MX2013005018A - Metodos para dar mantenimiento a pozos subterraneos. - Google Patents

Abstract

Los métodos para controlar el flujo de fluido a través de una o más trayectorias en una o más formaciones rocosas penetradas por un hoyo en un pozo subterráneo, comprenden inyectar dentro o adyacente a la formación un fluido de tratamiento que comprende al menos un polímero polisacárido; al menos un agente de reticulación; y fibras, o una mezcla de fibras y partículas. Los fluidos se bombean hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo. El cizallamiento del fluido de tratamiento cuando pasa a través de la restricción de flujo provoca que la viscosidad disminuya, permitiendo que las fibras conformen masas que migran hacia las aberturas en la roca de la formación tales como poros, grietas, fisuras y cavidades. Como un resultado, las masas fibrosas son útiles para resolver la circulación perdida, proporcionar control de pérdida de fluido y como agentes desviadores.

Description

MÉTODOS PARA DAR MANTENIMIENTO A POZOS SUBTERRÁNEOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las declaraciones en esta sección proporcionan meramente la información de los antecedentes en relación con la presente descripción y puede no constituir el arte anterior.

Esta invención se refiere a métodos para dar mantenimiento a pozos subterráneos, particularmente, a composiciones de fluidos y métodos para operaciones durante las cuales las composiciones de fluidos se bombean dentro de un hoyo, hacer contacto con formaciones subterráneas, y bloquear el flujo de fluido a través de una o más trayectorias en la roca de la formación subterránea.

Durante la construcción y la estimulación de un pozo subterráneo, se realizan operaciones durante las cuales se hacen circular fluidos en el pozo o se inyectan dentro de las formaciones que se penetran por el hoyo. Durante estas operaciones, los fluidos ejercen una presión hidrostática y de bombeo contra las formaciones rocosas subterráneas. La roca de la formación usualmente tiene trayectorias a través de las cuales los fluidos pueden escapar del hoyo. Tales trayectorias incluyen (pero sin limitarse a) poros, fisuras, grietas, y cavidades. Tales trayectorias pueden ser de origen natural o inducirse por la presión ejercida durante las operaciones de bombeo.

Durante la construcción del pozo, se realizan operaciones de perforación y cementación que involucran circular fluidos hacia dentro y fuera del pozo. Si una parte o todo el fluido se fuga fuera del hoyo durante estas operaciones, existe una condición conocida como "pérdida de fluido". Existen varios tipos de pérdidas de fluido. Un tipo involucra la pérdida de fluido portador hacia la formación, dejando detrás los sólidos suspendidos. Otro involucra el escape de todo el fluido, incluyendo los sólidos suspendidos, dentro de la formación. La última situación se denomina "circulación perdida", que puede ser un problema caro y consumidor de tiempo.

Durante la perforación, la circulación perdida, obstaculiza o evita la recuperación del fluido de perforación en la superficie. La pérdida puede variar desde una disminución gradual del nivel de lodo en los tanques hasta la pérdida completa del retorno. La circulación perdida puede además plantear un riesgo de seguridad, que conduce a problemas de control de pozo e incidentes ambientales.

Durante la cementación, la circulación perdida puede comprometer seriamente la calidad del trabajo de cementación, reducir la cobertura anular, dejar el revestimiento expuesto a los fluidos corrosivos de fondo de pozo, y/o fallar al proporcionar el aislamiento zonal adecuado.

La circulación perdida puede ser además un problema encontrado durante las operaciones de terminación y de rehabilitación de pozo, que provoca potencialmente daños a la formación, reservas perdidas e incluso la pérdida del pozo.

Aún cuando la circulación perdida es un problema desde hace varias décadas, no hay una única solución que pueda resolver todas las situaciones de circulación perdida. Las soluciones a la circulación perdida pueden clasificarse en tres categorías principales: agentes de unión, sistemas de superficies mixtas y sistemas de fondo de pozo mixtos. Los agentes de unión, conocidos además como materiales de circulación perdida (LCM), son sólidos de varios tamaños y formas (por ejemplo, granulados, laminares, fibrosos, y mezclas de los mismos). Ellos se eligen generalmente de acuerdo con el tamaño de los vacíos y grietas en las formaciones subterráneas y, cuando el fluido escapa dentro de la formación, se congregan y conforman una barrera que minimiza o detiene aún más el flujo.

Una de las principales ventajas de utilizar fibras es la facilidad con la cual ellas pueden manipularse. Está disponible una amplia variedad de fibras para el campo del petróleo fabricadas a partir de, por ejemplo, celulosas naturales, polímeros sintéticos, y cerámicas, minerales o vidrios. La mayoría están disponibles en varias formas, tamaños, y flexibilidades. Las fibras generalmente disminuyen la permeabilidad de una zona de pérdida al crear una trama o estera porosa que filtra los sólidos en el fluido, que conforma una torta filtro de baja permeabilidad que puede taponar o unir las zonas de pérdidas. Típicamente, los sólidos con una distribución de tamaño de partícula muy precisa deben usarse con una fibra determinada para lograr una torta filtro adecuada. A pesar de la amplia variedad de fibras disponibles, la tasa de éxito y la eficiencia no siempre son satisfactorias.

Una discusión extensa de la circulación perdida y de las técnicas mediante las cuales puede resolverse se presenta en la siguiente publicación: Daccord G, Craster B, Ladva H, Jones TGJ y Manescu G: "Cement-Formation Interactions," en Nelson EB y Guillot D (editores): Well Cementing (2a Edición), Schlumberger, Houston (2006) 191-219.

En el contexto de la simulación de pozos, la pérdida de fluidos es además un parámetro importante que debe controlarse para lograr los resultados óptimos. En muchos casos, una formación subterránea puede incluir dos o más intervalos que tienen una permeabilidad y/o inyectabilidad que varían. Algunos intervalos pueden tener una inyectabilidad, o capacidad de aceptar fluidos inyectados, relativamente baja debido a una permeabilidad relativamente baja, a un alto estrés in situ, y/o a daños en la formación. Cuando se estimulan múltiples intervalos que tienen una inyectabilidad variable frecuentemente se da el caso que la mayor parte, si no todo el fluido de tratamiento de pozo introducido se desplazará dentro de uno, o solo unos pocos, de los intervalos que tienen la más alta inyectabilidad. Incluso si hay un único intervalo a tratar, la estimulación del intervalo puede ser no uniforme debido al estrés in situ de la formación o a la permeabilidad variable dentro del intervalo. Así, hay un fuerte incentivo para exponer uniformemente un intervalo o intervalos al fluido de tratamiento; de lo contrario, pueden no lograrse los resultados óptimos de la estimulación.

En un esfuerzo para distribuir más uniformemente los fluidos de tratamiento de pozo en cada uno de los múltiples intervalos que se tratan, o dentro de un intervalo, se han desarrollado métodos y materiales para desviar los fluidos de tratamiento dentro de áreas de más baja permeabilidad y/o inyectabilidad. Existen métodos de desviación tanto químicos como mecánicos.

Los métodos de desviación mecánicos pueden ser complicados y costosos, y típicamente se limitan a ambientes de agujero revestido. Además, ellos dependen de la cimentación adecuada y del aislamiento de la herramienta.

En cuanto a los métodos químicos de desviación, existe una plétora de agentes químicos de desviación. Los desviadores químicos generalmente crean una torta de partículas sólidas frente a las capas de alta permeabilidad, dirigiendo así el flujo de fluido hacia las zonas menos permeables. Debido a que la entrada del fluido de tratamiento dentro de cada zona se limita por la resistencia de la torta, los agentes desviadores permiten que el flujo de fluido se iguale entre las zonas de permeabilidades diferentes. Los agentes desviadores químicos comunes incluyen agentes de unión tales como la sílice, la arcilla no dilatable, el almidón, el ácido benzoico, la sal gema, las resinas solubles en petróleo, las hojuelas de naftaleno y las mezclas de polímeros de cera. El tamaño de los agentes de unión generalmente se elige de acuerdo con el intervalo de tamaños de poro y de permeabilidad de los intervalos de la formación. El fluido de tratamiento puede además espumarse para proporcionar una capacidad de desviación.

En el contexto de la estimulación de pozo, después de la cual se producen fluidos de la formación tales como los hidrocarburos, es importante maximizar la permeabilidad postratamiento del intervalo o los intervalos estimulados. Una de las dificultades asociadas con muchos agentes desviadores químicos es la pobre limpieza postratamiento. Si el agente desviador permanece en los poros de la formación, o continúa recubriendo las superficies de la formación, se dificultará la producción.

Una discusión más completa del desvío y los métodos para lograrla se encuentra en la siguiente publicación: Provost L y Doerler N: "Fluid Placement and Diversión in Sandstone Acidizing," en Economides M y Nolte KG (editores): Reservoir Stimulation, Schlumberger, Houston (1987): 15-1-15-9.

Por lo tanto, a pesar de las valiosas contribuciones del arte anterior, sigue existiendo una necesidad de materiales y técnicas mejorados para controlar el flujo de fluidos desde el hoyo hacia dentro de la roca de la formación. Esta necesidad atañe a muchas operaciones conducidas durante tanto la construcción de pozos como la estimulación de pozos.

COMPENDIO Las modalidades proporcionan medios mejorados para resolver los problemas antes mencionados asociados con controlar el flujo de fluido desde el hoyo hacia dentro de la roca de la formación.

En un primer aspecto, las modalidades se refieren a métodos para controlar el flujo de fluidos a través de una o más trayectorias en una o más formaciones rocosas penetradas por un hoyo en un pozo subterráneo.

En un aspecto adicional, las modalidades se relacionan con métodos para resolver la circulación perdida en un pozo subterráneo penetrado por un hoyo.

En aún otro aspecto adicional, las modalidades se relacionan con métodos para tratar una formación subterránea penetrada por un hoyo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra la relación entre la viscosidad de un fluido y la concentración de fibras necesaria para conformar un puente a través de una ranura.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de un aparato para evaluar la capacidad de taponamiento de un fluido de tratamiento.

La Figura 3 es un diagrama detallado de la ranura del aparato representado en la Fig. 2.

La Figura 4 ilustra la sensibilidad al cizallamiento de una solución de guar.

La Figura 5 ilustra las sensibilidades al cizallamiento de dos fluidos de guar entrelazados con titanio.

La Figura 6 ilustra las sensibilidades al cizallamiento de una emulsión de ácido láctico, una solución de hidroxietil celulosa, un fluido CMHPG entrelazado con circonio, un fluido de guar entrelazado con borato y un fluido de guar entrelazado con titanio.

DESCRIPCIÓN DETALLADA También debería notarse que en el desarrollo de cualquier modalidad real, deben tomarse numerosas decisiones específicas de implementación para lograr los objetivos específicos del desarrollador, tales como el cumplimiento de restricciones relacionadas con el sistema y con los negocios, las que variarán de una implementación a otra. Además, se apreciará que tal esfuerzo de desarrollo puede ser complejo y consumidor de tiempo pero no obstante sería una garantía de un proyecto rutinario para los expertos en la materia que tienen el beneficio de esta descripción. Adicionalmente, la composición usada/descrita en la presente puede comprender también algunos componentes además de los mencionados. En el compendio de la invención y en esta descripción detallada, cada valor numérico debería leerse una vez como modificado por el término "aproximadamente" (a menos que ya expresamente se haya modificado), y después leerse de nuevo como no modificado de esta manera a menos que se indique de cualquier otra forma en el contexto. Además, en el compendio de la invención y en esta descripción detallada, debería entenderse que un intervalo de concentración listado o descrito como útil, adecuado, o similar, pretende que todas las concentraciones dentro del intervalo, que incluye los puntos extremos, deben considerarse como que se han indicado. Por ejemplo, "un rango desde 1 hasta 10" se interpretará como que indica todo y cada número posible a lo largo de la continuidad entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10. Por lo tanto, incluso si los puntos de datos específicos dentro del rango, o incluso los no puntos de datos dentro del rango, se identifican explícitamente o se refieren solamente a unos cuantos específicos, se entenderá que los inventores aprecian y entienden que cualquiera y todos los puntos de datos dentro del rango se considerarán que se han especificado, y que los inventores poseen los conocimientos del rango entero y todos los puntos dentro del rango.

Las modalidades se refieren a métodos para controlar el flujo de fluido a través de trayectorias en las formaciones rocosas penetradas por un hoyo en un pozo subterráneo. Los métodos descritos son aplicables a los tratamientos asociados con las actividades de mantenimiento de pozos que se llevan a cabo durante toda la vida de un pozo, que incluyen (pero sin limitarse a) la construcción del pozo, la estimulación del pozo y las operaciones de rehabilitación.

Los inventores han descubierto sorprendentemente que los fluidos que comprenden al menos un polímero polisacárido, al menos un agente de reticulación y fibras pueden ser útiles para controlar el flujo de fluido a través de las aberturas en las formaciones rocosas penetradas por un hoyo en un pozo subterráneo. Opcionalmente, pueden estar presentes partículas sólidas en los fluidos. Cuando estos fluidos se someten a un ambiente de alto esfuerzo de cizallamiento, pierden viscosidad. Sin recurrir a ninguna teoría, la viscosidad más baja promueve el entrelazado de las fibras y la formación de agregados de fibras o masas floculentas.

Sin recurrir a ninguna teoría, se cree que cuando estos fluidos se someten a un alto esfuerzo de cizallamiento en el hoyo durante una operación de bombeo, las masas floculentas tenderán a congregarse contra, unir o taponar las trayectorias en la roca de la formación a través de las cuales pueden fluir los fluidos del hoyo. Tales trayectorias pueden incluir (pero sin limitarse a) poros, grietas, fisuras y cavidades. Además, se cree que las masas floculentas fluirán preferencialmente hacia las trayectorias que aceptan fluidos a más altas tasas. Se piensa que el esfuerzo de cizallamiento sea el principal parámetro que activa la floculación. La adición de activadores químicos puede no ser necesaria, y la floculación puede no depender de la temperatura.

Cuando la masa floculenta se congrega contra las trayectorias en la roca de la formación, se cree que dificultan el posterior flujo de fluido. Los inventores creen que este efecto puede ser útil durante una variada gama de operaciones de mantenimiento de pozos, que incluyen (pero sin limitarse a) resolver la circulación perdida durante la perforación y la cementación, y proporcionar control de pérdida de fluido durante la perforación, la cementación, la acidificación de la matriz, la fracturación ácida, la fracturación hidráulica, los tratamientos de consolidación de formación, los tratamientos de control de arena y las operaciones de rehabilitación. En el contexto de la cementación, las masas floculentas pueden ser útiles durante tanto la cementación primaria como la correctiva. Las masas floculentas pueden ser además particularmente útiles para proporcionar desvío de fluido cuando se tratan múltiples formaciones con diferentes permeabilidades o inyectabilidades, o una única formación cuya permeabilidad e inyectabilidad son variables.

El fluido de tratamiento puede ser un fluido de base acuosa hecho con agua dulce, agua de mar, salmuera, etc., en dependencia de la compatibilidad con el viscosificante y la formación.

En un aspecto, las modalidades se refieren a métodos para controlar el flujo de fluidos a través de una o más trayectorias en una o más formaciones rocosas penetradas por un pozo subterráneo. Se prepara un fluido de tratamiento que comprende (a) al menos un polímero polisacárido, (b) al menos un agente de reticulación, y (c) fibras, o una mezcla de fibras y partículas. El fluido de tratamiento se bombea hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo. Cuando el fluido de tratamiento pasa través de la restricción de flujo, se somete a un ambiente de alto esfuerzo de cizallamiento. Después el fluido se inyecta dentro o adyacente a la formación.

En un aspecto adicional, las modalidades de la invención se refieren a métodos para resolver la circulación perdida en un pozo subterráneo penetrado por un hoyo. Se prepara un fluido de tratamiento que comprende (a) al menos un polímero polisacárido, (b) al menos un agente de reticulación, y (c) fibras, o una mezcla de fibras y partículas. El fluido de tratamiento se bombea hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo. Cuando el fluido de tratamiento pasa través de la restricción de flujo, se somete a un ambiente de alto esfuerzo de cizallamiento. Después el fluido se inyecta dentro o adyacente a la formación.

En aún un aspecto adicional, las modalidades de la invención se refieren a métodos para tratar una formación subterránea penetrada por un hoyo. Se prepara un fluido de tratamiento que comprende (a) al menos un polímero polisacárido, (b) al menos un agente de reticulación, y (c) fibras, o una mezcla de fibras y partículas. El fluido de tratamiento se bombea hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo. Cuando el fluido de tratamiento pasa través de la restricción de flujo, se somete a un ambiente de alto esfuerzo de cizallamiento. Después el fluido se inyecta dentro o adyacente a la formación.

En las varias modalidades de la invención, los polímeros polisacáridos pueden incluir (pero sin limitarse a) guar, carboximetilhidroxipropil guar (CHMPG) e hidroxipropil guar (HPG). La concentración de polímero es preferentemente entre aproximadamente 1.8 g/1 y 7.2 g/1, más preferentemente entre aproximadamente 1.8 g/1 y 4.8 g/1, y lo más preferentemente entre aproximadamente 1.8 g/1 y 2.4 g/1 de fluido de tratamiento.

El polímero agente de reticulación de fluido puede comprender uno o más compuestos de iones multivalentes solubles en agua que contienen uno o más cationes preferencialmente seleccionados a partir del grupo que comprende Fe2+, Fe3+, Al3+, Ti4+, Zn2+, Sn4+, : Ca2+, Mg , Cr y Zr . Adicionalmente, pueden emplearse los compuestos de borato solubles en agua. Los agentes de reticulación preferidos pueden comprender los compuestos de Ti4+ y Zr4+ solubles en agua. La concentración del agente de reticulación es preferentemente entre aproximadamente 0.05 ml/1 y 0.5 ml/1 de fluido de tratamiento. Para el agente de reticulación de Ti4+ soluble en agua, el intervalo de concentración más preferido está entre aproximadamente 0.15 ml/1 y 0.40 ml/1 de fluido de tratamiento, y el intervalo de concentración más preferido de todos está entre aproximadamente 0.30 ml/1 y 0.40 ml/1 de fluido de tratamiento. Para el agente de reticulación de Zr + soluble en agua, el intervalo de concentración más preferido está entre aproximadamente 0.10 ml/1 y 0.35 ml/1 de fluido de tratamiento, y el intervalo de concentración más preferido está entre aproximadamente 0.10 ml/1 y 0.20 ml/1 de fluido de tratamiento.

La viscosidad provista por el fluido de polímero entrelazado puede permitir el transporte óptimo de fibras y sólidos y evitar la unión o el taponamiento cuando el fluido se bombea hacia su destino a través del cuerpo tubular.

Las fibras de la invención pueden comprender (pero no limitarse a) ácido poliláctico, poliéster, polilactona, polipropileno, poliolefina, poliamida, polifenol-formaldehído, alcohol de polivinilo, cloruro de polivinilo, fibra de carbono, poliuretano, vidrio y mezclas de los mismos. La concentración de fibras en el fluido de tratamiento es preferentemente entre aproximadamente 6 g/1 y aproximadamente 72 g/1 de fluido de tratamiento, más preferentemente entre aproximadamente 12 g/1 y 36 g/1 de fluido de tratamiento y lo más preferentemente entre aproximadamente 12 g/1 y 24 g/1 de fluido de tratamiento. El intervalo de longitud de la fibra preferido es entre aproximadamente 2 mm y 25 mm, más preferentemente entre aproximadamente 4 mm y 18 mm, y lo más preferentemente entre aproximadamente 5 mm y 10 mm. El intervalo de diámetro de la fibra preferido es entre aproximadamente 1 µp? hasta 200 µ??, más preferentemente entre aproximadamente 1.5 µ?? y 100 µ??, y lo más preferentemente entre aproximadamente 10 µ?? y 20 µ??. Una ventaja ofrecida por algunas de las fibras antes mencionadas es que, por ejemplo, las fibras de polipropileno y poliolefina son solubles en hidrocarburos líquidos tal como el petróleo crudo, y otras se degradarán mediante hidrólisis en presencia de trazas de agua y calor. Con el tiempo, pueden disolverse y llevarse lejos por el fluido de hidrocarburo producido, proporcionando la limpieza y producción del pozo mejoradas.

Las mezclas de fibras pueden además usarse, por ejemplo como se describe en la publicación de solicitud de patente de los Estados Unidos número 20100152070. Por ejemplo, las fibras pueden ser una mezcla de fibras largas y fibras cortas. Preferentemente, las fibras largas son rígidas y las fibras cortas son flexibles. Se cree que tales fibras largas conforman una estera o red tridimensional en la trayectoria de flujo que atrapa las partículas, si están presentes, y las fibras cortas.

Cuando están presentes, las partículas sólidas pueden comprender (pero sin limitarse a) ácido poliláctico, poliéster, carbonato de calcio, cuarzo, mica, alúmina, aluminosilicatos, arcilla, barita, hematita, ilmenita, tetraóxido de manganeso, y mezclas de los mismos. El intervalo de tamaño de partícula sólida preferido es entre aproximadamente 5 µp? y 1000 µp?, más preferentemente entre aproximadamente 10 µ?? y 300 µ??, y lo más preferentemente entre aproximadamente 15 µ?t? hasta 150 µ??. El intervalo de concentración de partículas sólidas preferido es entre aproximadamente 6 g/1 y 72 g/1 de fluido de tratamiento, más preferentemente entre aproximadamente 12 g/1 y 36 g/1 de fluido de tratamiento, y lo más preferentemente entre aproximadamente 15 g/1 y 20 g/1 de fluido de tratamiento.

El fluido de tratamiento puede bombearse preferentemente a través de la restricción de flujo a una velocidad suficiente para exponer el fluido a una tasa de cizallamiento que excede aproximadamente 1500 s' Con mayor preferencia, la tasa de cizallamiento puede exceder aproximadamente 5000 s"1. Con la máxima preferencia, la tasa de cizallamiento puede exceder aproximadamente 10,000 s"1. Las restricciones de flujo adecuadas pueden incluir (pero sin limitarse a) brocas de perforación, perforaciones y estranguladores.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar adicionalmente la invención.

EJEMPLO 1 Se realizaron experimentos para determinar la relación entre la viscosidad del fluido y la capacidad de las fibras para unirse a través de una ranura, simulando una grieta en la pared de la formación. Se prepararon fluidos basados en tres espesantes. Las composiciones se dan a continuación.

Sistema A: Se prepararon dos soluciones acuosas que contenían una sal cuaternaria de amonio de un ácido graso (C-6212, disponible de Akzo Nobel, Chicago, Illinois, Estados Unidos) y una solución de cloruro de amonio y urea (ENGRO 28-0-0, disponible de Agrium, Calgary, Alberta, Canadá). El primer fluido contenía 0.5 % en volumen de C-6212 y 1.5 % en volumen de ENGRO 28-0-0. El segundo fluido contenía 0.75 % en volumen de C-6212 y 1.5 % en volumen de ENGRO 28-0-0. Las viscosidades de los fluidos eran 9 cP y 10 cP a 170 s-1 , respectivamente.

Sistema B: Se prepararon tres soluciones acuosas que contenían amidopropil dimetil betaína erúcica, disponible de Rhodia, Cranbury, Nueva Jersey, Estados Unidos. El primer fluido contenía 0.75 % en volumen de la betaína. El segundo fluido contenía 1 .0 % en volumen de la betaína, y el tercero contenía 1.5 % en volumen de la betaína. Las viscosidades de los fluidos eran 5 cP, 18 cP y 39 cP a 170 s"1, respectivamente.

Sistema C: Se prepararon tres soluciones acuosas que contenían goma de guar. Las concentraciones de la goma de guar eran 2.4 kg/m , 3.6 kg/m y 4.8 kg/m . Las viscosidades de los fluidos eran 21 cP, 53 cP y 96 cP a 170 s"1, respectivamente.

Las fibras empleadas en los experimentos se elaboraron de ácido poliláctico (PLA). Las fibras tenían 6 mm de largo y 12 µp? de diámetro.

El aparato de prueba, mostrado en la Fig. 2, se diseñó para simular el flujo de fluido hacia dentro de un vacío en la roca de la formación. Una bomba 201 se conecta a un tubo 202. El volumen interno del tubo es 500 mi. Un pistón 203 se ajusta dentro del tubo. Un sensor de presión 204 se ajusta al extremo del tubo entre el pistón y el extremo del tubo que se conecta a la bomba. Un ensamble de ranura 205 se fija al otro extremo del tubo.

En la Fig. 3 se muestra una vista detallada del ensamble de ranura. La parte exterior del ensamble es un tubo 301 cuyas dimensiones son 130 mm de largo y 21 mm de diámetro. La ranura 302 tiene 65 mm de largo y 2.0 mm de ancho. Precediendo la ranura hay una sección cónica 303 de 10 mm de largo.

Para cada prueba, se prepararon 500 mi de fluido que contenía fibras de PLA. Las fibras se adicionaron manualmente y se dispersaron completamente en el fluido de prueba. Después de transferir el fluido de prueba al tubo 202, se insertó el pistón 203. El tubo se selló, y se bombeó agua a una velocidad de manera que la velocidad de desplazamiento del pistón era 0.5 m/s (24 ml/min). Las fibras que se unían a través de la ranura se indicaron cuando la presión del sistema se elevó por encima de 0.35 MPa (50 psi).

La inspección de la Fig. 1 revela que la concentración de fibras necesaria para provocar la unión a través de la ranura disminuye al disminuir la viscosidad del fluido.

EJEMPLO 2 Se preparó una solución acuosa de goma de guar en una mezcladora Waring. La concentración de guar era 1.8 g/1. Una muestra de la solución de guar se transfirió después a un viscosímetro Paar Physica. La viscosidad del fluido se monitoreó continuamente mientras el fluido se expuso a un periodo inicial de 10 min de cizallamiento a 100 s'1, después a 1500 s"1 durante un periodo de cizallamiento de 5 min a 1500 s"1, después a un periodo final de 10 min de cizallamiento a 100 s"1. El periodo de cizallamiento a 1500 s"1 simuló el paso del fluido a través de una restricción de flujo en un cuerpo tubular. Los resultados se presentan en la Fig. 4. Durante el primer período de cizallamiento a 100 s"1, la viscosidad del fluido se hizo estable a 127 cP. Después del período de cizallamiento a 1500 s"1, la viscosidad del fluido era 60 cP después de restaurar la velocidad de cizallamiento a 100 s K La disminución de la viscosidad que resulta a partir del período de alta velocidad de cizallamiento se usa para calcular un índice de estabilidad de acuerdo con la Ec. 1.

Is = T]J ?0 x 100, -donde (Ec. 1) Is = índice de estabilidad, ?0= viscosidad del fluido antes del período a alta velocidad de cizallamiento, y ?8= viscosidad del fluido después del período a alta velocidad de cizallamiento.

Para este experimento, el índice de estabilidad Ix para la solución de guar era 47.

EJEMPLO 3 Se prepararon dos fluidos de guar entrelazado con titanio en una mezcladora Waring. La concentración de guar era 2.4 g/1, y las concentraciones del agente de reticulación de titanio eran 0.07 ml/1 y 0.08 ml/1. El agente de reticulación era una solución al 80 % en peso de titanato de trietanolamina en alcohol isopropílico.

Se probaron después una serie de fluidos de guar entrelazado en un viscosímetro Paar Physica. Las viscosidades de los fluidos se monitorearon continuamente mientras los fluidos se exponían a un período inicial de 10 min de cizallamiento a 100 s"1, un período de cizallamiento a 1500 s'1, y después a un periodo final de 10 min de cizallamiento a 100 s"1. La duración del periodo de cizallamiento a 1500 s"1 varió entre 1 min y 5 min. Se calcularon después los índices de estabilidad. Los resultados se presentan en la Fig. 5. A ambas concentraciones del agente de reticulación, el índice de estabilidad disminuyó cuando aumentó la duración del periodo de cizallamiento a 1500 s-1.

EJEMPLO 4 Se probó la estabilidad al cizallamiento de cinco fluidos. El primer fluido era una emulsión de ácido poliláctico: PL-1000, fabricado por Miyoshi Oil & Fat Company, Tokio, Japón. El segundo fluido era una solución de 12 g/1 de hidroxietil celulosa: CELLOSIZE™ HEC 10, fabricado por The Dow Chemical Company. El tercer fluido fue un fluido CMHPG entrelazado con circonio. La concentración de CMHPG era 3.0 g/1, y la concentración del agente de reticulación era 0.3 ml/1. El agente de reticulación era una solución que contenía 22.6 % en peso de lactato de sodio circonio, 53.8 % en peso de agua y 13.6 % en peso de metanol. El cuarto fluido era un fluido de guar entrelazado con borato. La concentración de guar era 1.8 g/1, y la concentración del agente de reticulación era 0.5 ml/1. El agente de reticulación era ácido bórico. El quinto fluido era un fluido de guar entrelazado con titanio. La concentración de guar era 3.0 g/1, y la concentración del agente de reticulación era 0.07 ml/1. El agente de reticulación era una solución de 80 % en peso de titanato de trietanolamina en alcohol isopropílico.

Con la excepción de la emulsión de ácido poliláctico, los fluidos se prepararon en una mezcladora Waring. Los fluidos se transfirieron a un viscosímetro Paar Physica. Las viscosidades de los fluidos se monitorearon continuamente mientras los fluidos se exponían a un periodo inicial de 10 min de cizallamiento a 100 s"1, a un periodo de cizallamiento a 1500 s"1, y después a un periodo final de 10 min de cizallamiento a 100 s'1. La duración del periodo de cizallamiento a 1500 s'1 varió entre 1 min y 5 min. Se calcularon después los índices de estabilidad. Los resultados se presentan en la Fig. 6.

Los resultados mostraron que los fluidos entrelazados con polímeros son significativamente más sensibles al cizallamiento que los fluidos de ácido poliláctico y de hidroxietil celulosa. Estos promoverían mejor la formación de masas floculentas de fibras, y por lo tanto se prefieren para su uso en la presente invención.

Claims (17)

REIVINDICACIONES:

1. Un método para controlar el flujo de fluido a través de una o más trayectorias en una o más formaciones rocosas penetradas por un hoyo en un pozo subterráneo, que comprende: i. preparar un fluido de tratamiento que comprende (a) al menos un polímero polisacárido, (b) al menos un agente de reticulación, y (c) fibras o una mezcla de fibras y partículas; ii. bombear el fluido de tratamiento hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo; y iii. inyectar el fluido de tratamiento dentro o adyacente a la formación.

2. Un método para resolver la circulación perdida en un pozo subterráneo penetrado por un hoyo que comprende: i. preparar un fluido de tratamiento que comprende (a) al menos un polímero polisacárido, (b) al menos un agente de reticulación, y (c) fibras o una mezcla de fibras y partículas; ii. bombear el fluido de tratamiento hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo; y iii. inyectar el fluido de tratamiento dentro o adyacente a la formación.

3. Un método para tratar una formación subterránea penetrada por un hoyo, que comprende: i. preparar un fluido de tratamiento que comprende (a) al menos un polímero polisacárido, (b) al menos un agente de reticulación, y (c) fibras o una mezcla de fibras y partículas; ii. bombear el fluido de tratamiento hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo; y iii. inyectar el fluido de tratamiento dentro o adyacente a la formación.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el polímero polisacárido comprende uno o más miembros de la lista que comprende guar, carboximetilhidroxipropil guar e hidroxipropil guar.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la concentración del polímero polisacárido está entre aproximadamente 1.8 g/1 y aproximadamente 7.2 g/1 de fluido de tratamiento.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el agente de reticulación comprende uno o más miembros de la lista que comprende un compuesto de titanio soluble en agua, un compuesto de circonio soluble en agua, un compuesto de borato soluble en agua y un compuesto de aluminio soluble en agua.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la concentración del agente de reticulación en el fluido de tratamiento es entre aproximadamente 0.05 ml/1 y 0.5 ml/1 de fluido de tratamiento.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde las fibras comprenden uno o más miembros de la lista que comprende ácido poliláctico, poliéster, polilactona, polipropileno, poliolefína, poliamida, polifenol formaldehído, alcohol polivinílico, cloruro de polivinilo, fibra de carbono, poliuretano y vidrio.

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la concentración de fibras es entre aproximadamente 6 g/1 y 72 g/1 de fluido de tratamiento.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la longitud de la fibra es entre aproximadamente 2 mm y 25 mm, y el diámetro de la fibra es entre aproximadamente 1 µ?? y 200 µp?.

1 1. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde las partículas comprenden uno o más miembros de la lista que comprende ácido poliláctico, poliéster, carbonato de calcio, cuarzo, mica, alúmina, aluminosilicatos, arcilla, barita, hematita, ilmenita y tetraóxido de manganeso.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la concentración de partículas es entre aproximadamente 6 g/1 y 72 g/1 de fluido de tratamiento.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el tamaño de las partículas es entre 5 µ?? y 1000 µ??.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el fluido de tratamiento se bombea a través de la restricción del cuerpo tubular a una velocidad suficiente para someter el fluido a una velocidad de cizallamiento más alta que aproximadamente 1500 s'1.

15. El método de la reivindicación 14, en donde la restricción del cuerpo tubular comprende una broca de perforación.

16. El método de la reivindicación 14, en donde la restricción del cuerpo tubular comprende una o más perforaciones.

17. El método de la reivindicación 14, en donde la restricción del cuerpo tubular comprende uno o más estranguladores. RESUMEN Los métodos para controlar el flujo de fluido a través de una o más trayectorias en una o más formaciones rocosas penetradas por un hoyo en un pozo subterráneo, comprenden inyectar dentro o adyacente a la formación un fluido de tratamiento que comprende al menos un polímero polisacárido; al menos un agente de reticulación; y fibras, o una mezcla de fibras y partículas. Los fluidos se bombean hacia dentro del pozo a través de un cuerpo tubular que comprende al menos una restricción de flujo. El cizallamiento del fluido de tratamiento cuando pasa a través de la restricción de flujo provoca que la viscosidad disminuya, permitiendo que las fibras conformen masas que migran hacia las aberturas en la roca de la formación tales como poros, grietas, fisuras y cavidades. Como un resultado, las masas fibrosas son útiles para resolver la circulación perdida, proporcionar control de pérdida de fluido y como agentes desviadores.