MX2013009561A - Composicion y metodo para el tratamiento de pozos en una formacion subterranea con fluidos polimericos reticulantes. - Google Patents

Composicion y metodo para el tratamiento de pozos en una formacion subterranea con fluidos polimericos reticulantes.

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MX2013009561A
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Abstract

La solución concentrada para la reticulación de los polímeros comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución.

Description

COMPOSICIÓN Y MÉTODO PARA EL TRATAMIENTO DE POZOS EN UNA FORMACIÓN SUBTERRÁNEA CON FLUIDOS POLIMÉRICOS RETICULANTES Campo de la invención La invención se relaciona con una composición para el tratamiento en un pozo dentro de una formación subterránea. Más particularmente, algunas modalidades se relacionan con composiciones y métodos para usar una solución reticulante acuosa basada en borato suspendida en poliol y agente gelificante.
Antecedentes Las declaraciones en esta sección simplemente proporcionan la información antecedente en relación con la presente descripción y pueden no constituir la técnica anterior .
En la técnica para recuperar valores de hidrocarburos de formaciones subterráneas, es común, particularmente en formaciones de poca permeabilidad, fracturar hidráulicamente la formación que contiene hidrocarburos para proporcionar canales de flujo para facilitar la producción de los hidrocarburos a la boca del pozo. Los fluidos de fracturación comprenden típicamente un fluido acuoso o de base aceite que incorpora un agente de espesamiento polimérico. El agente de espesamiento polimérico ayuda a controlar las fugas del fluido de fracturación en la formación, ayuda en la transferencia de la presión de fracturación hidráulica a las superficies de las rocas y, principalmente, permite la suspensión de materiales apuntalantes en partículas que se mantienen en su lugar dentro de la fractura cuando se libera la presión de fracturación.
Los agentes de espesamiento polimérico típicos para usar en los fluidos de fracturacion son polímeros polisacáridos . Por ejemplo, los fluidos de fracturacion comprenden gomas de galactomanano tales como guar y guars sustituidos tales como hidroxipropil guar o carboximetilhidroxipropil guar. Los polímeros celulósicos tales como la hidroxietil celulosa pueden usarse también así como los polímeros sintéticos como poliacrilamina . Para aumentar la viscosidad y, de esta forma, la capacidad de conducción del apuntalante así como para aumentar la estabilidad del fluido de fracturacion a alta temperatura, se practica también comúnmente la reticulación de los polímeros. Los agentes de reticulación típicos comprenden compuestos solubles de boro, zirconio o titanio. Estos iones metálicos proporcionan la reticulación o unen de las cadenas de polímero para aumentar la viscosidad y mejorar la reología del fluido de fracturacion.
Por necesidad, los fluidos de fracturacion se preparan en la superficie y luego se bombean a través de la tubería en la boca del pozo a la formación subterránea que contiene el hidrocarburo. Aunque la alta viscosidad es una característica deseable de un fluido dentro de la formación para transferir eficientemente las presiones de fracturacion a la roca así como para reducir la fuga de fluido, se requieren grandes cantidades de caballos de fuerza hidráulica para bombear dichos fluidos de alta viscosidad a través de las tuberías del pozo a la formación. Para reducir la presión de fricción, se han desarrollado varios métodos para retardar la reticulación de los polímeros en un fluido de fracturacion. Esto permite el bombeo de un fluido de fracturacion relativamente menos viscoso que tiene presiones de fricción relativamente bajas dentro de la tubería del pozo donde se afecta la reticulación en o cerca de la formación subterránea de manera que las propiedades ventajosas del fluido reticulado espeso están disponibles en la cara de la roca .
Es conocido proporcionar los agentes de reticulación poliméricos en forma de un concentrado suspendido en un medio de suspensión liquido adecuado. Asi, los agentes de reticulación se suspenden en líquidos acuosos y líquidos no acuosos tales como un hidrocarburo como diesel, aceites minerales, y keroseno, y alcoholes que contienen 6-12 átomos de carbono, aceites vegetales, éster-alcoholes, poliol éteres, glicoles, aceites animales, aceites de silicona, solventes halogenados, soluciones de resina con espíritus minerales, y soluciones de resina-aceite.
Numerosos problemas existen cuando se usan estos concentrados. Así, muchos de los medios de suspensión líquidos no acuosos son ambientalmente inaceptables y tienen características de pobre suspensión y estabilidad, y muchos son costosos y difíciles de bombear debido a la alta viscosidad o alta abrasividad en la bomba. Los concentrados de base acuosa son inaceptables a bajas temperaturas ya que su viscosidad aumenta de manera que se convierten en no vertibles o solidifican.
Compendio En un primer aspecto, la solución concentrada para la reticulación de los polímeros comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución.
En un segundo aspecto, la solución concentrada para la reticulación de los polímeros comprende agua, poliol, un agente gelificante polimérico, un agente de reticulación capaz de liberar un ion borato y un ion de calcio, y un ' agente quelante capaz de formar complejo con dicho ion de calcio .
En un tercer aspecto, un método comprende proporcionar un polímero hidratable; hidratar el polímero hidratable con un líquido acuoso; y reticular el polímero hidratable con una solución de reticulación concentrada que comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución .
En un cuarto aspecto, un método comprende proporcionar un polímero hidratable; hidratar el polímero hidratable con un líquido acuoso; y reticular el polímero hidratable con una solución de reticulación concentrada que comprende agua, un poliol, un agente gelificante polimérico, un agente de reticulación capaz de liberar un ion borato y un ion de calcio, y un agente quelante capaz de formar complejo con dicho ion de calcio.
En un quinto aspecto, un método para tratar una formación subterránea adyacente a una boca del pozo comprende proporcionar un polímero hidratable; hidratar el polímero hidratable con un líquido acuoso para obtener un fluido de tratamiento; añadir al fluido de tratamiento una solución de reticulación concentrada que comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución; y bombear el fluido de tratamiento a la boca del pozo.
En un sexto aspecto, un método para tratar una formación subterránea adyacente a una boca del pozo comprende proporcionar un polímero hidratable; hidratar el polímero hidratable con un líquido acuoso para obtener un fluido de tratamiento; añadir al fluido de tratamiento una solución de reticulación concentrada que comprende agua, un poliol, un agente gelificante polimérico, un agente de reticulación capaz de liberar un ion borato y un ion de calcio, y un agente quelante capaz de formar complejo con dicho ion de calcio; y bombear el fluido de tratamiento a la boca del pozo.
Breve descripción de los dibujos La Figura 1 muestra la liberación de iones por una solución reticulante típica y el efecto en la viscosidad del fluido de fracturación .
Descripción detallada Primeramente, debería notarse que en el desarrollo de cualquiera de las presentes modalidades, 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 pueden variar de una implementación a otra. Además, se apreciará que tal esfuerzo de desarrollo puede ser complejo y consumir tiempo pero no obstante sería una garantía de un proyecto rutinario para los expertos en la materia que tienen el beneficio de esta descripción.
La descripción y los ejemplos se presentan solamente con el propósito de ilustrar las modalidades de la invención y no se deben interpretar como una limitación del alcance y de la aplicabilidad de la invención. En el resumen de la invención y de esta descripción detallada, cada valor numérico se debe leer una vez como modificado por el término "aproximadamente" (a menos que expresamente ya esté modificado) , y después se debe leer de nuevo como no tan modificado a menos que se indique lo contrario en el contexto. Además, en el resumen de la invención y de esta descripción detallada, se debe entender que un intervalo de concentración listado o descrito como útil, adecuado, o similares, pretende que todas y cada una de las concentraciones dentro del intervalo, incluyendo los puntos extremos, se consideren como que han sido declaradas. Por ejemplo, "un intervalo de 1 a 10" se interpretará como que indica todo y cada número posible a lo largo de la continuidad entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10. Asi, incluso si unos puntos de datos específicos dentro del intervalo, o incluso ningún punto de dato dentro del intervalo, se identifican explícitamente o sólo se refieren unos pocos específicos, debe entenderse que los inventores aprecian y entienden que cualquiera y todos los puntos de datos dentro del intervalo se consideran que se han especificado, y que la posesión de los inventores de todo el intervalo y de todos los puntos dentro del intervalo describen y habilitan todo el intervalo y todos los puntos dentro del intervalo.
De acuerdo con una modalidad, se describe una solución de reticulación concentrada acuosa mejorada para usar en los fluidos de tratamiento del pozo tales como los fluidos de fracturación, fluidos de empaque de grava y similares. La solución concentrada comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución y todavía está encerrado en el agente de reticulación. En una modalidad, el agente de reticulación se suspende en la mezcla de agua con el poliol y el agente gelificante. La solución comprende iones borato en solución y otros iones borato encerrados en el agente de reticulación para la liberación lenta en la solución. Dichos iones borato liberados lentamente se usarán para la reticulación de los polímeros. En una modalidad, la cantidad de iones borato encerrados en el agente de reticulación es de más de 90% en peso, de más de 80% en peso o de más de 70% en peso de la cantidad total de iones borato desprendibles por el agente de reticulación.
La mezcla de agua puede ser, por ejemplo, agua, espumas de base acuosa o mezcla agua-alcohol. Otros líquidos acuosos pueden utilizarse siempre que no reaccionen adversamente con o de cualquier otra forma afecten otros componentes de la solución de reticulación concentrada o el fluido de tratamiento formado con eso. El agua puede ser agua dulce, agua producida, o agua de mar. El agua puede además ser salmuera .
El agente de reticulación usado para formar la solución de reticulación acuosa concentrada incluye, pero sin limitarse a, compuestos liberadores de iones borato solubles en agua. Los ejemplos de esos agentes de reticulación incluyen compuestos liberadores de iones borato tales como ácido bórico, óxido bórico, ácido pirobórico, ácido metabórico, bórax, tetraborato sódico, ulexita, colemanita, probertita, nobleita, gowerita, frolovita, meyerhofferita, inyoita, priceita, tertschita, ginorita, hidroboracita, inderborita, o mezclas de estos. El agente de reticulación puede comprender adicionalmente compuestos liberadores de cationes de metales polivalentes capaces de liberar cationes tales como magnesio, aluminio, titanio, zirconio, cromo, y antimonio, y composiciones que contienen estos compuestos. Los ejemplos de compuestos liberadores de iones de metales de transición son dióxido de titanio, oxicloruro de zirconio, acetilacetonato de zirconio, citrato de titanio, malato de titanio, tartrato de titanio, lactato de zirconio, acetato aluminico, y otros quelatos de aluminio, titanio, zirconio, cromo, y antimonio.
En una modalidad, cuando el compuesto liberador de iones borato es un mineral, por ejemplo, como ulexita, colemanita, probertita, nobleita, gowerita, frolovita, meyerhofferita, inyoita, priceita, tertschita, ginorita, hidroboracita, inderborita, o mezclas de estos, el mineral se muele hasta un polvo fino o muy fino: hasta un promedio de 4 mieras a 100 mieras. Con tales partículas finas, se reduce la abrasividad de las bombas.
En una modalidad el agente de reticulación es una mezcla de ácido bórico, bórax y ulexita. En este caso, la cantidad de iones borato atrapados en la ulexita es de más de 90% en peso, de más de 80% en peso o de más de 70% en peso de la cantidad total de iones borato desprendible por la ulexita.
En una modalidad, el agente de reticulación puede ser un agente de reticulación dual que comprende compuestos liberadores de iones borato y compuestos liberadores de iones de zirconio IV solubles en agua. En algunas modalidades, se usa un compuesto de zirconio y un compuesto liberador de iones borato. Los compuestos liberadores de iones borato que pueden emplearse incluyen, por ejemplo, cualquier compuesto de boro que puede suministrar iones borato en la composición, por ejemplo, ácido bórico, boratos de metales alcalinos tales como diborato de sodio, tetraborato de potasio, tetraborato sódico (bórax) , pentaboratos y similares y boratos de metales alcalinos y zinc. Tales compuestos liberadores de iones borato se describen en la patente de Estados Unidos núm. 3,058,909 y la patente de Estados Unidos núm. 3,974,077 las que se incorporan en la presente descripción como referencia. Adicionalmente, esos compuestos liberadores de iones borato incluyen óxido bórico (tales como los seleccionados de H3B03 y B203) y compuestos de borato poliméricos. Además, las mezclas de cualquiera de los compuestos liberadores de iones borato de referencia pueden emplearse. Dichos liberadores de borato requieren típicamente un pH básico (por ejemplo, 7.0 a 12) para que ocurra la reticulación.
Típicamente, el agente de reticulación se emplea en la solución en una concentración en peso de aproximadamente 1% a aproximadamente 60% o de aproximadamente 3% a aproximadamente 50%, o de aproximadamente 5% a aproximadamente 45%.
La solución de reticulación concentrada acuosa incluye uno o más reductores del punto de congelación del poliol. Los reductores del punto de congelación del poliol pueden ser glicoles tales como etilenglicol , dietilenglicol , dipropilenglicol, polietilenglicol , propilenglicol y alcoholes de azúcar tales como glicerina, sorbitol y maltosa o similares para evitar que el concentrado se congele en clima frió.
Los polioles se definen en una modalidad no limitante como polioles que tienen al menos un grupo hidroxilo en dos átomos de carbono adyacentes. Los átomos de carbono adyacentes pueden tener más de un grupo hidroxilo, y el poliol puede tener más de dos átomos de carbono adyacentes, cada uno con al menos un grupo hidroxilo. En otra modalidad, los polioles son monosacáridos, los cuales son gliceroles (monosacáridos trihidricos con tres grupos hidroxilo) y alcoholes de azúcar (que tienen más de tres grupos hidroxilo) y oligosacáridos . En otra modalidad, los polioles son ácidos, sales ácidas, ácidos grasos (alquil glicósidos) , y alcohol, derivados de alquil y amina (glicosilaminas) de monosacáridos y oligosacáridos. Los ejemplos específicos de polioles que caen dentro de estas definiciones incluyen, pero no necesariamente se limitan a, manitol (azúcar maná, manita) , sorbitol (D-sorbitol, alcohol hexahídrico) , xilitol, glicerina, glucosa, (dextrosa, azúcar de uva, azúcar de cereales), fructosa (azúcar de fruta, levulosa) , maltosa, lactosa, tagatosa, psicosa, galactosa, xilosa (azúcar de madera), alosa ( ß-D-alopiranosa) , ribosa, arabinosa, ramnosa, mañosa, altrosa, ribopiranosa, arabinopiranosa, glucopiranosa, gulopiranosa, galatopiranosa, psicopiranosa, alofuranosa, gulofuranosa, galatofuranosa , glucosamina, condrosamina, galactosamina, etil-hexo glucósido, metilo-hexo glucósido, ácido aldárico, aldarato de sodio, ácido glucárico, glucarato de sodio, ácido glucónico, gluconato sódico, ácido glucoheptónico, glucoheptonato sódico, y mezclas de estos. En una modalidad no limitante, el peso molecular de los polioles simples puede estar en el intervalo de aproximadamente 65 a aproximadamente 500, donde una modalidad alterna para el peso molecular está en el intervalo de aproximadamente 90 a aproximadamente 350. Los oligosacáridos pueden tener pesos moleculares en el intervalo de aproximadamente 450 a aproximadamente 5000 en una modalidad no limitante, con la mayor parte en el intervalo de aproximadamente 480 a aproximadamente 1000 en otra modalidad no limitante.
El poliol se combina con el agua en una cantidad entre aproximadamente 5% a aproximadamente 60% en peso, o entre aproximadamente 10% a aproximadamente 50% en peso, o entre aproximadamente 15% a aproximadamente 45%) en peso.
En una modalidad, cuando se usa un agente de reticulación de borato solo, el poliol y especialmente el glicol aumentarán la solubilidad del compuesto de borato. Por lo tanto el agente de reticulación contendrá algún ion borato directamente en solución debido a la solubilidad parcial del compuesto de borato. Además, otro ion borato no estará en solución y será liberado lentamente después de eso. Por lo tanto; el tiempo de retraso de la reticulación variará dependiendo de la relación de minerales y la cantidad de poliol añadido a la solución.
La solución concentrada se mejora al añadir un agente gelificante o espesante. En una modalidad, el agente gelificante incluye, pero no se limita a, goma diutano, almidones, goma welan, goma de guar, goma xantano, carboximetilcelulosa, alginato, metilcelulosa, goma tragacanto y goma karaya.
De acuerdo con algunas modalidades, el agente gelificante puede ser un polisacárido tal como galactomananos sustituidas, tales como gomas de guar, polisacáridos de alto peso molecular compuestos de azúcar mañosa y galactosa, o derivados de guar tales como hidroxipropilo guar (HPG) , carboximetilhidroxipropil guar (CMHPG) y carboximetil guar (CMG) , guar modificados hidrofóbicamente, compuestos que contienen guar.
De acuerdo con algunas modalidades, el agente gelificante puede ser un polímero sintético tal como los polímeros de polivinilo, polimetacrilamidas, éteres de celulosa, lignosulfonatos , y amonio, metales alcalinos, y sales de tierras alcalinas de estos. Los ejemplos más específicos de otros polímeros solubles en agua típicos son los copolímeros de ácido acrílico acrilamida, copolímeros de ácido acrílico-metacrilamida, poliacrilamidas, poliacrilamidas parcialmente hidrolizadas, polimetacrilamidas parcialmente hidrolizadas, alcohol polivinílico, polialquilenoxidos, otros galactomananos, heteropolisacáridos obtenidos por fermentación del azúcar derivada del almidón y las sales de amonio y de metales alcalinos de los mismos.
De acuerdo con algunas modalidades, el agente gelificante puede ser un derivado de celulosa tal como hidroxietilcelulosa (HEC) o hidroxipropilcelulosa (HPC) , carboximetilhidroxietilcelulosa (C HEC) y carboximetilcelulosa (CMC) .
De acuerdo con algunas modalidades, el agente gelificante puede ser un biopolímero tal como xantano, diutano, y escleroglucano .
De acuerdo con algunas modalidades, el agente gelificante puede ser un surfactante viscoelástico (VES) . El VES puede seleccionarse del grupo que consiste de tensoactivos catiónicos, aniónicos, zwitteriónico, anfóteros, no iónicos y combinaciones de los mismos. Algunos ejemplos no limitantes son aquellos citados en las patentes de Estados Unidos 6,435,277 (Qu y otros) y 6,703,352 (Dahayanake y otros) , las cuales se incorporan en la presente como referencia. Los tensoactivos viscoelásticos, cuando se usan solos o en combinación, son capaces de formar micelas que forman una estructura en un medio acuoso que contribuye al aumento de la viscosidad del fluido (además referido como "micelas de viscosidad") . Estos fluidos se preparan normalmente mezclándose en cantidades apropiadas de VES adecuados para conseguir la viscosidad deseada. La viscosidad de los fluidos VES puede atribuirse a la estructura tridimensional formada por los componentes en los fluidos. Cuando la concentración de los surfactantes en un fluido viscoelástico excede significativamente de una concentración critica, y en la mayoría de los casos en presencia de un electrolito, las moléculas de surfactante se agregan en especies tales como micelas, las cuales pueden interactuar para formar una red exhibiendo un comportamiento viscoso y elástico .
En general, los surfactantes zwitteriónicos especialmente adecuados tienen la fórmula: RCONH- (CH2) a (CH2CH20) m (CH2) b-N+ (CH3) 2- (CH2) a. (CH2CH20) a» (CH2) b. COO" en los cuales R es un grupo alquilo que contiene de aproximadamente 11 a aproximadamente 23 átomos de carbono que puede ser ramificado o de cadena lineal y que puede ser saturado o insaturado; a, b, a', y b' son cada uno de 0 a 10 y m y m1 son cada uno de 0 a 13; a y b son cada uno 1 o 2 si m no es 0 y (a + b) es de 2 a 10 si m es 0; a' y b1 son cada uno 1 o 2 cuando m' no es 0 y (a '+ b') es de 1 a 5 si m es 0, (m + m' ) es de 0 a 14; y además pueden ser CH2CH20 y pueden también ser OCH2CH2. En algunas modalidades, se usa un tensoactivo zwitteriónico de la familia de la betaína.
Los surfactantes catiónicos viscoelásticos ilustrativos incluyen las sales de aminas y sales de amina cuaternaria descritas en las patentes de Estados Unidos núms . 5,979,557, y 6,435,277 las cuales se incorporan en la presente como referencia. Los ejemplos de tensoactivos viscoelásticos catiónicos adecuados incluyen tensoactivos catiónicos que tienen la estructura: R!N+(R2)(R3)(R4) X- en la cual Ri tiene de aproximadamente 14 a aproximadamente 26 átomos de carbono y puede ser ramificado o de cadena lineal, aromático, saturado o insaturado, y puede contener un carbonilo, una amida, una retroamida, una imida, una urea, o una amina; R2 , R3, y R4 son cada uno independientemente hidrógeno o un grupo alifático de Ci a aproximadamente el cual puede ser igual o diferente, de cadena ramificada o lineal, saturado o insaturado y uno o más de uno de los cuales puede sustituirse con un grupo que hace que al grupo R2, R3, y R4 más hidrófilo; los grupos R2, R3 y R4 pueden estar incorporados en una estructura de anillo de 5 o 6 miembros heterociclicos que incluye el átomo de nitrógeno; los grupos R2, R3 y R4 pueden ser iguales o diferentes; Ri, R2, R3 y/o R4 pueden contener una o más unidades de óxido de etileno y/u óxido de propileno; y X" es un anión. Las mezclas de tales compuestos también son adecuadas. Como un ejemplo adicional, Ri es de aproximadamente 18 a aproximadamente 22 átomos de carbono y puede contener un carbonilo, una amida, o una amina, y R2, R3 y R4 son los mismos uno que otro y contienen de 1 a aproximadamente 3 átomos de carbono.
Además, los surfactantes anfóteros viscoelásticos son adecuados. Los sistemas de surfactantes anfóteros viscoelásticos ilustrativos incluyen los descritos en la patente de Estados Unidos núm. 6,703,352, por ejemplo, óxidos de amina. Otros sistemas surfactantes viscoelásticos ilustrativos incluyen los descritos en las patentes de Estados Unidos núms . 6,239,183; 6,506,710; 7,060,661; 7,303,018; y 7,510,009, por ejemplo, los óxidos de amidoamina. Estas referencias se incorporan de esta manera en su totalidad. Las mezclas de tensoactivos zwitteriónicos y tensoactivos anfoteros son adecuadas. Un ejemplo es una mezcla de aproximadamente 13% de isopropanol, aproximadamente 5% de 1-butanol, aproximadamente 15% de éter monobutil etileno glicol, aproximadamente 4% de cloruro de sodio, aproximadamente 30% de agua, aproximadamente 30% de cocoamidopropil betaína, y aproximadamente 2% de óxido de cocoamidopropilamina .
El sistema surfactante viscoelástico puede estar basado además en cualquier surfactante aniónico adecuado. En algunas modalidades, el tensoactivo aniónico es un sarcosinato de alquilo. El sarcosinato de alquilo generalmente puede tener cualquier número de átomos de carbono. Los sarcosinatos de alquilo pueden tener aproximadamente 12 a aproximadamente 24 átomos de carbono. El sarcosinato de alquilo puede tener aproximadamente 14 a aproximadamente 18 átomos de carbono. Los ejemplos específicos del número de átomos de carbono incluyen 12, 14, 16, 18, 20, 22, y 24 átomos de carbono. El tensoactivo aniónico se representa por la fórmula química: RiCON(R2)CH2X en donde Ri es una cadena hidrófoba que tiene aproximadamente 12 a aproximadamente 24 átomos de carbono, R2 es hidrógeno, metilo, etilo, propilo, o butilo, y X es carboxilo o sulfonilo. La cadena hidrófoba puede ser un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquilarilalquilo, o un grupo alcoxialquilo . Los ejemplos específicos de la cadena hidrófoba incluyen un grupo tetradecilo, un grupo hexadecilo, un grupo octadecent ilo, un grupo octadecilo, y un grupo docosenoico .
De acuerdo con algunas modalidades, el agente gelificante puede ser un polímero asociativo para el cual las propiedades de viscosidad se mejoran por los surfactantes adecuados y polímeros hidrofóbicamente modificados. Por ejemplo, este puede ser un polímero cargado en presencia de un surfactante con una carga que es opuesta a aquella del polímero cargado, el surfactante es capaz de formar una asociación ion-par con el polímero resultando en un polímero hidrofóbicamente modificado que tiene una pluralidad de grupos hidrófobos, como se describe en la solicitud publicada de Estados Unidos 20040209780A1, Harris y otros.
El agente gelificante se combina con el agua y poliol en una cantidad entre aproximadamente 0.001% a aproximadamente 5% en peso, o entre aproximadamente 0.01% a aproximadamente 4% en peso, o entre aproximadamente 0.1% a aproximadamente 2.5% en peso.
El agente de reticulación es capaz de liberar otros iones del compuesto que pueden tener efectos indeseables en el concentrado. Es efectivo, cuando se usa el agente de reticulación de borato. Debido a la solubilidad parcial de los minerales de borato en el agente de reticulación, los iones distintos del boro están además presentes en la solución concentrada principalmente calcio y sodio.
De acuerdo con una modalidad adicional, el agente de reticulación es capaz de liberar ion de calcio. Particularmente el calcio puede interactuar con el agente gelificante añadido para aumentar la viscosidad del agente de reticulación formando una red. Este efecto indeseable puede reducirse añadiendo un agente quelante capaz de formar complejo con el ion de calcio. La Figura 1 muestra la liberación de iones borato y calcio para una solución reticuladora típica.
El agente quelante puede ser un agente complejo de calcio tal como citrato sódico, ácido cítrico, ácido mélico, ácido láctico, ácido tartárico, ácido ftálico, ácido benzoico, ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) , ácido dimetiletilendiaminotetraacético (DMEDTA) , ácido ciclohexildiaminotetraacético (CDTA) y mezclas de estos.
El agente quelante está presente en la solución en una cantidad entre aproximadamente 0.001% a aproximadamente 20%) en peso, o entre aproximadamente 0.01% a aproximadamente 15% en peso, o entre aproximadamente 0.5%) a aproximadamente 10% en peso.
Además, la solución concentrada del agente de reticulación puede contener un dispersante como un auxiliar durante el proceso de fabricación. La solución puede contener además otros materiales (aditivos) bien conocidos en la materia, tales como aditivos adicionales, que incluyen, pero sin limitarse a, ácidos, aditivos para el control de la pérdida de fluido, gas, inhibidores de la corrosión, inhibidores de costra, catalizadores, agentes para el control de la arcilla, biocidas, reductores de fricción, desintegrantes, combinaciones de los mismos y similares.
De acuerdo con una modalidad adicional, se describe un método para preparar un fluido de mantenimiento del pozo. El método comprende hidratar un polímero hidratable, como por ejemplo un polímero de polisacárido (goma de galactomanano o derivado de esta) , en un líquido acuoso y después de eso reticular el polímero con la solución de reticulación concentrada acuosa como se expuso anteriormente.
El fluido de mantenimiento del pozo después de ser preparado puede usarse en varias aplicaciones en una formación subterránea de una boca del pozo. El fluido puede ser un fluido de fracturación hidráulico, un fluido de empaque de grava, pero también un barro de perforación, un fluido de pérdida de fluido. El fluido puede ser no espumado, espumado, o energizado, dependiendo de las propiedades particulares de formación y objetivo de tratamiento.
Puede usarse cualquier gas adecuado que forma un fluido espumado o energizado cuando se introduce en el medio acuoso, ver, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos núm. 3,937,283 (Blauer y otros) de aquí en adelante incorporada como referencia. El componente gaseoso puede comprender un gas seleccionado del grupo que consiste de nitrógeno, aire, dióxido de carbono y cualquier mezcla de estos. El componente gaseoso puede comprender nitrógeno, en cualquier calidad disponible fácilmente. El componente gaseoso puede ayudar en algunos casos en una operación de fracturación y/o proceso de limpieza del pozo. El fluido puede contener de aproximadamente 10% a aproximadamente 90% en volumen del componente gaseoso basado en el por ciento en volumen del fluido total, o de aproximadamente 30% a aproximadamente 80% en volumen del componente gaseoso basado en el por ciento en volumen del fluido total, o de aproximadamente 40% a aproximadamente 70% en volumen del componente gaseoso basado en el por ciento en volumen del fluido total.
En algunas modalidades, un tampón ácido puede usarse para acelerar la velocidad de hidratación del polímero en salmuera. Las modalidades pueden contener además otros aditivos y químicos. Estos incluyen, pero no se limitan necesariamente a, materiales tales como surfactantes , desintegrantes, auxiliares de ruptura, eliminadores de oxigeno, agentes de ajuste de pH alcalinos, estabilizadores de arcilla (es decir, KC1, TMAC) , estabilizadores de alta temperatura, alcoholes, apuntalante, inhibidores de costra, inhibidores de la corrosión, aditivos de pérdida de fluido, bactericidas, y similares. Además, estos pueden incluir un co-surfactante para optimizar la viscosidad o minimizar la formación de emulsiones estables que contienen componentes de aceite crudo.
El polímero hidratable y el fluido acuoso se mezclan para formar una solución hidratada. El polímero hidratable puede ser cualquier polisacárido susceptible de hidratarse que tiene unidades de monómero galactosa o mañosa y son familiares a aquellos en la industria del mantenimiento del pozo. Estos polisacáridos se usan como agentes gelificantes; ellos son capaces de la gelificación en presencia del agente de reticulación presente en la solución para formar un fluido de base gelificada.
De acuerdo con algunas modalidades, el método descrito en la presente descripción pueden usarse con una variedad de polisacáridos usados como agentes gelificantes, que incluyen, pero sin limitarse a, gomas guar, polisacáridos de alto peso molecular compuesto de azúcares mañosa y galactosa, o derivados de guar tales como hidroxipropil guar (HPG) , carboximetil guar (CMG) , y carboximetilhidroxipropil guar (CMHPG) . Los derivados de celulosa tales como hidroxietilcelulosa (HEC) o hidroxipropilcelulosa (HPC) y carboximetilhidroxietilcelulosa (CMHEC) pueden usarse también. Cualquier polímero útil puede usarse en forma reticulada, o sin agente de reticulación en forma lineal. El xantano, diutano, y escleroglucano, tres biopolímeros , se han mostrado útiles como agentes gelificantes . Los compuestos polisacáridos pueden combinarse con otros agentes gelificantes, como surfactante viscoelástico. Los ejemplos no limitantes de surfactantes viscoelásticos adecuados útiles para gelificar algunos fluidos incluyen surfactantes catiónicos, surfactantes aniónicos, surfactantes zwitteriónicos, surfactantes anfóteros, surfactantes no iónicos, y combinaciones de los mismos. Además, los polímeros asociativos para los cuales las propiedades de viscosidad se mejoran por los" surfactantes adecuados y pueden usarse polímeros hidrofobicamente modificados tales como casos donde un polímero cargado en presencia de un surfactante que tiene una carga que es opuesta a la del polímero cargado, el surfactante es capaz de formar una asociación ion-par con el polímero resultante es un polímero hidrofobicamente modificado que tiene una pluralidad de grupos hidrófobos, como se describe en la solicitud de Estados Unidos publicada 20040209780A1, Harris y otros.
En algunas modalidades, el viscosificador es un polímero de hidroxialquilo galactomanano dispersable en agua, no iónico, o un polímero de hidroxialquil galactomanano sustituido. Los ejemplos de polímero de hidroxialquil galactomanano incluyen, pero sin limitarse a, hidroxi-Ci-C4-alquil galactomananos , tales como hidroxi-Ci-C4-alquil guars . Los ejemplos preferidos de esos hidroxialquil guars incluyen hidroxietil guar (HE guar) , hidroxipropil guar (HP guar) , e hidroxibutil guar (HB guar) , y C2-C4, C2/C3, C3/C4, o C2/C4 hidroxialquil guars mezclados. Los grupos hidroximetilo pueden estar presentes además en cualquiera de estos.
Como se usa en la presente, los polímeros de hidroxialquil galactomanano sustituidos se obtienen como derivados del hidroxi-Ci-C4-alquil galactomananos sustituidos, que incluyen: 1) hidroxialquil galactomananos hidrofóbicamente modificados, por ejemplo, hidroxialquil galactomananos Ci-Cis-alquil-sustituidos, por ejemplo, en donde la cantidad de grupos alquilo sustituidos es preferentemente aproximadamente 2% en peso o menos del hidroxialquil galactomanano; y 2) galactomananos injertados con poli (oxialquileno) (ver, por ejemplo, A. Bahamdan & W.H. Daly, in Proc . 8PthP Polymers for Adv . Technol . Int * 1 Symp. (Budapest, Hungría, sept. 2005) (injertos de PEG-y/o PPG se ilustran, aunque se aplica la misma para el carboximetil guar, en lugar de directamente a un galactomanano) ) . Los injertos con poli (oxialquileno) de este pueden comprender dos o más de dos residuos de oxialquileno; y los residuos de oxialquileno pueden ser C1-C4 oxialquilenos . Los polímeros de sustitución mixtos que comprenden grupos alquilo sustituidos y grupos sustituyentes de poli (oxialquileno) en el hidroxialquilo galactomanano son también útiles en la presente. En varias modalidades de los hidroxialquil galactomananos sustituidos, la relación de alquilo y/o grupos sustituyentes de poli (oxialquileno) a residuos de la cadena principal de manosil puede ser aproximadamente 1:25 o menos, es decir con al menos un sustituyente por molécula de hidroxialquil galactomanano; la relación puede ser: al menos o aproximadamente 1:2000, 1:500, 1:100, o 1:50; o hasta o aproximadamente 1:50, 1:40, 1:35, o 1:30. Las combinaciones de polímeros de galactomanano de acuerdo con la presente descripción pueden usarse también.
Como se usa en la presente, los galactomananos comprenden una cadena principal de polimanosa unida a las ramificaciones de galactosa que están presentes en una relación promedio de 1:1 a 1:5 ramificaciones de galactosa : residuos de mañosa. Los galactomananos pueden comprender una cadena principal de ß-D-mannopiranosa 1?4-enlazada, o sea, l?6-enlazado a ramificaciones de a-D-galactopiranosa . Las ramificaciones de galactosa pueden comprender de 1 a aproximadamente 5 residuos de galactosilo; en varias modalidades, la longitud promedio de la ramificación puede ser de 1 a 2, o de 1 a aproximadamente 1.5 residuos. Las ramificaciones pueden ser ramificaciones de monogalactosilo . En varias modalidades, la relación de ramificaciones de galactosa a residuo de mañosa de la cadena principal puede ser, aproximadamente, de 1:1 a 1:3, de 1:1.5 a 1:2.5, o de 1:1.5 a 1:2, como promedio. En varias modalidades, el galactomanano puede tener una cadena principal de polimannosa lineal. El galactomanano puede ser natural o sintético. Los galactomananos naturales útiles en la presente incluyen galactomananos de plantas y microbios (por ejemplo, hongos), entre los cuales se prefieren los galactomananos de plantas. En varias modalidades, pueden usarse galactomananos de semilla de legumbre, los ejemplos de estas incluyen, pero sin limitarse a: goma de tara (por ejemplo, de semillas de Cesalpinia spinosa) y goma de guar (por ejemplo, de semillas de Cyamopsis tetragonoloba) . Adicionalmente, aunque las modalidades pueden describirse o ejemplificarse con referencia al guar, tal como como referencia a los hidroxi-Ci-C4-alquil guars, tales descripciones aplican igualmente a otros galactomananos, también .
Cuando se incorpore, el agente de viscosidad basado en polímero de polisacárido puede estar presente en cualquier concentración adecuada En varias modalidades de eso mismo, el agente gelificante puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 5 a aproximadamente 60 libras por cada mil galones de fase liquida, o de aproximadamente 15 a aproximadamente 40 libras por cada mil galones, de aproximadamente 15 a aproximadamente 35 libras por cada mil galones, 15 a aproximadamente 25 libras por cada mil galones, o aun de aproximadamente 17 a aproximadamente 22 libras por cada mil galones. Generalmente, el agente gelificante puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 10 a menos que aproximadamente 50 libras por cada mil galones de fase liquida, con un limite inferior de polímero que no es menor que aproximadamente 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, o 19 libras por cada mil galones de la fase líquida, y el límite superior es menos que aproximadamente 50 libras por cada mil galones, no mayor que 59, 54, 49, 44, 39, 34, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, o 20 libras por cada mil galones de la fase líquida. En algunas modalidades, los polímeros pueden estar presentes en una cantidad de aproximadamente 20 libras por cada mil galones. Los polímeros preferidos para usar en la presente descripción como un agente gelificante son hidroxipropil guar, carboximetil hidroxipropil guar, carboximetil guar, guar funcional catiónico, guar o mezclas de estos. Los fluidos que incorporan agentes de viscosidad basados en agentes de viscosidad basados en polímeros pueden tener cualquier viscosidad adecuada, preferentemente un valor de viscosidad de aproximadamente 50 mPa-s o mayor a una velocidad de cizallamiento de aproximadamente 100 s"1 a la temperatura de tratamiento, con mayor preferencia aproximadamente 75 mPa-s o mayor a una velocidad de cizallamiento de aproximadamente 100 s_1, y aún con mayor preferencia aproximadamente 100 mPa-s o mayor.
La cantidad de la solución de reticulación concentrada en el fluido de tratamiento del pozo es de aproximadamente 0.1 galones a aproximadamente 5 galones por 1000 galones de agua en el fluido de tratamiento del pozo.
Los fluidos de tratamiento del pozo pueden contener además otros materiales (aditivos) tales como aditivos adicionales, que incluyen, pero sin limitarse a, ácidos, aditivos para el control de la pérdida de fluido, gas, inhibidores de la corrosión, inhibidores de costra, catalizadores, agentes para el control de la arcilla, biocidas, reductores de fricción, desintegrantes, combinaciones de los mismos y similares. Generalmente los fluidos contienen un apuntalante tal como cerámicas de alta resistencia, bauxita sinterizada, y arena, todos son bien conocidos en la materia.
En un aspecto, el método de tratamiento se usa para fracturar hidráulicamente una formación subterránea. Las técnicas para fracturar hidráulicamente una formación subterránea se conocen por las personas de habilidad ordinaria en la técnica, e involucran bombear el fluido de fracturación en una perforación y extraerlo en la formación circundante. La presión del fluido está por encima del mínimo de la tensión de la roca in situ, creando o extendiendo así las fracturas en la formación. Ver Stimulation Engineering Handbook, John W. Ely, Pennwell Publishing Co . , Tulsa, Okla. (1994), patente de Estados Unidos núm. 5,551,516 (Normal y otros), "Oilfield Applications", Encyclopedia Polymer Science and Engineering, vol. 10, págs. 328-366 (John Wiley & Sons, Inc. Nueva York, Nueva York, 1987) y las referencias citadas en la misma, cuyas descripciones se incorporan en la presente como referencia.
En la mayoría de los casos, una fracturación hidráulica consiste en bombear un fluido viscoso libre de apuntalante, o protector, usualmente agua con algunos aditivos de fluido para generar alta viscosidad, en un pozo más rápido de lo que el fluido pueda escapar en la formación de manera que la presión se eleva y la roca se rompe, creando fracturas artificiales y/o agrandando las fracturas existentes. Después, las partículas del apuntalante se añaden al fluido para formar una mezcla que se bombea a la fractura para prevenir que se cierre cuando se libera la presión de bombeo. La suspensión del apuntalante y la capacidad de transporte del fluido base de tratamiento depende tradicionalmente del tipo de agente gelificante añadido.
En el tratamiento de fracturación, los fluidos pueden usarse en el tratamiento del protector, la etapa de apuntalado, o los dos. Los componentes del fluido pueden mezclarse en la superficie. Alternativamente, una porción del fluido puede prepararse en la superficie y bombearse por la tubería mientras que otra porción puede bombearse hacia abajo del anular para mezclase en el agujero.
Otra modalidad incluye el fluido para la limpieza. El término "limpieza" o "limpieza de fractura" se refiere al proceso para eliminar el fluido de fractura (sin el apuntalante) de la fractura y boca del pozo después que el proceso de fractura se ha completado. Las técnicas para promover la limpieza de fractura tradicionalmente involucra reducir la viscosidad del fluido de fractura tanto como se práctico de manera que fluya más rápidamente otra vez hacia la boca del pozo.
La preparación del terreno y el bombeo del fluido de fracturacion puede realizarse por cualquiera de dos procesos: mezclado continuo o mezclado discontinuo.
En el proceso continuo, el agua tal como el agua de la ciudad proviene de un recipiente de almacenamiento a una velocidad conocida y el polímero reticulable se dosifica a una velocidad calculada para dar la concentración de polímero deseada en el agua. El polímero generalmente se dispersa uniformemente en el agua y se hidrata rápidamente. En el proceso continuo es necesario tener una hidratación rápida para desarrollar rápidamente la viscosidad del fluido para la suspensión de los materiales de apuntalamiento en el pozo y en la fractura y generar una fracturar de suficiente ancho. Además, el polímero debe hidratarse adecuadamente antes de que ocurra la reacción de reticulación para maximizar la viscosidad del gel reticulado.
Los otros aditivos tales como los agentes de reticulación, surfactantes , aditivos para la pérdida de fluido, apuntalantes, desintegrantes, biocidas, etc. se añaden después al fluido. La mezcla resultante se bombea después a una velocidad suficiente para iniciar y propagar la fracturar en la formación subterránea.
En el proceso discontinuo, la cantidad deseada de copolímero, que está disponible comercialmente como un polvo o producto granular o emulsión líquida, se dispersa en un tanque (típicamente 20,000 galones) relleno con agua dulce o agua de la ciudad y se circula por al menos treinta minutos para disolver o dispersar el copolímero en el agua.
Con el copolímero disuelto o disperso en el agua, las operaciones de bombeo comienzan. La suspensión del agente de reticulación y desintegrante se añaden al agua sobre la marcha, de manera que ocurra la reticulación entre la superficie y la formación. La viscosidad reticulada se desarrolla en un lugar de la subsuperficie y es suficiente para generar la fracturar de la longitud y geometría deseadas.
Tras ruptura de la formación, tanto en el proceso continuo como discontinuo, se añade el apuntalante al fluido y se conduce a y se deposita en la fractura. El pozo se cierra entonces para permitir que la fractura se cierre sobre los apuntalantes y el desintegrante para degradar el copolímero reticulado.
En otro aspecto, el fluido es útil para el empaque de grava de la boca del pozo. Como fluido de empaque de grava, este puede comprender grava o arena y otros aditivos opcionales como reactivos de limpieza del la torta del filtro tales como agentes quelantes referidos anteriormente o ácidos (por ejemplo, ácido clorhídrico, hidrofluórico, fórmico, acético, cítrico) inhibidores de la corrosión, inhibidores de costra, biocidas, agentes para el control de las fugas, entre otros. Para esta solicitud, la grava o arena adecuada tiene típicamente un tamaño de malla entre 8 y 70 mesh de la Serie de Tamices Estándar de Estados Unidos.
Para facilitar una mejor comprensión de la presente invención, se proporcionan los siguientes ejemplos de modalidades. De ninguna manera se deben leer los siguientes ejemplos como limitantes, o definiendo, el alcance de la invención .
E emplos Se realizó una serie de experimentos para demostrar las propiedades mejoradas de la composición y método descrito aquí .
Se prepara una suspensión acuosa de mezclas de boratos solubles. La mezcla de dos o más boratos puede consistir de una combinación de bórax y ácido bórico y los minerales proporcionados en la Tabla 1. Esta mezcla proporciona un tiempo de reticulación controlable que puede ser ajustado para diferentes tiempos objetivos retardado. La cantidad de sólidos que contienen borato puede estar en el intervalo de 5% en peso a 45% en peso donde la formulación recomendada contiene una combinación de bórax y ulexita.
Probertita: NaCaB509.5H20 Ulexita: NaCaB509.8H20 Nobleita: CaB6Oi0.4H2O Gowerita: CaB6Oi0.SH2O Frolovita: Ca2B408. H20 Colemanita Ca2B60n .5H20 Meyerhofferita: Ca2B60n .7H20 Inyoita: Ca2B60n .13H20 Priceita: Ca Bi0Oi9.7H20 Tertschita: Ca4B10Oi9.20H2O Ginorita: Ca2Bi4023.8H20 Pinnoita: MgB204.3H20 Paternoita: MgB80i3.4H20 Kurnakovita : Mg2B60n .15H20 Inderita: Mg2B6Ou .15H20 Preobrazhenskita : Mg3Bi00i8.4½H20 Hidroboracita : CaMgB60n .6H20 lnderborita: CaMgB60 .11H20 Kaliborita (Heintzita) : Mg2BnOi9.9H20 Veatchita: SrB6Oi0.2H20 Tabla 1 La mezcla de borato se suspendió en mezcla acuosa de agua y etilenglicol . Los glicoles aumentan la solubilidad de algunos materiales de borato. Por ejemplo, la solubilidad del bórax decahidrato aumenta de 5.8% en agua a 41.6% en etilenglicol a 25 grados C. La Tabla 2 muestra el contenido de boro en solución para una mezcla de 4% de bórax y 39% de ulexita. Por lo tanto la solución concentrada del agente de reticulación contendrá algún borato en solución debido a la solubilidad parcial de los materiales de borato y por lo tanto; el tiempo de retraso en la reticulación variará dependiendo de la relación de minerales y la cantidad de etilenglicol añadido a la suspensión.
Tabla 2 : Boro en solución para una mezcla de borato de 4% en peso de bórax y 39% en peso de ulexita.
La solución concentrada del agente de reticulación se mejora al añadir el agente gelificante. Debido a la solubilidad parcial de los minerales de borato en el agente de reticulación, los iones distintos del boro están también presentes en solución principalmente calcio y sodio como se ilustra en las Tablas 1 y 2. El . calcio particularmente puede interactuar con el agente gelificante para aumentar la viscosidad del agente de reticulación formando una red. Por ejemplo, la tabla 3 muestra el incremento de la viscosidad en Diutano por la adición de calcio.
Tabla 3 : Efecto de la viscosidad en el agente espesante Este efecto indeseable puede reducirse al añadir un complejo de calcio. Por lo tanto, la solución concentrada del agente de reticulación contiene un agente complejo de calcio que puede ser citrato sódico, ácido cítrico, ácido málico, ácido láctico, ácido tartárico, ácido fLálico, o similares. Las constantes de formación para los agentes quelantes de calcio para algunos de los agentes quelantes pueden encontrarse en la Tabla 4.
Tabla 4 : Constantes de formación para los agentes amuelantes de calcio La Tabla 5 ilustra el efecto de los agentes quelantes en la viscosidad de las soluciones de ulexita preparadas de agua con xantano llamadas SI. La cantidad de agente quelante varía de 0.1 % en peso a 10% en peso. Como puede observarse, añadir un agente quelante ayuda a mantener una viscosidad del agente de reticulación concentrado sin influencia de los iones de calcio .
*La concentración de calcio (ppm) se midió por plasma acoplado inductivamente Tabla 5: viscosidad de las soluciones de ulexita usando 0.2% de xantano como agente de suspensión La descripción anterior y la descripción de la invención es ilustrativa y explicativa de la misma y puede apreciarse fácilmente por los expertos en la materia que pueden hacerse varios cambios en el tamaño, la forma y los materiales, así como también en los detalles de la construcción ilustrada o las combinaciones descritas de los elementos en la presente sin apartarse del espíritu de la invención.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
  2. Una solución concentrada para la reticulación de polímeros que comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución .
  3. La solución de la reivindicación 1, en donde dicho agente de reticulación es seleccionado del grupo que consiste de ácido bórico, óxido bórico, ácido pirobórico, ácido metabórico, bórax, tetraborato sódico, ulexita, colemanita, probertita, nobleita, gowerita, frolovita, meyerhofferita, inyoita, priceita, tertschita, ginorita, hidroboracita, inderborita y mezclas de estos.
  4. La solución de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el poliol es seleccionado del grupo que consiste de etilenglicol , dietilenglicol , dipropilenglicol , polietilenglicol , propilenglicol, glicerina, maltosa y mezclas de estos.
  5. La solución de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el agente gelificante es seleccionado del grupo que consiste de galactomananos sustituidos, gomas guar, polisacáridos de alto peso molecular compuestos de azúcares de mañosa y galactosa, derivados de guar, hidroxipropil guar (HPG) , carboximetilhidroxipropil guar (CMHPG) y carboximetil guar (C G), guars hidrófobamente modificadas, compuestos que contienen guar, hidroxietilcelulosa (HEC) , hidroxipropilcelulosa (HPC) , carboximetilhidroxietilcelulosa (CMHEC) , carboximetilcelulosa (CMC) , xantano, diutano, escleroglucano y mezclas de estos.
  6. La solución de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el agente de reticulación es también capaz de liberar un ion de calcio y el concentrado comprende además un agente quelante capaz de formar complejo con dicho ion de calcio.
  7. La solución de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el agente quelante es seleccionado del grupo que consiste de: citrato sódico, ácido cítrico, ácido málico, ácido láctico, ácido tartárico, ácido ftálico, ácido benzoico, EDTA, DMEDTA, CDTA y mezclas de estos, y en donde el agente quelante está presente entre 0.001% a aproximadamente 20% en peso, o entre aproximadamente 0.01% a aproximadamente 15% en peso, o entre aproximadamente 0.5% a aproximadamente 10% en peso. La solución de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el primer ion borato se libera por el agente de reticulación cuando está en solución.
  8. La solución de la reivindicación 5, en donde el agente de reticulación comprende además compuestos liberadores de zirconio IV, compuestos liberadores de cationes de metales polivalentes y mezclas de estos.
  9. La solución de la reivindicación 8, en donde dicho agente de reticulación es seleccionado del grupo que consiste de ácido bórico, óxido bórico, ácido pirobórico, ácido metabórico, bórax, tetraborato sódico, ulexita, colemanita, probertita, nobleita, gowerita, frolovita, meyerhofferita, inyoita, priceita, tertschita, ginorita, hidroboracita, inderborita y mezclas de estos.
  10. 10. Un método que comprende: (a) proporcionar un polímero hidratable; (b) hidratar el polímero hidratable con un líquido acuoso; y (c) reticular el polímero hidratable con una solución de reticulación concentrada que comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución.
  11. 11. El método de la reivindicación 10, el método comprende además aplicar el polímero hidratable o el polímero hidratable hidratado a la boca del pozo de una formación subterránea .
  12. 12. El método de las reivindicaciones 10-11, en donde dicho agente de reticulación es seleccionado del grupo que consiste de ácido bórico, óxido bórico, ácido pirobórico, ácido metabórico, bórax, tetraborato sódico, ulexita, colemanita, probertita, nobleita, gowerita, frolovita, meyerhofferita, inyoita, priceita, tertschita, ginorita, hidroboracita, inderborita y mezclas de estos.
  13. 13. El método de las reivindicaciones 10-12, en donde el poliol es seleccionado del grupo que consiste de etilenglicol, dietilenglicol , dipropilenglicol , polietilenglicol , propilenglicol, glicerina, maltosa y mezclas de estos.
  14. 14. El método de las reivindicaciones 10-13, en donde el agente gelificante es seleccionado del grupo que consiste de galactomananos sustituidos, gomas guar, polisacáridos de alto peso molecular compuestos de azúcares de mañosa y galactosa, derivados de guar, hidroxipropil guar (HPG) , carboximetilhidroxipropil guar (CMHPG) y carboximetil guar (CMG) , guars hidrófobamente modificados, compuesto que contienen guar, hidroxietilcelulosa (HEC) , hidroxipropilcelulosa (HPC) , carboximetilhidroxietilcelulosa (C HEC) , carboximetilcelulosa (CMC) , xantano, diutano, escleroglucano y mezclas de estos. El método de las reivindicaciones 10-14, en donde el agente de reticulación es también capaz de liberar un ion de calcio y el concentrado comprende además un agente quelante capaz de formar complejo con dicho ion de calcio . RESUMEN La solución concentrada para la reticulación de los polímeros comprende agua, poliol, un agente gelificante, un primer ion borato en solución, y un agente de reticulación capaz de liberar un segundo ion borato, en donde el segundo ion borato no está en solución.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016156651A1 (es) * 2015-03-30 2016-10-06 Sotro Financial, Inc. Fluido de tratamiento entrecruzado y métodos de fracturación de formaciones subterráneas basados en agua de retorno, agua de producción, agua de mar, agua dulce y mezclas de las mismas

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140262296A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Tucc Technology, Llc Methods, Systems, and Compositions for the Controlled Crosslinking of Well Servicing Fluids
MX364304B (es) 2008-02-29 2019-04-22 Texas United Chemical Company Llc Métodos, sistemas y composiciones para el entrelazamiento controlado de fluidos de servicio de pozos.
US9644131B2 (en) * 2011-08-30 2017-05-09 Cp Kelco Oy Alternative ligand formulations for cellulose products
US9540667B2 (en) * 2013-03-15 2017-01-10 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of biosynthesizing bacterial extracellular galactomannan polysaccharides and subunits thereof for use in subterranean formation operations
US20140352961A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-04 Tucc Technology, Llc Concentrated Borate Crosslinking Solutions For Use In Hydraulic Fracturing Operations
US10472559B2 (en) * 2013-09-19 2019-11-12 Halliburton Energy Services, Inc. Method for reusing produced water for hydraulic fracturing
WO2015047261A1 (en) * 2013-09-26 2015-04-02 Halliburton Energy Services Inc. Multifunctional boronic crosslinkers as dual viscosification and friction reducing agents
US9663707B2 (en) * 2013-10-23 2017-05-30 Baker Hughes Incorporated Stimulation method using biodegradable zirconium crosslinker
US9663709B2 (en) 2013-11-25 2017-05-30 Halliburton Energy Services, Inc. Viscosified treatment fluids comprising polyol derivatized cellulose and methods relating thereto
US20170190956A1 (en) * 2014-02-13 2017-07-06 KMP Holdings, LLC Aqueous emulsions for crosslinking
US9725986B2 (en) 2014-08-01 2017-08-08 Multi-Chem Group, Llc Multi-functional surfactant complexes for use in subterranean formations
RU2715141C2 (ru) * 2015-03-25 2020-02-25 Аркема Инк. Окрашенные композиции на основе органических пероксидов и способы разжижения флюидов для гидравлического разрыва
MX2017000360A (es) * 2015-12-01 2017-06-19 Multi-Chem Group Llc Complejos tensioactivos multifuncionales para usarse en formaciones subterraneas.
AR110876A1 (es) 2016-04-14 2019-05-15 Univar Usa Inc Métodos y suspensiones acuosas reticulantes a base de borato térmicamente estables para el tratamiento de formaciones subterráneas
US10358594B2 (en) 2016-06-07 2019-07-23 Pfp Technology, Llc Borate crosslinker
JP2020509133A (ja) * 2017-03-01 2020-03-26 サウジ アラビアン オイル カンパニー 高圧下でのグアー/ボレート系の粘度低下を最小化する添加剤
JP7290266B2 (ja) * 2019-03-25 2023-06-13 株式会社大林組 土質改良用スラリー材
US11214727B1 (en) * 2019-09-27 2022-01-04 Lubchem Inc. Sealants and lubricants for wireline operations
US20240150639A1 (en) * 2022-11-03 2024-05-09 Halliburton Energy Services, Inc. Wellbore servicing fluid and methods of making and using same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160445A (en) * 1991-05-24 1992-11-03 Zirconium Technology Corporation Borate cross-linking solutions
US5877127A (en) * 1991-07-24 1999-03-02 Schlumberger Technology Corporation On-the-fly control of delayed borate-crosslinking of fracturing fluids
US5488083A (en) * 1994-03-16 1996-01-30 Benchmark Research And Technology, Inc. Method of gelling a guar or derivatized guar polymer solution utilized to perform a hydraulic fracturing operation
US5629271A (en) * 1994-03-25 1997-05-13 Texas United Chemical Corporation Methods of reducing fluid loss and polymer concentration of well drilling and servicing fluids
US6214773B1 (en) * 1999-09-29 2001-04-10 Halliburton Energy Services, Inc. High temperature, low residue well treating fluids and methods
US6310008B1 (en) * 1999-10-12 2001-10-30 Halliburton Energy Services, Inc. Cross-linked well treating fluids
US20030092584A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-15 Crews James B. Deep water completions fracturing fluid compositions
US7256160B2 (en) * 2001-11-13 2007-08-14 Baker Hughes Incorporated Fracturing fluids for delayed flow back operations
US7018956B2 (en) * 2002-01-24 2006-03-28 Texas United Chemical Company, Llc. Crosslinked polymer fluids and crosslinking concentrates therefor
US6936575B2 (en) * 2002-10-07 2005-08-30 Texas United Chemical Company, Llc. Borate crosslinker suspensions with more consistent crosslink times
US7595282B2 (en) * 2004-05-20 2009-09-29 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and compositions of controlling the rheology of a diutan-containing well treatment fluid at high temperatures
US20060205605A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Dessinges Marie N Well treatment composition crosslinkers and uses thereof
US7968501B2 (en) * 2006-10-31 2011-06-28 Schlumberger Technology Corporation Crosslinker suspension compositions and uses thereof
US7683011B2 (en) * 2007-12-12 2010-03-23 Du Pont Process to prepare borozirconate solution and use as cross-linker in hydraulic fracturing fluids

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016156651A1 (es) * 2015-03-30 2016-10-06 Sotro Financial, Inc. Fluido de tratamiento entrecruzado y métodos de fracturación de formaciones subterráneas basados en agua de retorno, agua de producción, agua de mar, agua dulce y mezclas de las mismas
WO2016156956A1 (es) * 2015-03-30 2016-10-06 Sotro Financial, Inc. Fluido de tratamiento entrecruzado y métodos de fracturación de formaciones subterráneas basados en agua de retorno, agua de producción, agua de mar, agua dulce y mezclas de las mismas

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