MX2014015945A - Uso de siliciuros de metal en la produccion y transportacion de hidrocarburo. - Google Patents
Uso de siliciuros de metal en la produccion y transportacion de hidrocarburo.Info
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Abstract
Se proporciona un método para la fracturación hidráulica que utiliza siliciuros de metal para generar una presión significativa dentro de un pozo. El método comprende inyectar un fluido de fracturación y un fluido acuoso o de reacción en el pozo para que reaccione con el fluido de fracturación. El fluido de fracturación comprende siliciuro de metal, el cual puede estar no revestido o revestido, y fluido de hidrocarburo. El fluido de reacción comprende agua o un solvente. También se proporciona un método para remover la obstrucción en tuberías tales como tuberías submarinas, que utiliza siliciuros de metal para generar calor y presión dentro de la tubería. El método comprende inyectar un trozo de metal orgánico y un rozo de metal acuoso. El trozo de metal orgánico comprende siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo. El trozo de metal acuoso comprende agua. Alternativamente, también se proporciona un método para purificar agua de refluido producida a partir de un procedimiento de fracturación hidráulica que comprende agregar siliciuro de metal al agua de refluido producida de un procedimiento de fracturación hidráulica.
Description
USO DE SILICIUROS DE METAL EN LA PRODUCCION Y
TRANSPORTACION DE HIDROCARBURO
Esta solicitud reclama prioridad a la solicitud provisional de E. U.A. No. 61 /663,880 presentada el 25 de junio, 2012, que se incorpora aquí por referencia.
CAMPO DE LA INVENCION
Esta invención se refiere a una operación de fracturación hidráulica mejorada que utiliza siliciuros de metal para generar presión significativa en un pozo. El siliciuro de metal puede ser un sillcluro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Esta invención también se refiere a un método que simplificará el tratamiento/desecho, o recielaje, de las aguas de refluido producidas durante el procedimiento de fracturación hidráulica con el uso de siliciuros de metal. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Esta invención también se refiere a un método nuevo y mejorado para remover la acumulación de depósitos de asfalteno y/o cerosos en una tubería (tal como una t ubería submarina) utilizando siliciuros de metal. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Fracturación Hidráulica
La fracturación hidráulica es un procedimiento bien conocido utilizado para recuperar fluidos de hidrocarburo tales como gases (por ejemplo, gas natural) o líquidos (por ejemplo, aceite o petróleo) que de otra forma están atrapados o presentes en los poros de formaciones subterráneas. En su nivel más básico, la fracturación hidráulica involucra la creación de fracturas (por ejemplo, grietas, fisuras, etc.) en roca, o formaciones subterráneas, que permitirán que los fluidos de hidrocarburo fluyan hacia un pozo de producción. Es decir, la fracturación hidráulica de formaciones subterráneas (algunas veces denominadas como fracturación), proporcionan una trayectoria para fluidos de hidrocarburo para moverse más fácilmente a través de formaciones de baja permeabilidad justas (micro Darcy) (por ejemplo, pizarra, ciertas areniscas de arcilla, calizas, etc.) a un pozo de producción.
Una vez que un orificio es perforado apropiadamente para extraer fluidos de hidrocarburo (es decir, un “pozo”), se inyectan fluidos de fracturación bajo alta presión en una perforación de pozo para producir fracturas que mejorarán el flujo de fluidos de hidrocarburo atrapados en la formación subterránea. Estos fluidos de fracturación típicamente incluyen un agente de sostén o de apoyo, el cual es un material sólido tal como granos de arena redondeados, bauxita o cerámicas que funcionan para “retener” las fracturas
recientemente creadas abiertas despues que se libera la presión de fracturación de manera que los fluidos de hidrocarburo atrapados en la formación subterránea pueden fluir al pozo de producción deseado. Es decir, estas “fracturas sostenidas" sirven como trayectorias que enlazan una mayor proporción de las profundidades interiores de la formación que contiene los fluidos de hidrocarburo atrapados directamente a un pozo de producción.
Alternativamente, la fracturación hidráulica también involucra la inyección de pre-relleno, relleno y trozos de metal de agente de sostén en un pozo apropiadamente preparado bajo presión muy alta.
En cualquier escenario, la clave para la fracturación hidráulica es la aplicación de presión alta para crear fracturas en la zona de pago de formación (la zona que contiene los gases y/o líquidos) que entonces se llena con materiales de sostén para prevenir su cierre completo después de remoción de la presión aplicada. Debe aplicarse suficiente presión para exceder la presión de combinación de sobrecarga de las formaciones de roca sobre la zona de pago.
Una vez que se han creado las fracturas, un fluido de lavado es subsecuentemente inyectado a geles de ruptura y materiales residuales de barrido desde el pozo en preparación de producción de hidrocarburo. Como un resultado, frecuentemente se requieren grandes cantidades de agua potable o limpia en la fracturación hidráulica. En efecto, el manejo de agua es un problema serio durante las operaciones de fracturación hidráulica, un pozo individual con fracturación de tapas m últiples puede requerir varios
millones de litros de agua relativamente potable para completar la operación en un lateral horizontal largo. En áreas áridas o en cualquier parte en donde los recursos de agua son escasos debido a otras necesidades públicas y comerciales existentes, adquirir y transportar suficiente agua puede ser un desafío e imponer una consideración de costo significativa.
Además, después que se completa una operación de fracturación o estimulación hidráulica, el agua utilizada/recuperada (es decir, “agua de “refluido” o “de reflujo”) frecuentemente contiene altos niveles de sólidos suspendidos totales (TSS) y sólidos disueltos totales (TDS) con cationes multivalentes tales como Ca, Mg, Fe, Al, Sr, Ba, Ra, etc. elegidos de la formación así como cantidades residuales de los químicos inicialmente agregados para realizar el procedimiento de fracturación hidráulica. Esta agua debe ser tratada y/o desechada apropiadamente, y/o limpiada lo suficiente de manera que pueda recielarse para usarse en trabajos de estimulación subsecuentes en pozos cercanos. Como tal, los niveles de impureza de agua también son una preocupación en procedimientos de fracturación hidráulica.
En un esfuerzo para abordar estos problemas de agua, la fracturación hidráulica espumada obtuvo aceptación comercial a principios de la década de los 70’s, y se utiliza en hasta una tercera parte de las aplicaciones de fracturación actuales. En un procedimiento de fracturación hidráulica espumada, se utilizan gases tales como dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno (N2) con agentes
tensoactivos apropiados, polímeros y agentes de entrelazamiento para crear espumas altamente viscosas aceptables para ayudar a transportar los agentes de sosten en las fracturas. Espumas de alta calidad (>60%) pueden ayudar a reducir la cantidad de agua que se requiere para completar una operación de fracturación. Además, el uso de espumas también reduce la exposición de espumas sensibles a aguas que podría resultar en inflamación de arcilla, u obstrucción. Las espumas contribuyen a refluido más rápido y hacen la limpieza de las formación y perforación de pozo más fáciles en la preparación por producción.
Sin embargo, un problema con las espumas es que son fluidos no Newtonianos de adelgazamiento de corte y de esa forma, la viscosidad del fluido espumado cae significativamente fuera con índice de esfuerzo cortante. Por lo tanto, los índices de esfuerzo cortante de fluido altos asociados con altos índices de inyección del líquido pueden llevar a una filtración elevada de la espuma en grietas y fisuras existentes, haciendo a tales espumas menos efectivas para propagar fracturas en nuevas áreas. Por esta razón, las espumas generalmente están limitadas a formaciones únicamente muy ajustadas. Se utilizan arenas de malla más altas frecuentemente para compensar esto qué, sin embargo, resulta en una productividad final inferior. También, las espumas son mejores al suspender concentraciones bajas de agentes de sostén, y consecuentemente generan fracturas soportadas más estrechas una vez que se libera la presión. Como tal, la fracturación hidráulica espumada
frecuentemente resulta e n u na productividad general menor que las téenicas de fracturación hidráulica líquida tradicionales (“baja densidad” o geiificado).
Por lo tanto, sigue habiendo una necesidad de un método de fracturación hidráulica que reducirá la cantidad de agua requerida y reducirá la cantidad de impurezas de reflujo mientras mantiene un alto nivel de producción de fluido de hidrocarburo.
Tuberías
Con el tiempo, se han conocido depósitos de asfalteno y/o depósitos cerosos por acumularse en tuberías de fluido de hidrocarburo como un resultado de bajas temperaturas haciéndolos menos solubles en el fluido de hidrocarburo nativo. La acumulación de estos depósitos puede resultar en un flujo reducido del fluido de hidrocarburo. En situaciones en las cuales la tubería es difícil de alcanzar, esto puede dificultar la remoción de estos depósitos.
Por ejemplo, las tuberías submarinas son tuberías que están dispuestas sobre el fondo del océano o lecho del océano para transportar fluidos de hidrocarburo tales como petróleo crudo desde plataformas en alta mar a instalaciones de recolección en tierra. Debido a las temperaturas submarinas relativamente bajas y al uso de tuberías no aisladas que se emplean frecuentemente, existe una tenencia de materiales cerosos, o de asfalteno, contenidos en el petróleo crudo para precipitar la solución y depositarse sobre paredes de tubería. Con el tiempo, esta acumulación puede
desacelerar el flujo reduciendo la eficiencia operativa, o incluso bloqueando eventualmente la tubería. La ubicación de la tubería submarina en el fondo del mar/oceano dificulta remover a limpiar la acumulación de depósitos de asfalteno o cerosos.
El método convencional utilizado para limpiar tuberías submarinas o convencionales ha sido el uso de accesorios de intervención de tubería (o dispositivo) también conocidos como “tacos de limpiar” para limpiar mecánicamente la tubería. Sin embargo, los tacos de limpiar requieren de tuberías con diámetro constante poco más largas que el mismo taco de limpiar y la misma tubería no puede contener ninguna obstrucción mecánica o ciertos tipos de válvulas (tales como válvulas mariposa o válvulas de bola reducidas) que obstruirían que el taco de limpiar se mueva a través de la tubería.
Como tal, existe una necesidad de un método mejorado para reducir la acumulación de depósitos de asfalteno o cerosos en tuberías submarinas o convencionales.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
Se ha encontrado que los problemas de la téenica previa de la fracturación hidráulica pueden resolverse al utilizar siliciuros de metal. Es decir, el uso de un siliciuro de metal puede generar presiones significativas necesarias para conducir una operación de fracturación hidráulica mientras al mismo tiempo reduce el consumo
de agua e impurezas. También pueden utilizarse siliciuros de metal para generar calor y un ambiente alcalino (especialmente cuando se utilizan siliciuros de metal alcalino) lo que además mejora las operaciones de fracturación hidráulica. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
En otra modalidad de la presente invención, se proporciona un método de fracturación h idráulica que comprende inyectar un fluido de fracturación en un pozo, dicho fluido de fracturación comprende al menos 10% de agente de sostén, al menos 5% de siliciuro de metal, y fluido de hidrocarburo; e inyectar un fluido acuoso que comprende agua dentro de dicho pozo, en donde dicho siliciuro de metal reacciona con dicha agua para generar una presión de al menos 70.3 kg/cm2 en dicho pozo. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
En otra modalidad de la presente invención, se proporciona un método de fracturación hidráulica que comprende inyectar un siliciuro de metal que comprende inyectar un fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal en un pozo, dicho fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal comprende al menos 20% de siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo; inyectar un fluido de fracturación cargado con un agente de sostén dentro de dicho pozo, dicho fluido de fracturación cargado con agente de sostén comprende al menos 10% de agente de sostén y fluido de hidrocarburo; e inyectar un fluido acuoso que comprende agua en dicho pozo, en donde dicho siliciuro de metal reacciona con dicha agua para generar
una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en dicho pozo. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
En otra modalidad de la presente invención, se proporciona un metodo de fracturación h idráulica que comprende inyectar un fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal dentro de un pozo, dicho fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal comprende al menos 20% de siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo; inyectar un trozo de metal separador que comprende fluido de hidrocarburo dentro del pozo; inyectar un fluido de fracturación cargado con agente de sostén en dicho pozo, dicho fluido de fracturación cargado con agente de sostén comprende al menos 10% de agente de sostén y agua; e inyectar un fluido acuoso que comprende agua en dicho pozo; en donde dicho trozo de metal separador es inyectado entre el fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal y el fluido de fracturación cargado con agente de sostén; y en donde dicho siliciuro de metal reacciona con agua para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en dicho pozo. El silicio de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
En otra modalidad de la presente invención, se proporciona un método de fracturación h idráulica que comprende inyectar un fluido de fracturación en un pozo, el fluido de fracturación comprende al menos 10% de agente de sostén, al menos 5% de u na composición de siliciuro de metal, dicha composición de siliciuro de metal comprende siliciuro de metal encapsulado en un revestimiento
insoluble en agua, y un portador líquido; e inyectar un fluido de reacción dentro del pozo para remover el revestimiento insoluble en agua sobre la composición de siliciuro de metal y reaccionar con dicho siliciuro de metal para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Se ha encontrado que los problemas para remover acumulaciones de depósito de asfalteno o cerosos en una tubería (tal como una tubería submarina) pueden resolverse al utilizar siliciuros de metal tales como siliciuros de metal alcalino. Es decir, pueden utilizarse composiciones de siliciuro de metal para generar calor significativo necesario en un ambiente de océano/mar frío para fusionar y re-solubilizar el depósito de asfalteno o ceroso en la tubería. También pueden utilizarse siliciuros de metal para generar calor y un ambiente alcalino (especialmente cuando se utilizan siliciuros de metal alcalinos) lo que además mejora la restauración de flujo de tubería hidráulica. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
En una modalidad de la presente invención, se proporciona un método para remover la acumulación de depósitos de asfalteno o cerosos de tuberías (tal como tubería submarina) que comprende inyectar un trozo de metal orgánico en una tubería, dicho trozo de metal orgánico comprende al menos 10% de siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo; inyectar un trozo de metal acuoso que comprende agua en dicha tubería, en donde dicho siliciuro de metal
reacciona con dicha agua en dicha tubería para generar calor y presión para remover la acumulación de depósito de asfalteno o ceroso. Ei siiiciuro de metal puede ser un slliciuro de metal alcalino u otro siiiciuro de metal.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 presenta los índices de generación de gas de hidrógeno para hidrógeno seleccionado que genera reacciones químicas.
La Figura 2 presenta la presión acumulativa generada a partir de hidrógeno seleccionado que genera reacciones químicas.
La Figura 3 presenta la presión acumulativa generada a partir de hidrógeno seleccionado que genera reacciones químicas, ilustradas en la escala logarítmica.
La Figura 4 presenta una m odalidad del metodo para remover depósitos en tuberías submarinas de acuerdo con la presente invención en donde los dos trozos de metal se mezclan para crear una zona de reacción presurizada caliente a alguna distancia dentro de la tubería.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Se proporciona un método de fracturación hidráulica nuevo y mejorado basándose en el uso de slliciuros de metal. Más
específicamente, se utiliza siliciuro de metal en un procedimiento de fracturación hidráulica para reaccionar con agua y crear volumen para generar calor y volumen de gas significativos que llevan a una rápida presurización en un espacio confinado lo que mejorará la fracturación hidráulica de hidrocarburo subterráneo que tiene formaciones y permite la recuperación de fluidos de hidrocarburo. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Adicionalmente, también se proporciona un método nuevo y mejorado para remover la acumulación de asfalteno o cerosa basándose en el uso de siliciuro de metal. Más específicamente, siliciuro de metal se utiliza para suministrar calor y una presión en la forma controlada para remover la acumulación de materiales en tuberías s ubmarinas. El siliciuro d e metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Alternativamente, también se proporciona un método para purificar agua de fluido producida a partir de un procedimiento de fracturación hidráulica que comprende agregar siliciuro de metal al agua de refluido producida a partir de un procedimiento de fracturación hidráulica. El siliciuro de metal también puede ser siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Siliciuros de Metal
Los siliciuros de metal son compuestos binarios de silicio con un elemento metálico. En la modalidad preferida, se utilizan
siliciuros de metal alcalino en la presente invención. Otros siliciuros de metal que pueden utilizarse en la presente invención incluyen siliciuro de berilio (por ejemplo, Be2nSin), siliciuro de magnesio (por ejemplo, Mg2Si), siliciuro de calcio (por ejemplo, CaSi2), siliciuro de estroncio (por ejemplo, SrSi2), siliciuro de bario (por ejemplo, BaSi2), siliciuro de radio (por ejemplo, Ra2Si), siliciuro de boro (por ejemplo, B6Si) O mezclas de los mismos.
Los siliciuros de metal alcalino que son útiles en la presente invención incluyen todos los siliciuros de metal alcalino. Los siliciuros de metal alcalino que se prefieren son siliciuro de litio (por ejemplo, Li12Si7, Li6Si2), siliciuro de sodio (por ejemplo, Na4Si4, NanSiy) y siliciuro de potasio (por ejemplo, K4Si4, K4Si) y cualquier otro descrito en la Patente de E. U.A. 7,81 1 , 541 , Lefenfeld y otros (presentada el 12 de octubre, 2010) que se incorpora aquí por referencia en su totalidad para todos los propósitos. Otros siliciuros de metal alcalino útiles incluyen siliciuro de rubidio (por ejemplo, Rb4S¡) y siliciuro de cesio ( por ejemplo, Cs4Si). Pueden prepararse siliciuros de metal alcalino al mezclar un metal alcalino con silicio en polvo en una atmósfera inerte y al calentar la mezcla resultante a una temperatura por abajo de aproximadamente 475°C. El siliciuro de metal alcalino resultante preparado de esta forma no reacciona con 02 seco.
En una modalidad, el siliciuro de metal alcalino es una composición de siliciuro de sodio que tiene un patrón de difracción de rayos X en polvo que comprende al menos tres picos con ángulos
2Theta seleccionados de aproximadamente 18.2, 28.5, 29.5, 33.7, 41 .2, y 56.2. En otra modalidad, el siliciuro de metal alcalino es una composición de siliciuro de sodio que tiene un pico de espectro de Resonancia Magnetica Nuclear (NMR) de Rotación de Ángulo Magnético (MAS) de 23Na de estado sólido a aproximadamente a 18 ppm.
El siliciuro de sodio y siliciuro de potasio representan siliciuros de metal alcalino p referidos para usarse e n esta invención. En una modalidad de la invención, el siliciuro de metal alcalino es un siliciuro de sodio que preferiblemente tiene una relación molar 1 : 1 Na:Si o un siliciuro de potasio que preferiblemente tiene una relación molar 1 : 1 K: Si. La forma de sodio puede preferirse debido a su costo de materia prima inferior, y la forma de potasio puede preferirse en donde están presentes arcillas de inflamación en capas (montmorillonitas, esmectitas, bentonita, ¡Mitas, etc.) en la formación subterránea ya que el ion de potasio retrasa la expansión de las capas de arcilla y la inflamación resultante que puede retrasar productividad.
Pueden utilizarse mezclas de siliciuros de metal y de metal alcalino, así como una mezcla de dos o más siliciuros de metal alcalino. Por ejemplo, puede utilizarse un siliciuro de metal alcalino mezclado con una combinación de metales alcalinos y/u otros (por ejemplo, Ca y Na; Na y K; Ca, Na, y K). El término siliciuro de metal alcalino incluye siliciuros de metal alcalino mezclados. Alternativamente, también pueden utilizarse mezclas de siliciuros de
metal no alcalinos (por ejemplo, Be y Mg; Ca y Mg; Ca y Sr, etc.).
Los siliciuros de metal alcalino preferidos están disponibles de SiGNa Chemistry, Inc. de Nueva York, Nueva York. Generalmente son gránulos de flujo libre o polvos que pueden manejarse fácilmente en aire seco. Estos siliciuros de metal alcalino no reaccionan con oxígeno y lentamente absorben agua desde la atmosfera sin encendido.
El tamaño de las partículas de siliciuro de metal puede ser específico de depósito y basarse en un número de factores, incluyendo permeabilidad de los materiales de depósito. El tamaño de siliciuro de metal (ya sea revestido o no revestido) puede ser del mismo orden que el mismo agente de sostén (es decir, 10-200 mallas). El tamaño de siliciuro de metal sería un factor en el índice de reacción de índice de generación de presión. Tamaños más pequeños reaccionan más rápido y son más fáciles de suspender en el fluido portador de hidrocarburo. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Agentes de Sostén
Los agentes de sostén (es decir, agentes de apoyo o de consolidación) son esenciales y bien conocidos en procedimientos de fracturación hidráulica. Cualquier agente de sostén convencional puede utilizarse en la presente invención, incluyendo aquellos discutidos en la Patente de E.U.A. No. 6, 169,058 para Le, y otros, presentada el 2 de enero, 2001 que se i ncorpora aquí por r efrende
en su totalidad. Estos agentes de sostén pueden ser arena u otra bauxita concrecionada hecha por el hombre u otros materiales de cerámica y/o vidrio con suficiente fuerza para mantener las fracturas abiertas después que se ha retirado la presión de fracturación. Arena, bauxita sinterizada y otros agentes de sostén de cerámica y/o vidrio también pueden revestirse con polímeros sintéticos y resinas para mejorar la resistencia y flujo y para minimizar refluido.
Los agentes de sostén también pueden utilizarse en combinación con otros materiales tal como fluidos gelificados o espesados incluyendo goma de xantana, guar, guar derivada, celulósicos o celulósicos derivados y con varios sistemas de polímero iónico y no iónico hechos a partir de monómeros incluyendo acrilamidas, ácidos acrílicos, vinil pirrolidona, n-vinilacetamida, metilenbisacrilamida, cloruro de dimetildialilamonio, metacrilamidoetiltrimetilamonio, ácido acrilamidometilpropansulfónico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido estiren-sulfónico, ácido vinilfosfónico, derivados de sal de amonio cuaternario de acrilamida, derivados de sal de amonio cuaternario de ácido acrílico, o mezclas de los mismos para reducir pérdida de flujo para suspender los agentes de sostén. Adicionalmente, varios métodos de fluido espumado (Patente de E. U.A. 5,402,846, Jennings y otros, 4 de abril 1995, incorporados aquí por referencia) así como silicatos con agentes de gelificación o de precipitación adecuados (Patente de E. U.A. 3,097,694, Kerver, 16 de julio, 1963, incorporados aquí por referencia) o sílice coloidal (patente de E. U.A.
7, 1 1 1 ,683, Nelson y otros, emitida el 26 de septiembre, 2006, se incorporan aquí por referencia) pueden utilizarse para crear una matriz de cementación con los agentes de sosten.
Los agentes de sostén vienen en todos los tamaños, y pueden variar en tamaño de 170 a 20 mallas. Adicionalmente, los agentes de sostén pueden revestirse con una resina para mejorar redondez, porque permeabilidad y para ayudar a prevenir refluido.
Generación de Hidrógeno y Calor
Se han descubierto siliciuros de metal por ser útiles para fracturación hidráulica y remoción de acumulación en tuberías submarinas debido a que reaccionan muy rápidamente con agua para generar cantidades significativas de gas de hidrógeno, calor, y el subproducto de silicato de metal. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. La generación de gas de hidrógeno proporciona la presión excesiva necesaria para crear las fracturas en la formación subterránea. La generación del calor ayuda a elevar la temperatura del fluido de hidrocarburo en la formación subterránea para reducir la viscosidad del fluido de hidrocarburo (que le ayudará a fluir). Adicionalmente, la producción de silicato es ambientalmente benigna, y el ambiente alcalino (especialmente cuando se utilizan siliciuros de metal alcalino) ayuda a reducir la tensión de superficie entre el fluido de hidrocarburo y el agua inyectada. Esta combinación de propiedades hace que los siliciuros de metal bien colocados aborden un número de desafíos
relacionados con la accesibilidad, producción y transportación de fluidos de hidrocarburo tal como petróleos crudos y depósitos de gas natural asociados.
Por ejemplo, el siliciuro de sodio proporciona reacción química muy rápida con agua para liberar gas de hidrógeno y para generar varios miles de kg/cm2 de presión en espacio confinado. Cuando se utiliza Na4Si4, la reacción es:
Na4S¡4 (s) + 10H2O (X) ® 10H2(g) + 2Na2Si205 (s) + calor (1654 KJ/mol) La Figura 1 demuestra que la liberación rápida de gas a partir de un siliciuro de sodio sólido granular (>4750 pm), un siliciuro de sodio de tamaño de partícula fina en polvo (<53 pm) y varios otros metodos químicos para generar gas de hidrógeno. Sin importar el tamaño de partícula, el siliciuro de sodio se hace reaccionar completamente y todo el gas es liberado dentro de aproximadamente 20 segundos en la presencia de más de las cantidades estequiométricas de agua. La velocidad de generación de hidrógeno máximas se alcanzó en aproximadamente 2 segundos con
9.49 L/min/g siendo generada por la muestra de siliciuro de tamaño de partícula grande, y 1 1 .7 L/min/g para la muestra de tamaño de partícula fina. En comparación, los índices de generación de hidrógeno máximos para metal de Na sólo o metal de Al en solución de NaOH únicamente fueron una cuarta parte de la velocidad de generación de hidrógeno de siliciuro de sodio con agua. Además, la velocidad de generación de hidrógeno máxima que utiliza metal de Na o metal de Al en NaOH llega hasta 20 segundos por alcanzar.
Además, se ha observado que el siliciuro de sodio genera presiones que exceden 690 barias en un ambiente cerrado. La presión no limita la reacción en agua excedente. La Figura 2 muestra una acumulación de presión de pequeña escala para metodos químicos de generación de hidrógeno seleccionados. Para cada una de estas reacciones se utilizan suficientes reactantes sólidos (<0.5 g) para generar de 0.014 a 0.016 g de gas de hidrógeno o aproximadamente 0.6 barias de presión. La Figura 2 muestra que tanto siliciuro de sodio como metal de sodio son muy rápidos de reaccionar mientras que el metal de Al o Si en NaOH son relativamente lentos como se demostró por los medios tiempos estimados para reaccionar. La Figura 3 muestra los mismos datos que la Figura 2 , pero en una escala logarítmica p ara ilustrar mejor las diferencias. Los datos de resumen para las Figuras 2 y 3 se muestran en el Cuadro 1 a continuación:
CUADRO 1
Cursos de Tiempo de Producción de H2 con Exceso de Agua a
Temperatura Amiente
Como se muestra en las Figuras 1 -3, siliciuros de metal tal como siliciuros de metal alcalino pueden ser útiles en fracturación hidráulica debido a su capacidad de reaccionar con agua y producir cantidades significativas de presión en un espacio confinado. Iniciar y preparar fisuras agrietadas para fracturación hidráulica requiere alta presión en el orden de 0.02 a 0.14 kg/cm3 de profundidad de depósito. Como tal, pueden utilizarse siliciuros de metal en el método de fracturación hidráulica de la presente invención para
generar presión de al menos 70.3 kg/cm3 en el pozo, o entre 70.3 y 1406.14 kg/cm3 en el pozo, o entre 351.53 y 1406.14 kg/cm3 en el pozo, o entre 703.07 y 1406.14 kg/cm3 en el pozo. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Frecuentemente existe una caída de presión significativa a medida que las grietas penetran más y más en la formación y filtración que puede ser un factor limitante. Esto puede limitar que ocurra la extensión aérea de la fracturación. La aplicación apropiada de siliciuros de mejor tal como siliciuro de sodio con reacción retrasada hasta cerca de la punta de una fractura de propagación puede superar esta presión y pérdidas de filtración para generar rápidamente energía adicional y presión para expulsar agentes de sostén más profundos en la formación.
Como un resultado de su generación de presión significativa cuando reacciona con agua, el uso de siliciuro de metal en un procedimiento de fracturación hidráulica puede ahorrar gastos al reducir la cantidad de presión/energía o equipo de bombeo costoso necesario en la superficie para conducir una operación de fracturación hidráulica. Esto es especialmente verdadero para operaciones de fracturación hidráulica a pequeña escala en donde son necesarias cantidades más pequeñas de presión para crear/mejora el flujo de fluidos de hidrocarburo. Por ejemplo utilizar 1 133.88 kg de siliciuro de sodio genera más de 1330.89 m3 de gas a temperatura y presión estándares, que es equivalente a generar
3.14 m3 a 703. kg/cm3 y fondo del pozo de calor de 200°C. A su vez, esto sería equivalente a una reducción de 1 ,324,894.12 litros de agua a STP o 3141.89 L del fondo de pozo. Volúmenes de gas finales y reducciones de agua correspondientes son proporcionales al fondo de pozo de presión y temperatura finales como por la lcy de gas ideal (PV=nRT); hidrógeno siendo un gas ideal.
Procedimiento de Fracturación Hidráulica
El método de fracturación hidráulica de la presente invención comprende inyectar en un fondo de pozo un fluido de fracturación (que comprende siliciuro de metal por adelantado, con o después de agente de sostén), y luego inyectar subsecuentemente un fluido de reacción (que comprende agua) dentro del pozo para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en el fondo del pozo. Alternativamente, el método de fracturación hidráulica de la presente invención generará presión de entre 70.30 y 1406.14 kg/cm2 en el fondo del pozo, o entre 251 .53 y 1406.14 kg/cm2 en el fondo del pozo o entre 703.07 y 1406.14 kg/cm2 en el fondo del pozo. Como tal, el procedimiento de fracturación hidráulica puede emplearse en cualquier parte desde pocos cientos a varios miles de kilogramos de siliciuro de metal por adelantado de la carga de agente de sostén o mezclado con la carga de agente de sostén o después de la carga de agente de sostén. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. Por ejemplo, el procedimiento de fracturación hidráulica puede emplear 90.71 -2267.96 (o 226.79-
2267 o 226.79-1814.36 o 226.79-1360.77 o 226.79-907.18 o 473.59-907.18) kilogramos de siliciuro de metal alcalino p or adelantado de la carga de agente de sosten o mezclado con la carga de agente de sostén o después de la carga de agente de sostén.
Aunque la reacción de siliciuro se lleva a cabo en varias áreas de la zona de fractura (es decir, el pozo y la formación) y genera presión a través de la zona de fractura, el aumento de presión resultante de acuerdo con la presente invención se mide en el pozo. El aumento de presión resultante es creciente a cualquiera que se aplica desde la superficie para iniciar y preparar la fractura. La medición de la presión en el pozo puede realizarse utilizando cualquiera de los métodos conocidos en la téenica para medir presión en formaciones subterráneas, tal como las técnicas de línea de cableado o sarta de perforación bien conocidas y comunes. La presión generada por la reacción de siliciuro de sodio con agua será presión sobre y por encima de la presión de depósito natural (por ejemplo, la presión de orificio de fondo). Como un ejemplo, la presión de depósito natural tal como en formaciones de pizarra típicamente es baja ya que la formación es muy justa y tiene baja permeabilidad, mientras que la presión en un depósito de hidrocarburo con una tapa de gas activo con una capa de agua e impulso de agua puede ser muy alta.
Muchas otras modalidades del procedimiento de fracturación hidráulica en la presente invención pueden utilizarse, y pueden diferir dependiendo de si el siliciuro de metal está revestido o no
revestido, y/o si el siliciuro de metal es inyectado en el pozo perforación con el agente de sostén, antes del agente de sostén, o después del agente de sostén.
Incluso en otras modalidades del procedimiento de fracturación hidráulica en la presente invención también pueden diferir dependiendo de en donde y cuando se desea que ocurra la reacción de siliciuro de metal con agua. Por ejemplo, la reacción química de siliciuro de metal-agua puede posponerse hasta que los reactantes son colocados en la profundidad en la formación en donde la reacción puede superar las limitaciones de caída de presión impuestas a partir de la formación. El siliciuro de metal entonces puede hacerse reaccionar por contacto con agua. Esto puede lograrse al limitar la carga de siliciuro de metal por adelantado de, o mezclado con, la carga de agente de sostén. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Modalidades adicionales pueden emplear métodos para aislar el siliciuro de metal durante introducción en el pozo para prevenir su reacción prematura con el agua. Por ejemplo, puede utilizarse una inyección de sarta doble con una sarta que transporta el agua y la otra un hidrocarburo sin reacción ligero (tal como aceite mineral, combustible diesel, etc.) cargado con siliciuro de sodio. Entonces comenzaría la mezcla y reacción en el punto de salida a medida que los fluidos se entremezclan.
Siliciuro de Metal no Revestido Mezclado con Agente de Sosten
En esta modalidad, un método de fracturación hidráulica comprende inyectar un fluido de fracturación (que comprende agente de sostén, siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo) dentro de un pozo, e inyectar un fluido acuoso (que comprende agua) dentro del pozo, en donde el siliciuro de metal reaccionará con el agua para generar una presión al menos 70.30 kg/cm2 en el pozo. Alternativamente, el método de fracturación hidráulica de la presente invención genera la presión entre 70.30 y 1406.14 kg/cm2 en el pozo, o entre 351 .53 a 1406.14 kg/cm2 en el pozo, o entre 703.07 y 1406.14 kg/cm2 en el pozo. El fluido acuoso puede ser inyectado ya sea antes o después del fluido de fracturación. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
El fluido de fracturación puede comprender al menos 10% de agente de sostén, al menos 5% de s iliciuro de metal y el fluido de hidrocarburo restante (con o sin adhesivo). Alternativamente, el fluido de fracturación puede comprender 10-30% de agente de sostén, o 10-20% de agente de sostén o 20-30% de sostén, mientras también comprende cualquiera de 5-20% de siliciuro de metal, o 10-20% de siliciuro de metal o 15-20% de siliciuro de metal. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. El fluido de hidrocarburo puede o no contener cualquiera de los aditivos convencionales conocidos en la téenica tales como reductores de fricción, goma guar, polímeros, entrelazadores, agentes tensoactivos, biocidas, interruptores de emulsión y
emulsificantes para usarse con los procedimientos de fracturación hidráulica. Adicionalmente, el fluido de hidrocarburo puede contener varios agentes tensoactivos o espesantes para mejorar la capacidad de espumado del gas de hidrógeno generado, dependiendo si se desea espumación.
El fluido acuoso comprende agua, y tambien puede contener cualquier aditivo convencional conocido en la téenica tal como reductores de fricción, goma guar, polímeros, entrelazadores, agentes tensoactivos, biocidas, interruptores de emulsión, y emulsificantes para usarse con procedimientos de fracturación hidráulica. Por ejemplo, el fluido acuoso también puede contener agentes tensoactivos y espesantes para promover también espumas estables.
En esta modalidad, la presión generada por la reacción de siliciuro de metal y agua puede utilizarse para cargar o propagar las fracturas y forzar el agente de sostén más profundo en las fracturas. Tal objetivo utilizaría un siliciuro de metal de concentración intermedia en comparación con otras modalidades con diferentes objetivos.
Siliciuro de Metal no Revestido Separado del Agente de Sostén
En esta modalidad, un método de fracturación hidráulica comprende inyectar un fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal (que comprende siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo) dentro de un pozo; inyectar un fluido de fracturación cargado con
agente de sostén (que comprende agente de sostén y fluido de hidrocarburo) dentro del pozo, e inyectar un fluido acuoso (que comprende agua) dentro del pozo, en donde el siliciuro de metal reacciona con el agua para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en el pozo. Alternativamente, el método de fracturación hidráulica de la presente invención genera la presión de entre 70.30 kg/cm3 y 1406.14 kg/cm3 en el pozo, o entre 351.53 kg/cm2 y 1406.14 kg/cm2 e n el pozo, o en 703.07 kg y 1406.14 kg/cm2 e n el pozo. El fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal puede inyectarse antes o después del fluido de fracturación cargado con agente de sostén. El fluido de hidrocarburo en el siliciuro de metal en el fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal y el fluido de fracturación cargado con agente de sostén puede ser el mismo o diferente. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
En otra modalidad alternativa, un método de fracturación hidráulica comprende inyectar un fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal (que comprende siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo) dentro de un pozo; inyectar un trozo de metal separador que comprende fluido de hidrocarburo; inyectar un fluido de fracturación cargado con agente de sostén (que comprende agente sostén y agua) dentro del pozo; e inyectar un fluido acuoso (que comprende agua) dentro del pozo, donde el trozo de metal separador se inyecta entre el fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal y el fluido de fracturación cargado con agente de
sostén, y en donde el siliciuro de metal reacciona con agua para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en el pozo. Alternativamente, el método de fracturación hidráulica de la presente invención genera presión de entre 70.30 y 1406.14 kg/cm2 en el pozo, o entre 351 .53 y 1406.14 kg/cm2 en el pozo, o entre 703.07 y 1406.14 kg/cm2 en el pozo. El fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal puede inyectarse antes o después del fluido de fracturación cargado con agente de sostén. El trozo de metal separador de hidrocarburo se utiliza entre el fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal y fluido de fracturación cargado con agente de sostén para prevenir la reacción hasta alguna distancia entre la fractura. El trozo de metal separador de hidrocarburo puede contener el mismo o diferente fluido de hidrocarburo del fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
El fluido de fracturación c argado con siliciuro de metal puede comprender al menos 20% de siliciuro de metal y el fluido de hidrocarburo restante (con o sin aditivo). Alternativamente, el fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal puede comprender 20-50%, o 20-40%, 20-30%, 30-50%, 30-40%, o 40-50% de siliciuro de metal. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro metal alcalino u otro siliciuro de metal. El fluido de hidrocarburo puede o no contener cualquier aditivo convencional conocido en la téenica tal como reductores de fricción, goma guar, polímeros, entrelazadores, agentes tensoactivos, biocidas, interruptores de emulsión y
emulsificantes para usarse con procedimientos de fracturación hidráulica. Por ejemplo, el fluido de hidrocarburo puede contener varios agentes tensoactivos o espesantes para mejorar la capacidad de espumación del gas de hidrógeno generado, dependiendo si se desea espumación.
El fluido de fracturación cargado con agente de sosten puede comprender al menos 10% de agente de sostén. Alternativamente, el fluido cargado con agente de sostén puede comprender 10-30%, 10-20% o 20-30% del gas de sostén. El fluido de hidrocarburo (o agua) puede o no contener cualquiera de los aditivos convencionales conocidos en la téenica tal como reductores de fricción, goma guar, polímeros, entrelazadores, agentes tensoactivos, biocidas, interruptores de emulsión y emulsificantes para usarse con los procedimientos de fracturación hidráulica. Por ejemplo, el fluido de hidrocarburo puede contener varios agentes tensoactivos o espesantes para mejorar la capacidad de espumación del gas de hidrógeno generado, dependiendo de si se desea espumación.
El fluido acuoso puede comprender agua, y también puede contener cualquiera de los aditivos convencionales conocidos en la técnica tales como reductores de fricción, goma guar, polímeros, entrelazadores, agentes tensoactivos, biocidas, interruptores de emulsión y emulsificantes para usarse con los procedimientos de fracturación hidráulica. Por ejemplo, el fluido de reacción también puede contener agentes tensoactivos y espesantes para promover también espumas estables.
La decisión de inyectar el siliciuro de metal antes o después del gas de sostén puede depender del objetivo de la operación. Por ejemplo, el uso de una mayor cantidad de siliciuro por adelantado del agente de sostén puede utilizarse para extender y propagar mejor las fracturas. Alternativamente, el uso de siliciuro después del agente de sostén puede utilizarse para impulsar mejor el agente de sostén dentro de las fracturas.
Siliciuro de Metal Revestido
Incluso en otra modalidad, el siliciuro de metal puede ser revestido (es decir, encapsulado) con un revestimiento soluble en agua, o que se disuelve lentamente con el fin de prevenir reacción prematura con agua, o con el fin indexar el siliciuro de metal dentro del pozo con agua (en lugar de un fluido de hidrocarburo). El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. Además, se pueden diseñar revestimientos para retrasar y controlar la reacción de siliciuro de metal con agua hasta que el siliciuro de metal alcanza una ubicación particular dentro del pozo o la formación en donde su reacción con agua puede proporcionar el beneficio de presión/calor máximo.
Alternativamente, el siliciuro de metal puede ser encapsulado en un material (tal como varias ceras termo-fusibles de una naturaleza para fin o microcristalina, o cera de abeja o revestimientos d e polímero degradable) que previenen r eacción con agua hasta que se proporciona un activador. La parafina
microcristalina y ceras de abeja, dependiendo de la distribución de peso molecular, se funden una vez que se alcanza o excede una temperatura específica. Por lo tanto puede diseñarse un revestimiento de cera apropiadamente seleccionado para fundirse por colocación a temperaturas de depósito o por un trozo de metal de rastreo de vapor/agua caliente que fundiría la cera y reaccionaria con el siliciuro de sodio. Similarmente, pueden diseñarse revestimientos de polímero que se disuelven a traves de un solvente apropiado o mediante fluidos de depósito. Tal solvente puede ser inyectado como un fluido de rastreo a la carga de siliciuro revestido y diseñado para mezclarse de manera profunda en la formación y disolverse con el revestimiento para permitir reacción con la liberación de calor y gas. Se prefieren ceras ya que la reacción inicial de una porción de los sólidos de siliciuro inyectados proporcionará suficiente calor para fundir cera subsecuente y liberar todo el material restante en la forma rápida.
Las ceras fundidas controladas térmicas adicionales o polímeros cristalizables o termoplásticos que pueden utilizarse para revestir/encapsular el siliciuro de metal incluyen aquellos descritos en la Patente de E.U.A. 6,224,793 para Dwight K. Hoffman, emitida el 1 de mayo, 2001 , incorporado aquí por referencia. Por ejemplo polímeros termoplásticos o cristalizables útiles pueden tener un punto de transición o punto de fusión de aproximadamente 40°C a aproximadamente 250°C, o 40°C a 200°C, o 50°C a 100°C. Polímeros termoplásticos útiles incluyen estirénicos, acrilonitrilos de estireno,
polietilenos clorados de peso molecular bajo, celulósicos solubles, acrílicos, tales como aquellos basados en metil metacrilato o acrilatos cicloalifáticos. Los polímeros cristalinos útiles incluyen poliolefina, poliester, poliamida, fenoxi termoplástico, ácido poliláctico, poliéter, polialquilenglicol o un polímero cristalizable de cadena lateral, polietileno, polipropileno, poliéter, polietilenglicol, fenoxi termoplástico, ácido poliláctico, o polímero cristalizable de cadena lateral.
Tales materiales de revestimiento/encapsulación también pueden ser designados y personalizados a la temperatura de depósito particular de manera que ablandamiento y descomposición de revestimiento se active naturalmente al alcanzar la temperatura o profundidad de depósito. En otras palabras, el revestimiento insoluble en agua puede estar diseñado para tener un punto de fusión justo por encima de la temperatura de depósito natural de manera que una inyección subsiguiente de fluido a temperatura suficiente activa la descomposición. Una vez que el siliciuro de metal inyectado comienza a reaccionar con agua, el calor generado debe degradar subsecuentemente el revestimiento de cera restante y liberar el resto del siliciuro para reacción con agua.
Ejemplos adicionales de revestimientos que pueden utilizarse para revestir/encapsular sil iciuros de metal incluyen plásticos biodegradables (por ejemplo plásticos que se descomponen por microbios) tales como plásticos hidro-biodegradables (HBP) o plásticos oxo-biodegradables (OBP). Un revestimiento de poliéster es
un ejemplo de un HBP que tiene un enlace de éster hidrolizable. Un ejemplo de un revestimiento tipo OBP incluyen plásticos tal como polietileno (PE), polipropileno (PP) poliestireno (PS) que además contiene una pequeña cantidad de un metal de transición tal como hierro, manganeso, cobalto o níquel para acelerar la biodegradación del plástico. Un OBP es u na forma a m ayor plazo de protección ya que la velocidad de degradaciones es menor que un HBP aproximadamente por un factor de 10. Los depósitos tienen una variedad de microbios in situ o microbios no nativos específicos que pueden inyectarse para facilitar la degradación de revestimiento. Los microbios pueden ser estimulados por adición de nutrientes y/u oxígeno para degradar los revestimientos.
Además, varios revestimientos de plástico pueden ser ablandados o inflamarse al contacto con solventes tales como alcoholes, acetona, gasolina, fracciones de hidrocarburo más ligeras o cualquier otro solvente convencional conocido en la téenica para disolver revestimientos. Estos solventes pueden estar presentes ya sea en el crudo nativo o inyectarse subsecuentes a la aplicación de siliciuro revestido para liberar y promover la reacción con agua.
Como tal, en una modalidad, un método de fracturación hidráulica comprende inyectar un fluido de fracturación (que comprende agente de sostén, composición de siliciuro de metal que comprende siliciuro de metal encapsulado en un revestimiento y soluble en agua, incluido portador) dentro de un pozo perforación, e inyectar un fluido de reacción en el pozo para remover el
revestimiento insoluble en agua sobre la composición de siliciuro de metal y hacer reaccionar con el siliciuro de metal para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en el pozo. Alternativamente, el método de fracturación hidráulica de la presente invención generará presión entre 70.30 y 1406.14 kg/cm2 en el pozo, o entre 351 .53 y 1406.14 kg/cm2 en el pozo. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
El fluido de fracturación puede contener al menos 10% de agente de sostén, al menos 5% de composición de siliciuro de metal y el fluido portador restante (con o sin aditivos). Alternativamente, el fluido de fracturación puede comprender 10-30% de agente de sostén, o 10-20% de agente de sostén, o 20-30% de agente de sostén, mientras también comprende cualquiera de 5-20% de composición de siliciuro de metal, o 10-20% de composición de siliciuro de metal o 15-20% de composición de siliciuro de metal. La composición de siliciuro de metal está compuesta de siliciuro de metal encapsulado en un revestimiento insoluble en agua tal como un revestimiento de cera o cualquier revestimiento de polímero conocido en la téenica tal como poliestireno, polipropileno, polietileno y aquellos discutidos en los párrafos previos. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. El fluido portador puede ser agua, o cualquier fluido de hidrocarburo conocido en la técnica, y puede contener o no cualquier aditivo convencional conocido en la técnica tal como reductores de fricción, goma guar, polímeros, entrelazadores, tensoactivos, biocidas,
interruptores de emulsión y emulsificantes para usarse con procedimientos de fracturación hidráulica, incluyendo varios tensoactivos espesantes para mejorar la capacidad de espumación del gas de hidrógeno generado, dependiendo si se desea espumación.
Si el revestimiento insoluble en agua es un revestimiento de cera, entonces el fluido de reacción comprende agua caliente o vapor, y es de una temperatura mayor que el punto de fusión del revestimiento soluble en agua. Alternativamente, si la temperatura de formación natural es mayor que el punto de fusión del revestimiento insoluble en agua, entonces el fluido de reacción puede ser de una temperatura menor que el punto de fusión del revestimiento soluble en agua ya que algún revestimiento de cera se funde debido a la temperatura de formación natural superior, el siliciuro de metal comenzará a reaccionar con agua para generar calor y fundirle el revestimiento de cera sobre los siliciuros de metal restantes.
Alternativamente, si el revestimiento insoluble en agua es un revestimiento de polímero degradable, entonces el fluido de reacción comprende un solvente que disolverá el revestimiento insoluble en agua. Por ejemplo, el revestimiento de polímero degradable puede ser tolueno, u otros hidrocarburos aromáticos o cetonas.
El fluido de reacción también puede contener cualquier aditivo convencional conocido en la téenica tal como reductores de fricción, goma guar, polímeros, entrelazadores, agentes tensoactivos, biocidas, interruptores de emulsión y emulsificantes para usarse con
procedimientos de fracturación hidráulica. Por ejemplo, el fluido de reacción tambien puede contener agentes tensoactivos y espesantes para promover espumas estables también.
Agentes Tensoactivos
Cualquiera del fluido de fracturación y/o el fluido de reacción de la presente invención además puede contener agentes tensoactivos tales como varios jabones iónicos (tales como ácidos sulfónicos de alfa-olefina o sulfonatos de alcohol etoxilado) o no iónicos (tales como varios ésteres de derivado de azúcar) y polímeros tales como, goma guar o de xantana para formar espumas viscosas estables con el gas de hidrógeno resultante, similar a cómo se utilizan el CO2 y N2 en la fracturación hidráulica espumada. De esa forma, en un procedimiento de fracturación hidráulica que incluye agentes tensoactivos y polímeros en una reacción retrasada/controlada entre el siliciuro de metal alcalino y agua, las espumas se formarían in situ profundo en las fracturas para proporcionar transporte mejorado y extendido d e agentes de sostén mientras funcionan como un líquido espesado cerca del pozo para evitar pérdidas de filtración. Por lo tanto, como con los procedimientos de fracturación hidráulica espumados previos, el uso de agentes tensoactivos en el procedimiento de fracturación hidráulica de la presente invención pueden ayudar a reducir el uso de agua al s ustituir el gas de hidrógeno resultante por una porción del agua requerida.
Trozos de Metal Separadores
En un metodo adicional de la invención, el siliciuro de sodio puede dispersarse en un fluido portador orgánico no reactivo y separarse adicionalmente a partir de un trozo de metal de agua subsecuente por un trozo de metal separador orgánico corto, carente de siliciuro. El trozo de metal separador orgánico puede ser de suficiente tamaño para resultar en el contacto disperso a una profundidad deseada en la formación durante el procedimiento de fabricación. Los fluidos orgánicos no reactivos pueden comprender cualquier aceite económico, fácilmente disponible tal como un aceite mineral o combustible diesel o incluso hidrocarburos de depósito nativo deshidratados. Sin importar los fluidos no reactivos, esta reacción rápida de siliciuro con agua genera gas de hidrógeno significativa y calor para superar las limitaciones de caída de presión del equipo de superficie y con ello extender la fracturación de la formación. La reacción rápida es una función del tamaño de partícula de siliciuro, con partículas más pequeñas proporcionando mayor área de superficie para contacto con agua y reacción. También, cuando el siliciuro de metal es un siliciuro de metal alcalino, el producto final resultante es un silicato de metal alcalino de relación cero alcalina 2.0 alcalina que puede extender la lubricidad de los fluidos de fracturación. Los fluidos alcalinos tienen una sensación resbalosa o escurridiza al tacto que debe ayudar en la fracturación.
Subproducto de Silicato
Como se discutió anteriormente, la reacción del siliciuro de metal genera calor, gas de hidrógeno y silicatos de metal. Ambos de estos productos finales de reacción (hidrógeno o silicato de metal) son ambientalmente benignos, lo que ayuda a abordar problemas ambientales en otras áreas del mundo.
Adicionalmente, el subproducto de silicato de metal resultante tal como disilicato de sodio puede ser un agente de viscosidad ( es decir, imparte viscosidad y propiedades de suspensión) a altas concentraciones para ayudar a transporte de agente de sostén y la reducción de pérdidas de fluido. Incluso a bajas concentraciones, el subproducto de silicato de metal puede ser gelificado con boratos, u otros agentes de gelificación adecuados incluyendo ácidos fuertes de ácidos hidroclóricos, sulfúricos, nítricos; ácidos débiles de acético, fórmicos, propiónicos; sales de amonio y silicofluoruros; aldehidos de formaldehído, glioxal, benzaldehído; alcoholes polihídricos de etilenglicol, dextrina, glicerina, almidones y azúcares o agentes de precipitación incluyendo varias sales de catión multivalentes de calcio, magnesio, aluminio de un cloruro, bicarbonato, carbonato, sulfato de hidróxido, fosfato, o nitrato así como cementos de Portland y microfinos y puzolanas y materiales neutrales tales como ceniza volátil, arcilla, azufre, yeso para ayudar al cementar el hecho del agente de sostén y reducir refluido. Estos y otros agentes/téenicas de gelificación tales como aquellas descritas en Vytautas Usaitis, Master’s Thesis: Laboratory Evaluation of Sodium
S i I i cate for Zonal Isolation, facultad de ciencia y teenología, Universidad de Stavanger, 30 de junio, 201 1 (incorporada aquí por referencia) y P.H. Krumine and S. D. Boyce, Profile Modification and Water Control With Silica Gel-Based Systems Sociedad de ingenieros de petróleo SPE 13578 (1985) (incorporada aquí por referencia) pueden utilizarse. Tambien, varios agentes de establecimiento orgánico que pueden utilizarse incluyen acetato etilo, éster dibásico, monoacetina, triacetina, terraset, carbonato de propileno, diacético, etc.
Existen muchos aditivos y técnicas conocidas en la técnica para gelificar un silicato de metal en el pozo tal como aquellos descritos en Hower and J. Ramos, “Selective Plugging of Injection Wells by In Situ Reactions”, Documento de API No. 754-G (1955); R.F. Rensvold, H.J. Ayres, and W.C. Carlisle, “Completion of Wells to Improve Water-Oil Ratios”, Documento No. SPE 5379 presentado en la Asamblea Regional de California de 1975 de la Sociedad de Ingenieros de petróleo de AIME, Ventura, CA (1975); John. K. Borchardt, ?h-situ gelation of silicatos in drilling, well completion and oil production”, Colloids and Surfaces, 63 (1992) 189; patente de E.U.A. 7,926,567 para Ralph Edmund Harris, lan Donald McKay (fecha de emisión abril 19, 201 1 ), todas de las cuales se incorporan aquí por referencia.
Los geles pueden ser elásticos o rígidos basándose en los parámetros de procedimiento tales como concentración de silicato y tipo de agente de gelificación, pH, temperatura, dureza de agua y la
presencia de fases de aceite. Los geles de silicato son efectivos a temperaturas que varían de 4.40°C a 176.66°C, y los tiempos de gelificación pueden variar desde pocos segundos a más de 400 horas.
Existen numerosos estudios que muestran que los silicatos reaccionan con y precipitan cationes multivalentes tales como Ca, Mg, Fe, Al, Cr, Ba, Sr, Ra, etc. para reducir su actividad en solución. En un ejemplo una fuente de agua potable y agua de estimulación de refluido se encontró que contiene lo siguiente:
Cuadro 2
Tambien se preparó una mezcla de 50/50 del agua de refluido potable y recielada para prueba. Con la adición de 2 g de siliciuro a 100 mi de esta agua de refluido, se observaron precipitados sólidos considerables para formar lo que equivalió a más de 3 g de sólidos cuando se filtró y resultó en la reducción de los cationes multivalentes por al menos 74% hasta 100% dependiendo si el silicato fue el factor limitante. Se observaron reducciones superiores en la mezcla 50/50 de refluido y aguas potables que no estuvieron limitadas a silicato. Por lo tanto, la presencia de silicatos a partir de la reacción de los siliciuros de metal alcalino en el fluido de fabricación incluso a concentraciones bajas retrasará que estos iones entren en solución y reducirá significativamente la presencia de estos iones en las aguas de refluidos. Por ejemplo, el método de la presente invención resultará en más de 70% de reducción de cationes multivalentes en el agua de refluido, o entre 75-100% u 80-90% de reducción de cationes multivalentes en el lago de refluido. De esa forma, la producción de subproductos de silicatos de metal alcalino simplificará el tratamiento/desecho de reciclaje de las aguas de refluido una vez producidas de nuevo a la superficie.
Alternativamente, también se proporciona un método para purificar agua de fluido producida a partir de un procedimiento de fracturación hidráulica que comprende agregar siliciuro de metal a agua de refluido producida a partir de un procedimiento de fracturación hidráulica. El siliciuro de metal puede ser siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. El siliciuro de metal puede
agregarse en cantidad suficiente para reducir la concentración de cationes multivalentes en el agua de refluido por más de 70%, o reducir la concentración de cationes multivalentes por 75-100% u 80-90%.
Otros Procedimientos de Fracturación Hidráulica
En otra modalidad de estimulación la pequeña escala ilustrativa que requiere equipo de bombeo de superficie a alta presión mínimo, podría depositarse una cantidad similar o mayor de siliciuro de metal en el área de cimiento (bajo la zona de producción) de un pozo vertical apropiadamente recubierto, perforado y preparado que se va a fracturar. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. Por ejemplo, utilizar una tubería de 30.48 cm y 10.66 m del cimiento bajo el pozo lleno con gránulos de siliciuro de sodio (~1 .7 g/cc) en un fluido de hidrocarburo proporcionará una carga de aproximadamente 1 133.98 kg. Sobre la carga de siliciuro el agente de sosten puede colocarse en la zona productiva del pozo en donde se ha perforado previamente el revestimiento de pozo. Por encima de lo que podría ser un empacador diseñado para soportar la presión esperada por la profundidad de formación. Todo lo que se requiere entonces es introducir agua para comenzar la reacción. El agua (agente tensoactivo y solución de polímero) puede introducirse directamente en el área de cimiento para desplazar el hidrocarburo de luz, que producirá una reacción rápida y acumulación de presión.
Alternativamente, el agua (agente tensoactivo y solución de polímero) puede introducirse sobre el área de cimiento y dejarse gotear, desplazando el hidrocarburo ligero para proporcionar una acumulación de presión más gradual y controlada. Ya que la reacción de siliciuro procede a evolucionar gas de hidrógeno, la carga de agente de sostén será fluida y fluirá dentro de la formación fracturada por el gas y espuma. Este método únicamente estará limitado por la cantidad y tamaño del área de cimiento bajo la zona de producción, pero requerirá equipo de superficie mínimo (comparado con un trabajo de estimulación convencional) para cargar e iniciar la reacción.
Además, los siliciuros de metal pueden ser útiles en procedimientos de fracturación de etapas múltiples. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. Teenología de perforación horizontal junto con fracturación hidráulica de etapas múltiples ha abierto un número de formaciones ricas de hidrocarburo previamente no económicas a producción comercial. Por ejemplo, la perforación direccional ha permitido que se perforen laterales horizontales largos (hasta varios kilómetros) en zonas de pago ricas de hidrocarburo que proporcionan acceso a secciones transversales más grandes del depósito a través de un pozo individual, lo que minimiza la alteración e infraestructura de superficie. Estos laterales largos son candidatos para aplicaciones de fracturación de etapas múltiples en donde se perforaron segmentos cortos de lateral de pozo, se aislaron a través de
empacadores y se fracturaron individualmente a medida que la falta de inyección se retira del pozo en etapas. De esa forma, basándose en la enseñanza aquí, un experto en la teenica apreciará que pueden utilizarse también siliciuros de metal alcalino en una operación de fracturación de etapas múltiples al emplear cualquiera de las varias modalidades del procedimiento de fracturación hidráulica de la presente invención.
Adicionalmente, un experto en la técnica también apreciará basándose en las enseñanzas aquí que el mecanismo de reacción rápida de siliciuros de metal con agua también puede utilizarse en un procedimiento de fracturación de impulso controlado (Patente de E. U.A. 4,718,490, Uhri, 12 de enero, 1988, incorporada aquí por referencia) para producir fracturas secundarias en puntos específicos en el procedimiento de fracturación a través de liberación cronometrada/controlada del hidrógeno. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Habiendo descrito de esa forma el concepto básico de la invención, será más bien evidente para aquellos expertos en la técnica que la descripción detallada anterior pretende ser presentada a manera de ejemplo únicamente, y no es limitante. Varias alteraciones, mejoras, y modificaciones ocurrieran y se pretenden por aquellos expertos en la técnica, aunque no se mencionan expresamente aquí. Estas alteraciones, mejoras, y modificaciones pretenden sugerirse aquí, y están dentro del alcance y espíritu de la invención.
Dispersión de Depósito Cerosos o de Asfalteno en Tuberías Tubulares Submarinas y/u Otras
Tambien pueden utilizarse siliciuros de metal para remover la acumulación cerosa o de asfalteno en estructuras tubulares o de tubería, tales como tuberías submarinas, pozos de perforación o tuberías a través del país o cualquier tubería en donde existe acumulación cerosa o de asfalteno. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. Por ejemplo, fracciones cerosas o de asfalteno pueden depositarse fuera de la solución dentro de la tubería en donde existe una caída de temperatura o temperaturas más frías (por ejemplo, menos de 4.44°C, entre -6.66-4.44°C, entre -1.1 1 -4.44°C, etc.) o en ubicaciones en donde la tubería puede ser difícil de alcanzar. En el método de la presente invención, el calor generado de la reacción de siliciuro de metal con agua puede utilizarse para fundir/disolver esferas y asfáltenos de nuevo en solución.
Como tal, el procedimiento básico de la presente invención sería inyectar trozos de metal alternos de siliciuro de metales dispersados en un líquido de portador orgánico tal como un fluido de hidrocarburo y entonces trozos de metal de agua para reaccionar y liberar calor a medida que los dos trozos de metal comienzan a entremezclarse a través de flujo dispersivo en la tubería. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. El fluido de portador orgánico puede seleccionarse a partir de varios hidrocarburos ligeros para ayudar además en la solubilización
de los asfáltenos, o el crudo nativo puede emplearse. Si la distancia y retraso de reacción requerido es significativa, entonces pueden emplearse trozos de metal separadores de hidrocarburo puro entre el agua y trozos de metal de siliciuro de metal cargado para desacelerar la mezcla dispersiva, y con ello retrasar reacción y liberación de calor.
Además de calor, la reacción de siliciuro de metal con agua también libera gas de hidrogel y crea un ambiente alcalino (especialmente cuando se utilizan siliciuros de metal alcalinos) para facilitar la remoción de estos depósitos. El ambiente alcalino promueve la saponificación de cualquiera de los componentes ácidos en los d epósitos c erosos y emulsión para ayudar en la liberación y transporte. El gas de hidrógeno crea presión para ayudar a forzar los fluidos calientes a través de la tubería al punto de constricción. Ni el calor, ni la presión, ni el tiempo de residencia, ni el gas de hidrógeno generado son suficientes para promover hidrogenación significativa de los depósitos de asfalteno. La cantidad de calor e hidrógeno liberada dependerá de la carga de siliciuro de metal en el fluido de portador orgánico, mientras I a dispersión d e portador y la velocidad de reacción dependerá del tamaño de partícula el siliciuro de metal.
En una modalidad, el método para remover la acumulación de depósito ceroso o de asfalteno en una tubería (tal como una tubería submarina) comprende inyectar un trozo de metal orgánico (que comprende siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo) en la tubería,
inyectar un trozo de metal acuoso (que comprende agua) dentro de la tubería, en donde dicho siliciuro de metal reacciona con dicha agua en dicha tubería para generar calor y presión para remover (en cualquier cantidad) la acumulación de depósito de asfalteno o ceroso. El siliciuro metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. El trozo de metal orgánico o el trozo de metal acuoso puede inyectarse primero. Una ilustración de esta modalidad se muestra en la Figura 4.
Alternativamente, el método para remover depósitos cerosos o de asfalteno en una tubería (tal como tubería una submarina) comprende inyectar un trozo de metal orgánico (que comprende siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo) y un trozo de metal acuoso (que comprende agua) en una base alterna en donde el agua reaccionará con el siliciuro de metal en la tubería para generar calor y presión para remover (en cualquier cantidad) la acumulación de depósito de asfalteno o cerosos. El siliciuro de metal puede ser u n siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal.
Incluso en otra modalidad, el método para remover depósitos cerosos o de asfalteno en una tubería (tal como una tubería submarina) comprende inyectar el trozo de metal orgánico (que comprende siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo), inyectar un trozo de metal y separador (que comprende fluido de hidrocarburo), inyectar un trozo de metal acuoso (que comprende agua) en la tubería, en donde dicho siliciuro de metal reacciona con dicha agua en dicha tubería para generar calor y presión para remover (en
cualquier cantidad) la acumulación de depósito de asfalteno o ceroso. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. El trozo de metal acuoso puede inyectarse antes o despues del trozo orgánico. El trozo de metal separador es inyectado entre el trozo de metal acuoso y el trozo de metal orgánico. En otras palabras, el orden del cual el trozo de metal (acuoso contra orgánico) no es importante ya que están separados por un trozo de metal separador. La longitud del trozo de metal separador determinará qué tan rápidamente (en qué punto en la tubería) el siliciuro de metal alcalino y el agua se entremezclarán para reaccionar y liberar calor para solubilizar y descargar los depósitos minimizando con ello pérdida de calor en tránsito. Esta modalidad es particularmente útil en condiciones en donde la pérdida de calor submarino a través de las paredes de tubería es significativa ya que sería posible liberar el calor en el punto en que es necesario y evitar las pérdidas de calor durante tránsito.
El trozo de metal orgánico puede comprender al menos 10% de siliciuro de metal, o 10-40%, 20-40%, 30-40%, 10-20%, 10-30% o 20-30% de siliciuro de metal. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. A manera de ejemplo, cargas de 20-40% de siliciuro de metal alcalinos con tamaño de partícula promedio de -100 mieras que emplea hasta 4.53 kg de siliciuro de sodio por trozo de metal general a aproximadamente 35000 BTU de calor y 5.66 m3 de gas.
El trozo de metal acuoso puede ser sólo agua o puede contener
cualquier aditivo convencional conocido en la teenica. El trozo de metal separador puede ser sólo hidrocarburo o puede contener cualquier aditivo convencional conocido en la técnica para ayudar a solubilizar las caras y fracciones de asfalteno.
Adicionalmente, puede incluirse un agente espumante en cualquiera de los trozos de metal para ayudar además a lavar el bloqueo ceroso a través de la instalación en tierra.
Además, al también puede utilizarse un taco de limpiar para separar o entre los trozos de metal orgánico y acuoso cargados con siliciuro de metal. Es decir, en cualquiera de las modalidades anteriores, después de la inyección del trozo de metal orgánico que contiene el siliciuro de metal (y antes de la inyección del trozo de metal acuoso), podría insertarse un taco de limpiar dentro y fluir bajo la tubería hasta que golpea una restricción debido a la acumulación de asfalteno, o cerosa. El siliciuro de metal puede ser un siliciuro de metal alcalino u otro siliciuro de metal. El taco de limpiar puede incorporar una válvula de liberación de presión de manera que cualquier aumento en presión debido a la restricción liberaría el agua en el trozo metal detrás del taco de limpiar para fluir a través y comenzar a reaccionar con el siliciuro de metal delante de éste y con ello empezar a disolver la acumulación cerosa/de asfalteno y hacer fluir la tubería limpia. El taco de limpiar entonces puede reiniciar el flujo para recuperarse en la salida en tierra del sistema de tubería. Tal taco de limpiar p uede i ncluir varios medios mecánicos como un cepillo de alambre para limpiar además la tubería una vez que se ha
llevado a cabo la reacción de siliciuro de metal/agua delante de éste.
Habiendo descrito de esa forma el concepto básico de la invención, será más bien evidente para aquellos expertos en la téenica que la descripción detallada anterior pretende ser presentada a manera de ejemplo únicamente, y no es limitante. Ocurrirán varias alteraciones, mejoras, y modificaciones y se pretende por aquellos expertos en la técnica, aunque no se mencionan aquí expresamente. Estas alteraciones, mejoras, y modificaciones pretenden sugerirse con ello, y están dentro del espíritu y alcance de la invención.
Claims (25)
1 .- Un metodo de fracturación hidráulica que comprende: inyectar un fluido de fracturación dentro de un pozo de preparación, dicho fluido de fracturación comprende, al menos 10% de agente de sostén, al menos 5% de siliciuro de metal, y fluido de hidrocarburo; e inyectar un fluido acuoso que comprende agua dentro de dicho pozo, en donde dicho siliciuro de metal reacciona con dicha agua para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en dicho pozo.
2.- El método de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde dicho siliciuro de metal es un siliciuro de metal alcalino.
3.- El método de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde dicho siliciuro de metal es siliciuro de berilio, siliciuro de magnesio, siliciuro de calcio, siliciuro de estroncio, siliciuro de bario, siliciuro de radio, siliciuro de boro o mezclas de los mismos.
4.- Un método de fracturación hidráulica que comprende: inyectar un fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal dentro de un pozo, dicho fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal comprende al menos 20% de siliciuro de metal, y fluido de hidrocarburo; inyectar un fluido de fracturación cargado con agente de sostén dentro de dicho pozo, dicho fluido de fracturación cargado con agente de sostén comprende, al menos 10% de agente de sostén y fluido de hidrocarburo; e inyectar un fluido acuoso que comprende agua en dicho pozo, en donde dicho siliciuro de metal reacciona con dicha agua para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en dicho pozo.
5.- El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicho siliciuro de metal es un siliciuro de metal alcalino.
6.- El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicho siliciuro de metal es siliciuro de berilio, siliciuro de magnesio, siliciuro de calcio, siliciuro de estroncio, siliciuro de bario, siliciuro de radio, siliciuro de boro o mezclas de los mismos.
7.- Un método de fracturación hidráulica que comprende: inyectar un fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal dentro de un pozo, dicho fluido de fracturación cargado con siliciuro de metal comprende, al menos 20% de siliciuro de metal y fluido de hidrocarburo; inyectar un trozo de metal separador en dicho pozo, dicho trozo de metal separador comprende fluido de hidrocarburo; inyectar un fluido de fracturación cargado con agente de sostén dentro de dicho pozo, dicho fluido de fracturación cargado con agente de sostén comprende, al menos 10% de agente de sostén y agua; e inyectar un fluido acuoso que comprende agua en dicho pozo, en donde dicho trozo de metal separador es inyectado entre el fluido de fracturación de carga con siliciuro de metal y el fluido de fracturación cargado con agente de sostén, y en donde dicho siliciuro de metal reacciona con agua para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en dicho pozo.
8.- El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho siliciuro de metal es un siliciuro de metal alcalino.
9.- El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho siliciuro de metal es siliciuro de berilio, siliciuro de magnesio, siliciuro de calcio, siliciuro de estroncio, siliciuro de bario, siliciuro de radio, siliciuro de boro o mezclas de los mismos.
10.- Un método de fracturación hidráulica que comprende: inyectar un fluido de fracturación dentro de un pozo, dicho fluido de fracturación comprende, al menos 10% de agente de sostén, al menos 5% de composición de siliciuro de metal, dicha composición de siliciuro de metal comprende siliciuro de metal encapsulado en un revestimiento insoluble en agua, y un portador líquido; e inyectar un fluido de reacción en dicho pozo para remover dicho revestimiento insoluble en agua en dicha composición de siliciuro de metal y reaccionar con dicho siliciuro de metal para generar una presión de al menos 70.30 kg/cm2 en dicho pozo.
1 1.- El metodo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho siliciuro de metal es un siliciuro de metal alcalino.
12.- El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho siliciuro de metal es siliciuro de berilio, siliciuro de magnesio, siliciuro de calcio, siliciuro de estroncio, siliciuro de bario, siliciuro de radio, siliciuro de boro o mezclas de los mismos.
13.- El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho revestimiento insoluble en agua es un revestimiento de cera, y dicho fluido de reacción comprende agua o vapor, y es de una temperatura mayor que el punto de fusión de dicho revestimiento insoluble en agua.
14.- El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho revestimiento insoluble en agua es un revestimiento de polímero degradable, y dicho fluido de reacción comprende un solvente que disolverá dicho revestimiento insoluble en agua.
15.- Un método para remover acumulación de depósitos de asfalteno o cerosos en tuberías que comprende, inyectar un trozo de metal orgánico en una tubería, dicho trozo de metal orgánico comprende, al menos 10% de siliciuro de metal, y fluido de hidrocarburo; inyectar un trozo de metal acuoso que comprende agua en dicha tubería, en donde dicho siliciuro de metal reacciona con dicha agua en dicha tubería para generar calor y presión para remover la acumulación de depósito de asfalteno o ceroso.
16.- El método de acuerdo con la reivindicación 15, en donde dicho siliciuro de metal es un siliciuro de metal alcalino.
17.- El método de acuerdo con la reivindicación 15, en donde dicho siliciuro de metal es siliciuro de berilio, siliciuro de magnesio, siliciuro de calcio, siliciuro de estroncio, siliciuro de bario, siliciuro de radio, siliciuro de boro o mezclas de los mismos.
18.- El método de acuerdo con la reivindicación 15, en dicha tubería es una tubería submarina.
19.- El método de acuerdo con la reivindicación 15, en donde dicho trozo de metal orgánico comprende aproximadamente 20-40% de siliciuro de metal alcalino.
20.- El método de acuerdo con la reivindicación 15, que además comprende inyectar un taco de limpiar d entro de la tubería después de dicho trozo de metal orgánico.
21 .- El método de acuerdo con la reivindicación 15, que además comprende inyectar un tapón separador que comprende fluido de hidrocarburo en dicho trozo de metal orgánico y dicho trozo de metal acuoso.
22.- Un metodo para purificar agua de refluido producida a partir de un procedimiento de fracturación hidráulica que comprende: agregar siliciuro de metal al agua de refluido producida a partir de un procedimiento de fracturación hidráulica.
23.- El método de acuerdo con la reivindicación 22, en donde dicho siliciuro de metal es un siliciuro de metal alcalino.
24.- El método de acuerdo con la reivindicación 22, en donde dicho siliciuro de metal es un siliciuro de berilio, siliciuro de magnesio, siliciuro de calcio, siliciuro de estroncio, siliciuro de bario, siliciuro de radio, siliciuro de boro o mezclas de los mismos.
25.- El método de acuerdo con la reivindicación 22, en donde dicho siliciuro de metal se agrega en una cantidad suficiente para reducir la concentración de cationes multivalentes en el agua de refluido por más de 70%.
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