatura, y otros componentes comunes- y/u opcionales.

La descripción de . la presente solicitud también se dirige a un método para hacer una composición de premezcla para la adición a un fluido para servicio de pozos. El método puede comprender pre-mezclar, por ejemplo, un reductor de fricción, un apuntalante .opcional, un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa para formar un gel de base acuosa que comprende el reductor de fricción disuelto en él. Cualquiera de los reductores de fricción, apuntalantes, tensoactivos aniónicos, tensoactivos catiónicos y bases acuosas discutidos arriba para usar en los fluidos de servicio de pozo de la presente solicitud se pueden emplear. Por ejemplo, un volumen de 10 galones (37.9 litros) de pre-mezcla puede incluir 5 galones (18.9 litros) cada uno de un tensoactivo catiónico y aniónico comercialmente disponible, y 0.15 libras (0.068 kg) de reductor de fricción disuelto en él. La base acuosa para la pre-mezcla se puede limitar solamente a la base acuosa presente en los tensoactivos catiónicos y aniónicos comercialmente disponibles empleados. Alternativamente, la base acuosa adicional se puede agregar a la premezcla. La pre-mezcla final se puede agregar a, por ejemplo, 1000 galones (3,785 1) del fluido para servicio de pozos sobre la marcha.

El reductor de fricción descrito arriba se puede agregar al agua de mezcla pre-mezclada (por ejemplo, salmuera o agua dulce) ya sea en forma de polvo o en forma de liquido para operaciones de mezcla continua o mezcla de lote. Los tensoactivos aniónicos o catiónicos se pueden agregar al mismo tiempo como el reductor de fricción o se pueden agregar antes o más tarde en el proceso.

Cualquiera de los procesos adecuados para agregar el apuntalante y otros ingredientes a ya sea la pre-mezcla o el fluido para servicio de pozos se puede usar. Por ejemplo, después de la pre-mezcla se agrega a un agua de mezcla de fluido de fractura, el fluido de fractura se puede bombear en el fondo de pozo, los tubulares como fluido limpio y/o apuntalante se agregan ¦ al fluido de fractura. Alternativamente, algunos o todos de los otros ingredientes y/o apuntalante se pueden agregar a la pre-mezcla simultáneamente con los tensoactivos y/o polímero soluble en agua antes de mezclar con el agua de mezcla de fluido de fractura para formar' el fluido de fracturación terminado.

La presente solicitud también se dirige a un método de servicio de un pozo .de perforación. El método comprende formar un fluido para servicio de pozos al pre-mezclar un reductor de fricción, un apuntalante opcional, un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa bajo condiciones suficientes para formar un gel de base acuosa que comprende el reductor de fricción disuelto en él, como se discutió arriba. El fluido para servicio de pozos se puede luego introducir en el pozo de perforación.

En una modalidad, el fluido para servicio de pozos se introduce como un fluido de fracturación en un pozo de perforación. El fluido para servicio de pozos se puede introducir usando cualquier técnica adecuada. Diversas técnicas para pozos de fracturación son bien conocidas en la técnica.

En otra modalidad, lo.s fluidos de servicio de pozo de la presente solicitud se pueden usar como un fluido de limpieza. Por ejemplo, el fluido de tratamiento de pozo se puede usar para limpiar desde una materia en partículas no deseada de pozo de perforación, tal como rellenos que se acumulan en el fondo o partes del fondo de perforaciones de pozo de petróleo y gas. El relleno puede incluir apuntalante, materiales de carga, desecho de armas, polvo acumulado, así como arenisca triturada. El relleno puede incluir desecho de formación general y roca de pozo además de los cortes de lodos de perforación. Los fluidos .de tratamiento de pozo se pueden usar en conjunto con equipo de limpieza convencional. Más particularmente, los fluidos de tratamiento de pozo se pueden usar en conjunto con tubería flexible. Por ejemplo, los fluidos de tratamiento, de pozo se pueden usar para limpiar relleno desde una pozo de perforación al perturbar sólidos de partícula desde ejecutar un montaje de tubería flexible en agujero mientras circula el fluido a través de una boquilla que tiene una acción de chorro dirigida al fondo del pozo. Esto puede incluir crear arrastre de partículas sacando del agujero mientras circula el fluido de tratamiento de pozo a través de una boquilla que tiene una acción de chorro dirigida a la boca de pozo. Tales mecanismos y sistemas de tubería flexible incluyen aquellos establecidos en Patente de E.U.A. No. 6,982,008, la descripción de la cual se incorpora en la presente como referencia en su totalidad.

Mientras que los fluidos viscoelásticos se describen en la presente como que tienen uso en los fluidos de fracturación y como fluidos de limpieza, se espera que los fluidos de la presente solicitud encuentren utilidad en fluidos de terminación, fluidos para paquetes de grava, pastillas de pérdida de fluido, pastillas de circulación de pérdida, fluidos desviadores, fluidos espumosos, fluidos de estimulación y similares.

La presente solicitud además se describirá con respecto a los siguientes Ejemplos, que no están destinados a limitar la invención, sino más bien para ilustrar además las diversas modalidades.

EJEMPLOS El objetivo del siguiente procedimiento fue para determinar la velocidad de hidratación de ALCOMER® 110RD (ductor de fricción de copolimero de arilamida/acrilato seco) y reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en fluidos 3/3, 5/5, 10/8 AQUA STAR™ (donde las relaciones inmediatamente anteriores se refieren a. galones del compuesto catiónico de la AQUA STAR™ por mil galones de fluido/galones totales del compuesto aniónico por mil galones de fluido total) .

ALCOMER® 110RD es un aditivo de fluido de perforación PHPA multi-funcional , que se ha procesado especialmente para alcanzar excelente dispersabilidad en fluidos de base acuosa. Este proceso especial puede permitir a las partículas humedecer de forma separada y la disolución puede proceder rápidamente, mientras que reducir o eliminar la formación de grumos o "ojos de pescado". El ALCOMER® 110RD es copolimero basado en acrilamida, soluble en agua, aniónico, de alto peso molecular. El producto se suministra como un polvo de flujo libre .

La reducción de fricción de MAGNAFLOC® 156 también se probó. MAGNAFLOC® 156 es un floculante de poliacrilamida de alto peso molecular, completamente aniónico, suministrado como una micro perla de flujo libre.

Un circuito de fricción de pequeña escala empleado en el siguiente procedimiento fue comprendido de una bomba de engranes pequeña con un intervalo de 1.5-3.25 gpm (5.68-12.3 lpm) ; un indicador de presión, manual; y 20 pies (6.1 m) de tubo de " (6.35 mm) enrollado en un circulo de 1.5 pies (0.457 m) de diámetro.

El fluido que se probó fue retirado de un cubo en la bomba por medio de un tubo de nylon grande de H" (19.05 mm) . El fluido pasa a través de la bomba. Inmediatamente después de la salida de la bomba, el fluido pasa a través del transductor de presión, que se situó entre la bomba y la sección de la tubería. Después de pasar a través de la tubería de acero inoxidable de ¼" (6.35 mm) , el fluido luego entro en una sección corta de tubería de nylon ¾" (19.05 mm) que está sumergida en el fluido como volver a entrar en el cubo. Esto evitó las trampas de aire en el fluido. El fluido se re-circuló a través del enrollamiento continuamente a lo largo de la prueba en diversas velocidades de flujo. 0.075 pptg (0.009 kg/m3) , 0.15 pptg (0.018 kg/m3) , 0.5 pptg (0.06 kg/m3), 1 pptg (0.12 kg/m3), y 5 pptg (0.6 kg/m3) de ALCO ER® 110RD se mezclaron sucesivamente en 500 mi de agua del grifo Tomball, en corte alto con un mezclador Ultra Turrax T25. El polímero disuelto se agregó a 2500 mi de agua del grifo en un cubo de 5 galones (18.9 1) y mezcló por 1 minuto usando un agitador superior. El programa de circuito de separación por exclusión se inició y aproximadamente se agregó fluido 3/3 AQUA STAR™. El procedimiento se repitió con diferentes concentraciones de ALCOMER® 110RD y los fluidos 5/5 y 10/8 AQUA STAR™ descritos arriba.

El fluido se circuló a través del circuito y la presión diferencial se registró cada segundo por 5 hasta 10 minutos de tiempo de circulación total. La velocidad de flujo luego se redujo y la presión diferencial registrada en cada velocidad de flujo. Las pruebas de linea base con agua del grifo Tomball, diferentes concentraciones de ALCOMER® 110RD y pruebas de linea base con fluidos 3/3, 5/5, 10/8 AQUA STAR™ también se realizaron.

Las pruebas adiciónales se realizaron con 1 pptg (0.12 kg/m3) de MAGNAFLOC® 156 en agua del grifo Tomball y 0.15 pptg (0.018 kg/m3) de MAGNAFLOC® en fluido de Sistema 5/5 AQUA STAR™. Los datos de estas pruebas se muestran en las Figs. 1 hasta 14.

Formulaciones de Fluido de Ejemplo: .

Formulación de Fluido 1 3000ml agua del grifo Tomball Formulación de fluido 2 3000ml agua del grifo Tomball. 3/3 AQUA STAR™ Formulación de fluido 3 3000ml agua del grifo Tomball, 5/5 AQUA STAR™ Formulación de fluido 4 3000ml agua del grifo Tomball, 10/8 AQUA STAR™ Formulación de fluido 5 3000ml agua del grifo Tomball, 0.075pptg (0.009 kg/m3) ALCOMER® 110RD Formulación de fluido 6 3000ml agua del grifo Tomball, ' 1 pptg (0.12 kg/m3) ALCOMER® 110RD Formulación de fluido 7 3000ml agua del grifo Tomball, 0.5 pptg (0.06 kg/m3) ALCOMER® 110RD Formulación de fluido 8 3000ml agua del grifo Tomball, 0.5pptg (0.06 kg/m3) ALCOMER® 110RD, 5/5 AQUA STAR™ .

Formulación de fluido 9 3000ml agua del grifo Tomball, 0.15 pptg (0.018 kg/m3) ALCOMER® 110RD, 5/5 AQUA STAR™ Formulación de fluido 10 . 3000ml agua del grifo Tomball, 0.15pptg (0.018 kg/m3) ALCOMER® 110RD Formulación de fluido 11 3000ml agua del grifo Tomball, 0.15pptg (0.018 kg/m3) ALCOMER® 110RD, 3/3 AQUA STAR™ Formulación de fluido 12 3000ml agua del grifo Tomball, 0.15pptg (0.018 kg/m3) ALCOMER® 110RD, 10/8 AQUA STAR™ Formulación de fluido 13 3000ml agua del grifo. Tomball, 0.5pptg (0.018 kg/m3) ALCOMER® 110RD, 3/3 AQUA STAR™ Formulación de fluido 14 3000ml agua del grifo Tomball, 5pptg (0.6 kg/m3) ALCOMER® 110RD Formulación de fluido 15 3000ml agua del grifo Tomball, 1 pptg (0.12 kg/m3) MAGNAFLOC®¦ 156 Formulación de fluido 16 3000ml agua del grifo. Tomball, 0.15pptg (0.018 kg/m3) MAGNAFLOC® 156, 5/5 AQUA STAR™ Resultados e Interpretación: Las FIGS. 1-7 muestran la reducción de fricción temprana en tiempo de las formulaciones de fluido de ejemplo. La Figura 1 muestra el porcentaje de la reducción de fricción para los sistemas de fluido AQUA STAR™ en agua dulce. Los resultados muestran incremento en la reducción de fricción con incremento de concentración de tensoactivo.

La Figura 2 muestra el porcentaje de reducción de fricción para ALCOMER® 110RD en diferentes concentraciones en agua dulce. Los resultados muestran reducción de fricción incrementada y más rápida con concentración de polímero incrementada. Las concentraciones 0.075 y 0.15 pptg (0.009 y 0.018 kg/m3) ALCOMER® 110RD no muestran reducción de fricción .

La Figura 3 muestra el porcentaje de reducción de fricción para ALCOMER® -110RD en un sistema de fluido 3/3 AQUA STAR™. Los resultados muestran que la adición de 0.15 y 0.5 pptg (0.018 y 0.06 kg/m3) ALCOMER® 110RD hasta un fluido 3/3 AQUA STAR™ proporciona reducción de fricción no adicional.

La Figura 4 muestra el porcentaje de reducción de fricción para ALCOMER® 110RD en un sistema de fluido 5/5 AQUA STAR™. Los resultados muestran que la adición de 0.15 y 0.5 pptg (0.018 y 0.06 kg/m3) ALCOMER® 110RD hasta un fluido 5/5 AQUA STAR™ proporciona reducción de fricción adicional.

La Figura 5 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD y MAGNAFLOC® 156 en Sistemas de Fluido 5/5 AQUA STAR™. Los resultados muestran que la adición de 0.15 y 0.5 pptg (0.018 y 0.06 kg/m3) ALCOMER® 110RD o MAGNAFLOC® 156 hasta un fluido 5/5 AQUA STAR™ proporciona reducción de fricción adicional.

La Figura 6 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en un sistema de fluido 10/8 AQUA STAR™. Los resultados muestran que la adición de 0.15 pptg (0.018 kg/m3) de ALCOMER® 110RD hasta un fluido 10/8 AQUA STAR™ proporciona reducción de fricción no adicional.

La Figura 7 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en sistemas de fluido AQUA STAR™ en diferentes concentraciones.

Las Figuras 8-14 muestran la reducción de fricción de velocidad de la etapa de flujo de los fluidos. En estas pruebas de velocidad de etapa, la presión diferencial se midió a través del circuito de fricción de pequeña escala en velocidades de 1.6 gpm (6.06 Ipm) , 1.9 gpm (7.19 lpm) , 2.2 gpm (8.32 lpm), 2.5 gpm (9.46 lpm), 2.7 gpm (10.22 lpm) y 2.9 gpm (10.98 lpm) .

La Figura 8 muestra el porcentaje de reducción de fricción de sistemas de fluido AQUA STAR™ en incremento de velocidades de flujo. Los resultados indican que la reducción de fricción de fluido 3/3 AQUA STAR™ disminuye en las velocidades de flujo mayores. Esto puede ser debido a degradación de corte del fluido viscoelástico.

La Figura 9 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en agua dulce en incrementó de velocidades de flujo. Los resultados muestran incremento de reducción de fricción con concentración de polímero incrementada. Las concentraciones de 0.075 y 0.1 pptg (0.009 y 0.012 kg/m3) ALCOMER® 110RD no muestran reducción de fricción.

La Figura 10 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en el sistema de fluido 3/3 AQUA STAR™ en incrementó de velocidades de flujo. Los resultados indican que la adición de ALCOMER® 110RD al fluido 3/3 AQUA STAR™ disminuye la reducción de fricción del sistema de fluido 3/3 AQUA STAR™ en las velocidades de flujo mayores.

La Figura 11 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en un fluido 5/5 AQUA STAR™ en incrementó de velocidades de flujo. Los resultados indican que la adición de ALCOMER® 110RD al fluido 5/5 AQUA STAR™ incrementa la reducción de fricción del fluido 5/5 AQUA STAR™ en las velocidades de flujo mayores.

La Figura 12 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD y MAGNAFLOC® 156 en sistemas de fluido 5/5 AQUA STAR™ en incrementó de velocidades de flujo. Los resultados indican que la adición de ALCOMER® 110RD y MAGNAFLOC® 156 al fluido 5/5 AQUA STAR™ incrementa la reducción de fricción del fluido 5/5 AQUA STAR™ en las velocidades de flujo mayores.

La Figura 13 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en un sistema de fluido 10/8 AQUA STAR™ en incrementó de velocidades de flujo. Los resultados indican que la adición de ALCOMER® 110RD al fluido 10/8 AQUA STAR™ incrementa la reducción de fricción del fluido 10/8 AQUA STAR™ en las velocidades de flujo inferiores.

La Figura 14 muestra el porcentaje de reducción de fricción de ALCOMER® 110RD en los sistemas de fluido AQUA STAR™ en incremento de velocidades de flujo.

Los resultados de la prueba descrita anteriormente generalmente muestran que agregar cualquiera de los reductores de fricción, ALCOMER® 110RD o MAGNAFLOC® 156, al fluido AQUA STAR™ puede proporcionar buena reducción de fricción. En particular, la adición del ALCOMER® 110RD o MAGNAFLOC® 156 reduce la fricción en altas velocidades de flujo comparado con las formulaciones AQUA STAR™ sin los reductores de fricción. Por ejemplo, la adición de 0.15 pptg y 0.5 pptg (0.018 y 0.06 kg/m3) ALCOMER® 110RD a un sistema de fluido 5/5 AQUA STAR™ es muy efectiva en reducir la presión de fricción en . primeras pruebas de reducción de fricción de tiempo. La adición de 0.15 pptg (0.018 kg/m3) MAGNAFLOC® 156 a un sistema de fluido 5/5 AQUA STAR™ también es muy efectiva en reducir la presión de fricción en primeras pruebas de reducción de fricción de tiempo.

Los resultados también muestran que la adición de ya sea 0.1 pptg o 0.5 pptg (0.012 o 0.06 kg/m3) de ALCOMER® 110RD a fluidos 3/3 AQUA STAR™ y 10/8 AQUA S AR™ proporciona poca o ninguna reducción de fricción adicional en las primeras pruebas de reducción de fricción de tiempo. Los resultados de pruebas de fricción, en incrementó de velocidades de flujo, indican que la reducción de fricción de fluido 3/3 AQUA STAR™ disminuye en las velocidades de flujo mayores. Esto puede ser debido a degradación de corte del fluido viscoelástico .

Los resultados de pruebas de fricción en incremento de velocidades de flujo indican que la adición de 0.15 y 0.5 pptg (0.018 y 0.06 kg/m3) ALCOMER® 110RD al fluido 3/3 AQUA STAR™ disminuye la reducción de fricción del Sistema de fluido 3/3 AQUA STAR™ en las velocidades de flujo mayores. Similarmente, los resultados de las pruebas de fricción, en el incrementó de velocidades de flujo, indican que la adición de 0.15 y 0.5 pptg (0.018 y 0.06 kg/m3) de ALCOMER® 110RD y MAGNAFLOC® 156 al fluido 5/5 AQUA STAR™ incrementa la reducción de fricción del Sistema de fluido 5/5 AQUA STAR™ en las velocidades de flujo mayores. Los resultados de las pruebas de fricción en el incrementó de velocidades de flujo también indican que la adición de 0.15 pptg (0.018 kg/m3) de ALCOMER® 110RD al fluido 10/8 AQUA STAR™ incrementa la reducción de fricción del Sistema de fluido 10/8 AQUA STAR™ en las velocidades de flujo inferiores.

Aunque diversas modalidades se han mostrado y descrito, la presente descripción no es tan limitada y se entiende que incluye todas de tales modificaciones y variaciones como será evidente para un experto en la técnica.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un fluido para servicio de pozos formulado con un gel viscoelástico de base a'cuosa caracterizado porque comprende: un tensoactivo aniónico y un tensoactivo catiónico; y un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico en donde el reductor de fricción se disuelve en el gel viscoelástico de base acuosa.

2. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un apuntalante.

3. El fluido de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el apuntalante comprende un material de cerámica .

4. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el reductor de fricción es un copolimero de acrilato de sodio y acrilamida.

5. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el · reductor de fricción es un polvo seco.

6. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el reductor de fricción es aniónico.

7. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el reductor de fricción es catiónico.

8. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el reductor de fricción es no aniónico.

9. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración de reductor de fricción es 0.5 pptq (0.06 kg/m3) o menos, con base en el fluido para servicio de pozos total.

10. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tensoactivo aniónico es una sal de xilensulfonato.

11. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tensoactivo catiónico es cloruro de N, N, N, trimetil-l-octadecamonio .

12. El fluido de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el tensoactivo aniónico es una sal de xilensulfonato .

13. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación por volumen de tensoactivo aniónico a tensoactivo catiónico varia desde 1:4 hasta 4:1.

14. El fluido de · conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agua del gel viscoelástico de base acuosa se selecciona del grupo que consiste de agua dulce, salmuera, y agua producida.

15. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido para servicio de pozos es un fluido de fracturación .

16. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido se formula con al menos un triturador .

17. El fluido de' conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido se formula con al menos un compuesto adicional elegido de tensoactivos humectantes de agua, no emulsionantes, agentes viscosificantes adicionales, tensoactivos adicionales, aditivos de estabilización de arcilla, disolventes de incrustaciones, aditivos de degradación de biopolimeros, aditivos de control de pérdida de fluido y estabilizadores de alta temperatura.

18. El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido no comprende aceite mineral.

19. Un método para hacer una composición de premezcla para agregar a un fluido para servicio de pozos, el método caracterizado porque comprende mezclar un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa bajo condiciones suficientes para formar un gel de base acuosa que comprende el reductor de fricción disuelto en él.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el reductor de fricción es un copolimero de acrilato de sodio y acrilamida.

21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el ' reductor de fricción es un polvo seco.

22. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el tensoactivo aniónico es una sal de xilensulfonato.

23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el tensoactivo catiónico es cloruro de N, N, N, trimetil-l-octadecamonio .

24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el tensoactivo aniónico es una sal de xilensulfonato.

25. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la relación, por volumen de tensoactivo aniónico a tensoactivo catiónico varia desde 1:4 hasta 4:1.

26. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la base acuosa es un liquido elegido de agua dulce, salmuera, y agua producida.

27. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque además comprende agregar un apuntalante.

28. Un método para hacer un fluido para servicio de pozos, caracterizado porque comprende agregar la pre-mezcla de conformidad con la reivindicación 19 a un fluido de servicio empleado en un pozo.

29. Una composición de pre-mezcla para agregar a un fluido para servicio de pozos, la premezcla caracterizada porque comprende: un gel viscoelástico de base acuosa que comprende: un tensoactivo aniónico y un tensoactivo catiónico; y un reductor de fricción que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico en donde el reductor de fricción se disuelve en el gel viscoelástico de base acuosa.

30. La pre-mezcla de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque el tensoactivo aniónico es una sal de xilensulfonato .

31. La pre-mezcla de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque el tensoactivo catiónico es cloruro de N, N, N, trimetil-l-octadecamonio .

32. La pre-mezcla de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque el tensoactivo aniónico es una sal de xilensulfonato .

33. La pre-mezcla de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque la relación por volumen de tensoactivo aniónico a tensoactivo catiónico varia desde alrededor de 1:4 hasta 4:1.

34. Un método de servicio para un pozo de perforación, el método caracterizado porque comprende: formar un fluido para servicio de pozos al pre-mezclar un reductor de fricción . que tiene al menos una unidad de polímero elegida de grupos de acrilamida, grupos de acrilato, grupos sulfo, y grupos de ácido maleico; un tensoactivo aniónico, un tensoactivo catiónico y una base acuosa bajo condiciones suficientes para formar un gel viscoelástico de base acuosa del tensoactivo aniónico y tensoactivo catiónico y el reductor de fricción disuelto en el gel viscoelástico de base acuosa; e introducir el fluido para servicio de pozos en el pozo de perforación.

35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porqué el método además comprende fracturar el pozo de perforación con el fluido para servicio de pozos.

36. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el método además comprende limpiar un tubular colocado dentro del pozo de perforación con el fluido para servicio de pozos.