MXPA04000174A

MXPA04000174A - Aditivo para sistema de fluido.

Info

Publication number: MXPA04000174A
Application number: MXPA04000174A
Authority: MX
Inventors: Jose Guzman
Original assignee: Mi Llc
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2005-04-04
Also published as: ECSP044936A; US7033976B2; US20040132626A1

Abstract

Se provee un nuevo aditivo para sistema de fluido que sirve para dispensar y mantener sistemas de fluido solidos en una condicion estabilizada y la pastilla del filtro endurecida. Los sistemas de fluido contienen este aditivo tolerando mejor la contaminacion de calcio en lugar de los aditivos existentes, y en pruebas de laboratorio simulando mejores condiciones, los sistemas de fluido tratados demuestran buenas propiedades de fluido en altas temperaturas (e.g. 250 degree ) en contraste con el sistema de fluido convencional tratado con aditivos mas costosos. Abarcando preferentemente, una composicion o aditivo para uso en la explotacion de hydrocarbono incluye un biopolimero derivado desde por lo menos una especie de la familia Musaceae.

Description

ADITIVO PARA SISTEMA DE FLUIDO REFERENCIA CRUZADA EN RELACIÓN A LAS SOLICITUDES No Aplicable. DECLARACIÓN DE ACUERDO AL DESARROLLO E INVESTIGACIÓN FEDERALMENTE AUSPICIADO No aplicable.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención La presente invención se relaciona en general a composiciones utilizadas para la explotación de hidrocarburos tales como para la producción de pozos y perforaciones, especialmente pozos de gas y petróleo. Más en particular, la invención habla de dichos compuestos y métodos, los cuales alteran las propiedades químicas o físicas de un sistema de fluido, incluyendo aditivos para controlar pérdidas de fluido durante el proceso de explotación de hidrocarburos .

Descripción del Arte Relacionado En la industria de la perforación, una tubería de perforación hueca con una broca rotable unida al extremo inferior es típicamente rotada en un agujero para crear un pozo petrolero, de gas, termal, o de agua, ün sistema de fluido (ej . perforación de un fluido o "lodo") es bombeado hacia debajo de la tubería de perforación hueca, a través de la broca en el fondo del agujero, y después hacia arriba en la superficie a través del espacio anular entre la tubería de la perforación y la pared del agujero. El sistema de fluido lubrica y enfría la broca en rotación del taladro, suspende y lleva a cabo el corte del agujero, cubre la pared del agujero con un a capa delgada impermeable de material sólido para prevenir el flujo de los fluidos dentro o fuera de la formación, y también ejerce una presión hidrostática en la formación para contra balancear la presión los líquidos o gases presentes ahí dentro. La pérdida de fluido puede ocurrir debido a la porosidad o rupturas" en la formación.

Típicamente, el sistema de fluido es principalmente una suspensión de material sólido, como lo es la arcilla, en un líquido tal como es el agua, pero también puede contener una variedad de aditivos o mejoras. Para que el sistema de fluido realice sus funciones, este debe tener ciertas propiedades físicas. El fluido debe tener viscosidad, y aún así estar listo para ser bombeado. Debe ser lo suficientemente tixotrópico para suspender los cortes en el agujero cuando la circulación del fluido se detiene. El fluido debe liberar los cortes de la suspensión al agitarse en los sentamientos. Estos deben formar una masa delgada impermeable de filtración en la pared del agujero para prevenir la pérdida de líquidos del sistema de fluidos al filtrarse dentro de las formaciones.

Una masa de filtración se forma cuando el sistema de fluido contiene partículas del tamaño apenas pequeño que el tamaño de los poros de de las aberturas de la formación. Dicha masa de filtración sella de manera efectiva la pared del agujero para inhibir cualquier tendencia de arrojar o atascar roca dentro del agujero. El líquido, el cual entra a la formación mientras la masa esta siendo formada, es conocida como lo filtrado. Ambos, la pérdida de derrame y la tasa de filtración deben ser minimizadas al penetrar formaciones potencialmente productivas para minimizar cualquier efecto de daño de los fluidos entrando en la formación.

Posteriormente, el fluido debe ser capaz de suspender agentes altos en peso específico de gravedad como la baritina u otros compuestos de metales pesados inorgánicos, para mantener una presión suficiente en contra de una formación cuando sea necesario. El sistema de fluido también deberá ser capaz de asimilar cortes de perforación finamente cortados formados durante la operación de explotación de hidrocarburos .

Para establecer y mantener las propiedades físicas deseadas, una variedad de químicos, arcillas, y materiales mesados adicionados a fluidos con base de agua. Partículas de roca y arcillas de bajo rendimiento son incorporadas dentro del sistema de fluido para proporcionar viscosidad al sistema de fluido, para depositar una masa de filtración la cual sellará las formaciones permeables para limitar las pérdidas de filtración y prevenir la obstrucción de la tunería, y para proporcionar flotabilidad para los cortes de la perforación. Estos sólidos también afectan adversamente muchas de las propiedades del sistema de fluido. Como es mencionado anteriormente, las arcillas de las formaciones son incorporadas inevitablemente dentro del sistema de fluidos, y dependiendo de su naturaleza y cantidad, los minerales de la arcilla pueden ser benéficos o dañinos para el sistema de fluidos. Debido a que no es posible el remover todos los sólidos de la perforación, especialmente los muy pequeños, partículas coloides, ya sea mecánicamente o por otro medio, estos deben ser considerados como un contaminante continuo de un sistema de fluidos. Los contaminantes, tales como el yeso, pueden "cortar" el sistema de fluidos causando que las partículas se floculen y que la viscosidad aumente. Cuando esto ocurre, hay peligro de que se atasque la tubería de la perforación al punto de descomponerse o causar una explosión. A altas temperaturas, la gelación o espesor de del fluido puede ocurrir, conllevando a un gran incremento de la presión en la bomba de re-circulación. Un balance de todos los efectos favorables y adversos debe ser alcanzado para que asi el sistema de fluidos proporcione un control de presión para prevenir la entrada de un fluido o formación de un fluido, proporcionar energía en la broca para maximizar la tasa de penetración, proporcionar estabilidad a la perforación a través de zonas presurizadas o controladas mecánicamente, cortes suspendidos y material pesado durante periodos estáticos, permitir la separación de los sólidos taladrados y gas en la superficie, y de remover los cortes del pozo.

Generalmente el término "arcilla" es utilizado para describir minerales de arcillas de un suelo de gran calidad, como la bentonita de Wyoming, que son adicionadas para incrementar y mejorar la masa de filtración. Los cortes del taladrado, baritina y otros sólidos, sin embargo, incrementarán la viscosidad (resistencia a fluir) , especialmente si el tamaño de la partícula se degrada dentro del rango coloide. Los sólidos coloides producen la mayoría de la viscosidad en los sistemas de fluidos debido al incremento de esta área. Por esa razón, el volumen de sólidos de tamaño coloidal contenido en los sistemas de fluido debe ser controlado y la capacidad de intercambio de cationes, adsorción de agua y superficie de área de partículas de arcilla deben ser tomadas en cuenta para minimizar los problemas de explotación de hidrocarburos. No solo es importante el área de la superficie de partículas de arcilla al determinar la resistencia de un fluido a fluir, la composición química de la arcilla y su "actividad" o características de carga eléctrica también afecta como los tratamientos de agua y contaminantes químicos interactuarán con las partículas de arcilla para alterar las propiedades del fluido.

En un intento de evitar o compensar ciertos efectos, una variedad de aditivos para el sistema de fluido han sido utilizados en la industria de la perforación. Los aditivos que reducen la pérdida de desparrantamiento y la tasa de filtración son referidos como agentes de control de pérdida de fluidos. Los aditivos que reducen la resistencia al flujo y el desarrollo de gel en los sistemas de fluido son referidos como adelgazantes o des-floculantes . Algunos de estos materiales aditivos incluyen féculas (ej . maíz, patatas) , derivados de féculas, derivados de celulosa solubles en agua, taninos de plantas, polifosfatos, o materiales que contienen fosfato, materiales de lignito, lignosulfatos, y polímeros sintéticos. Uno de los problemas con algunos de esos materiales es que son inestables en temperaturas mayores de las que típicamente se encuentran * abajo en el agujero. Los costos y efectos ambientales de los aditivos también son factores importantes. Lo que se necesita es un aditivo para sistemas de fluido multifuncional y comercialmente atractivo, tal como un aditivo de control de pérdida de fluido, el cual sea capaz de estabilizar las propiedades del fluido sobre un rango de temperaturas y niveles de contaminantes bajo condiciones de explotación de hidrocarburos .

RESUMEN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Un nuevo aditivo para el sistema de fluido es proporcionado y sirve para dispersar y mantener los sólidos del sistema de fluido en una condición estabilizada y también "endurecer" la masa de filtración. Los sistemas de fluido que contienen este aditivo también toleran la contaminación de calcio mejor que los aditivos existentes, y en pruebas de laboratorio simulando buenas condiciones, los sistemas de fluido tratados demostraron buenas propiedades de fluido a altas temperaturas (ej. 250°F) en contraste a sistemas de fluido similares tratados con aditivos convencionales y más costosos .

El nuevo aditivo del sistema de fluido puede ser utilizado para la explotación de hidrocarburos en ambas aplicaciones, (ej. perforaciones horizontales y verticales) y » en la superficie. El aditivo no esta limitado a aplicaciones de perforaciones de fluido, y en lugar hallará uso en una variedad de servicios (e . fracturar fluido) , terminación, producción, y operación de desecho.

De acuerdo con ciertas modalidades de la invención, una composición para el control de pérdida de fluido de sistemas de fluido es proporcionada la cual incluye la harina de al menos una especie de la familia de la banana, Musaceae. La harina de la banana puede tener varias féculas en relación a la fibra como es expuesto abajo, pero preferentemente tiene una fécula en relación a la fibra de 7:3. En algunas modalidades, la harina de banana es modificada.

De acuerdo aún con otra modalidad de la invención, una composición para des-flocular o adelgazar los sistemas de fluido es proporcionada, la cual incluye la harina de al menos una especie de la familia de la banana.

De acuerdo aún con otra modalidad de la invención, estabilizar los sistemas de fluido es proporcionada, la cual incluye la harina de al menos una especie de la familia de la banana .

De acuerdo con otra modalidad de la invención, una composición para la modificación de la viscosidad es proporcionada, la cual incluye la harina de al menos una especie de la familia de la banana.

De acuerdo aún con otra modalidad de la invención, una composición para un material de control de pérdida que pueda sellar rápidamente las fracturas de la formación y/o inhibir la pérdida excesiva de los sistemas de fluido la cual incluye la harina de al menos una especie de la familia de la banana .

De acuerdo aún con otra modalidad de la invención, una composición para fracturar fluidos es proporcionada, la cual incluye la harina de al menos una especie de la banana.

También es proporcionado de acuerdo con la presente invención, un método para prevenir la pérdida de un sistema de fluido. El método incluye adicionar una de las composiciones arriba descritas a un sistema de fluido. Esta y otras modalidades, características y ventajas de la presente invención serán aparentes en relación con la siguiente descripción.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Para una descripción más detallada de la modalidad preferida de la presente invenció, se hará ahora referencia a los dibujos acompañantes aqui: La FIGURA 1 es una representación esquemática ilustrando diferentes características las cuales definen a la familia de la banana. La FIGURA 2 es un gráfico ilustrando las propiedades de filtración del Ejemplo 9; La FIGURA 3 es un gráfico ilustrando las propiedades de filtración del Ejemplo 10; La FIGURA 4 es un gráfico ilustrando las propiedades de filtración del Ejemplo 12; y La FIGURA 5 es un gráfico ilustrando la hinchazón del esquisto en contacto por varias formulaciones.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Como está mencionado arriba, los aditivos de sistemas de fluidos convencionales tales como los aditivos de control de pérdida de fluido, incluyen féculas y derivados de féculas. Las féculas son carbohidratos de una fórmula general (C6Hi0O5)n y son derivados de maíz, trigo, avena, arroz, patatas, yuca de plantas y vegetales similares. Estos consisten de un 27% de polímero linear (amilasa) y de entre - un 73% una ramificación de los polímeros (amilopectina) . Los dos polímeros están entrelazados dentro de los gránulos de la fécula. Los gránulos son insolubles en agua fría, pero al hundirlos en agua caliente o bajo presión de vapor se romperán y los polímeros de hidratarán y convertirán en una suspensión coloide. Este producto es una fécula pre- gelatinizada y ha sido utilizada en sistemas de fluidos por años. La amilasa y la amilopectina son polímeros no iónicos que no interactúan con electrolitos.

Debido a que las féculas convencionales sin modificar tienen una estabilidad termal de entre unos 250 °F (121°C) y están sujetas a un ataque bacteriológico a menos de que estén protegidas por un bactericida de alta salinidad, la tendencia ha sido el modificar o derivar féculas. La modificación de féculas puede ser alcanzada mediante métodos físicos o químicos. Los métodos químicos incluyen la hidrólisis mediante enzimas o ácido y la derivación química para impartir más propiedades hidrofílicas o hidrofóbicas . Los métodos físicos incluyen un tratamiento de humedecer mediante calor.

Las féculas derivadas, tales como la fécula de hidroxipropil y el carboximetil son comúnmente utilizadas en el taladrado de fluidos y la terminación de fluidos. Siendo no iónica, la fécula de hidroxipropil (HP) es tan solo un poco afectada por la salinidad y dureza de los fluidos. Los polímeros lineales y ramas de los carbohidratos en la fécula natural tienen tres grupos reactivos de OH en cada unidad de glucosa. Durante su fabricación, estos polímeros son reactivados con óxido propileno, adicionando grupos de hidroxipropil (CH (OH) CH2C¾) en las posiciones de OH mediante otra unión. Al adicionar los grupos de hidroxipropil, la fécula de HP se vuelve más resistente a la degradación termal y ataque bacteriológico.

Como puede ser apreciado, el tiempo adicionado y costo para modificar o derivar féculas es indeseable. Sin embargo, debido a la degradación térmica y ataque bacteriológico, fabricantes de sistemas de fluidos tienen pocas opciones. Con agencias ambientalistas tal como lo es la EPA (Agencia de Protección Ambiental) oponiendo constantemente límites más estrictos, los tipos de derivados capaces de ser utilizados están disminuyendo. la presente invención ofrece una alternativa atractiva en costos y medio ambiente para los derivados de féculas actualmente. Nuevos aditivos para mejorar las propiedades de los sistemas de fluidos preferentemente incluyen una mezcla de una masa base seca preparada mediante harina de al menos una especie de la familia de la banana.

Musaceae .

La familia de la banana (Musaceae) incluye tres géneros: Ensete, y Musella. Juntos comprenden entre un 45% de las especies incluyendo MNusa acuminata Colla, M. X pardisoaca (híbrido) , Ensete ventricossum Cheesman (banana Abisinana) , Musa balbisina Colla, M. ornata Roxb, M. textiles Nee, y Musilla lasiocarpa. Algunos dre los nombres comunes para las especies de Musa incluyen banana, bababier nain, cambur, curro, y plátano.

La familia de la banana puede ser generalizada mediante las siguientes características en combinación con la FIGURA 1. Las hojas son alternadas y muy grandes, con porciones próximas céntricas, apresadas comprendiendo un pseudo tronco del cual los pétalos individuales y hojas divergen. Las hojas son simples con un pistilo y numerosas venas laterales. Eventualmente , un eje infloreciente saliendo del bulbo, crece hacia delante a través del canal formado por la base de la hoja y produce una serie terminal de grandes bracteas, cada una encerrando en la axila y escondiendo una cimoso ramo de flores . Mientras que cada racimo alcanza su antera, la bractea escondida refleja el exponer las flores y eventualmente sale del eje infloreciente. Las flores son zigomórficas y funcionalmente unisexuales, las próximas siendo femeninas y las mas distantes del centro siendo masculinas. El periantio comprende 2 series de 6 pétalos, 5 de los cuales son connatos dentro de un tubo de 5 lobados dejando un segmento interno libre. El androceo usualmente consiste de 5 estambres fértiles y un estaminoide el cual es opuesto al pétalo libre. La ginoecea consiste de un solo pistilo compuesto de 3 carpelos, un solo estilo, y un ovario inferior con tres lóculos, cada uno conteniendo numerosos óvulos axilares. La fruta es una mora, usualmente con piel.

En algunas modalidades, la harina es preparada de una porción de la flor o fruto de un miembro de la especie Musa. Aún en otras modalidades, la harina es preparada de la piel de un miembro de las especies Musa. El polvo seco formado puede ser disuelto en una amplia variedad de fluidos, desde agua fresca hasta salmueras.

Un método preferido de preparar harina de banana es de bananas inmaduras. Ambos procesos el seco y el mojado producen harina de banana. En una modalidad preferente, la banana es congelada antes de pelarse para proporcionar una fécula de color blanco.

I * En el proceso seco, la banana inmadura es congelada a 0°C por 24 horas de preferencia, para asi destruir el óxido de polifenol, el cual afecta el oscurecimiento de la fécula. Después de congelar, la banana es descongelada de preferencia al dejarla a temperatura ambiente, y es cortada en pequeñas partes o rodajas y secada en un horno. Las rodajas secas son preferentemente hechas polvo y hecha zaranda.

Una vez zaranda, la harina de banana es suspendida en una solución básica (ej . NaOH) y cualquier proteina es removida utilizando un separador centrifugo. La dispersión de la fécula puede ser ajustada al variar el pH de la harina (ej . al adicionar HCL diluido) . Después de ajusfar la dispersión de la fécula, la harina es centrifugada de preferencia, formando una masa de harina, la cual es secada a 50 °C por 24 horas. La masa de harina seca es molida y hecha zaranda.

Como es mencionado arriba, la harina puede estar sin modificar (natural) o modificada. Se cree que la harina de banana preparada contiene entre un 70a un 90% de fécula. En algunas modalidades, puede ser deseado el aislar y/o purificar la fécula via modificación. La modificación puede ser realizada mediante métodos convencionales (ej . físicos o químicos) para incrementar el peso molecular de la fécula, - por ejemplo. Esta contemplado que las féculas de banana modificadas puedan tener una resistencia térmica y propiedades reológicas mejoradas (350-400°F+) . En una modalidad preferida, las féculas de banana son sustancialmente estables a estas altas temperaturas. Sustancialmente estable es aquí definido no como listas para alter en un estado químico o físico. los lodos de taladrado conteniendo los aditivos arriba descritos fueron evaluados en pruebas de laboratorio para simular condiciones severas de los pozos, y sus propiedades físicas fueron comparadas bajo las mismas condiciones con la de lodos conteniendo aditivos convencionales .

Ejemplos 1-2 : Los lodos tratados fueron preparados de la siguiente manera: Dn fluido consistiendo de biopolímeros naturales y modificados (incluyendo una cantidad predeterminada de harina de banana mediante el proceso de secado arriba mencionado) , des espuma y otras sales en agua fueron mezcladas por 45 minutos a alta velocidad en un mezclador Hamilton Beach, y después añejadas por dos horas en un contenedor sellado a temperatura ambiente. Después del añej amiento, un agente separador y viscosificador fue agregado y los ingredientes fueron raspados por 30 minutos a alta velocidad. La suspensión resultante fue enrollada con calor por 16 horas a 170 °F para estabilizar el fluido y para permitir la completa hidratación de los biopolímeros, sales y otros sólidos.

Los lodos convencionales (Dual Fio y FloTrol) , los cuales contienen féculas modificadas de plantas conocidas como patatas y maíz, han sido preparados similarmente, con la excepción de que las féculas convencionales modificadas reemplazaron la harina de banana de los lodos tratados.

Las composiciones de las formulaciones de lodo resultantes (Ejemplos 1-2, Dual Fio 1, y Fio Trols 1-2) son mostrados en la Tabla 1. Las propiedades reológicas yh de filtración de las formulaciones de lodo resultantes fueron entonces determinadas y reportadas en la Tabla 2. Para determinar las propiedades reológicas, las muestras fueron mezcladas y añejadas al calor (estática/dinámica) por 16 horas. Un viscómetro (Fann Model 35 o Brookfield) fue empleado para medir la viscosidad plástica (PV) , limite elástico (YP) y la baja tasa de raspado de viscosidad (LSRV) de las muestras. Para determinar la filtración, tasa, estática y/o dinámica una prueba fue realizada utilizando herramientas convencionales (ej . HPHT células de prueba, Un aparato de filtración modelo Fann 90, papel API) .

Los valores reológicos de referencia para un lodo de taladrado incluyen un PV entre lOcp y 40cp, y un YP entre 101b/100pies y 401b/100pies, y un LSRV entre 15K y 70K, como es indicado por las pruebas convencionales. Los valore de referencia de filtración para un lodo de taladrado incluyen un valor de desparramamiento de entre 0 y 5cc y un valor de al menos lOcc después de 30 minutos. Aún refiriéndonos a la Tabla 2, el lodo conteniendo el aditivo de harina de banana proporcionado las mejores propiedades de lodo bajo las condiciones de la prueba mencionada que el mejor y más caro producto comercial. o TABLA 1-Comparación de la Composición de Lodo Convencional * Denotes FioVis HVs use as viscosifier. Denotes Ihat a component is nal presenL to o TABLA 2-Comparación de Filtración/Reologia de Lodo Ejemplos 3-7 : Los ejemplos 3-7 para más lodos tratados, preparados de acuerdo al método arriba descrito, utilizando varias cantidades de harina de banana. Las composiciones de las formulaciones de lodo resultantes son mostradas en la Tabla 3. La función de varios productos nombrados en la Tabla 3 es listada en la Tabla 4. También es listados en la Tabla 4 hay aditivos opcionales comúnmente utilizados en las composiciones de taladrado de lodo y sus funciones . Las propiedades reológicas de las formulaciones lodo resultantes fueron entonces determinadas y reportadas en la Tabla 5. o TABLA 3-Composición de Lodo Tratado como Controlador de Pérdida de Fluido TABLA 4- Función del Producto TABLA 5-Reologia del Lodo Tratado como Controlador de Pérdida de Fluido Ex #3 Ex #4 Ex #5 Ex #7 Rheology Start After HDtRoiiing Start After HotRolling Start After Hot olling Start After Hot Rollíng Start After Hot olling Temperatura, 0 F 120 150 210 250 120 150 210 250 120 150 210 250 120 150 210 250 120 150 210 250 600 rprn diai reading 37 42 40 35 72 74 75 Deg 50 52 49 Deg 60 80 65 Deg 110 129 95 Deg 300 rpm dial reading 28 30 28 24 48 50 53 35 36 33 45 52 40 • 75 80 61 200 rpm día! reading 24 23 23 20 38 40 43 30 28 25 37 41 32 " 58 61 47 100 rpm dial reading 19 18 17 15 26 27 30 21 22 18 27 28 21 37 40 31 ° 6 fGp diaí reading 10 7 6 5 10 S 9 8 6 5 11 8 4 14 12 8 3 fG? dial reading 9 6 5 4 8 7 7 7 5 4 9 7 3 12 10 6 ini (10 sec) Gel Strengl .Ib/100 ft - 9 6 5 4 8 7 7 7 5 4 9 7 3 12 10 6 10 min. Gel Strenglh, Ib/100 ft 10 8 6 5 9 B : 8 8 5 5 10 9 4 • 13 11 7 Plástic Viscosiíy. cp 9 12 12 11 24 24 22 a 15 16 16 24 28 25 35 49 34 0 Yield Poin!, Ib/100 ft 19 18 16 13 24 26 31 20 20 17 21 24 15 40 ' 31 27 0 1 mín. Low shear 32 22 13 10K 24 25K 30K rate velocil 16K 18 10K 25K 17K 6K 30K 33K 9K 2 min. Low shear ratevelocity 30 22K 14 11K 20K 20K 30K 15K 17K 10K 2SK Í7K 4K 29K 28K 9K 3 min. Low shear rate velocit 29K 22K 14K 12K 19K 19 29K 15 16K 9K 24K 16 5K • 28K 27K SK PH 10.4 10.2 10.2 10.2 9.9 9.6 9.6 9.6 8.4 8.2 B,2 8.4 8.3 8,3 E emplos 8-14 : Los ejemplos 8-14 son muestras de más lodos tratados, preparados de acuerdo al método descrito arriba, utilizando varias cantidades de harina de banana. Las composiciones de las formulaciones de lodo resultantes son mostradas en la Tabla 6. Las propiedades reológicas de las formulaciones de lodo resultantes fueron determinadas y son reportadas en la Tabla 7. En las Tablas 6 y 7, un aditivo de harina de banana fue evaluado como un viscosificador y como un controlador de pérdida de fluido. Refiriéndose a los ejemplos 13 y 14, las composiciones están forma viscosa, y pastillas libres de sólidos (SF) . Libres de sólidos aqui es definido como al contener menos de 10% en volumen de sólidos. Las propiedades de gelatinización de estas pildoras sugieren que las composiciones preparadas con un aditivo de harina de banana pueden ser utilizadas como un material de pérdida de circulación (LCM) . Aún refiriéndose a la Tabla 7, el Ejemplo 10 es proporcionado con mejores propiedades de lodo bajo las condiciones de prueba establecidas que otras muestras de lodo tratado. Como puede ser apreciado en la Tabla 7, el aditivo de harina de banana puede ser utilizado solo o con otros aditivos en sinergia.

O TABLA 6-Composición de Lodo Tratado como Viscosificador ? Controlador de Pérdida de Fluido O TABLA 7-Reologia de Lodo Tratado como Viscosificador y Controlador de Pérdida de Fluido Ex #8 Ex # 9 Ex #10 Ex #11 Ex #12 R eologv Start After HotRoliing Start After Hot Roliing. Start After HotRolling Start AfterHot oliing Start After HotRollint} Températe, 0 F 120 150 210 250 120 150 210 250 300 120 150 210 250 300 120 150 210 250 120 150 210 250 600 rpm dia! reading 37 42 40 35 51 55 56 50 95 96 93 108 125 300 rpm dial reading 28 30 28 24 30 36 38 33 70 66 62 75 95 200 rpm dial reading 24 23 23 20 23 28 32 27 54 53 49 62 77 100 rpm dial reading 19 18 17 15 13 20 23 19 39 38 33 46 57 6 rpm dia! reading 10 7 G 5 3 7 9 7 12 11 9 17 20 3 rpm dial reading 9 6 5 4 2 ¦ 6 8 6 10 9 7 13 15 IniL (10 sec) GeI 9 6 5 4 2 6 8 6 10 9 7 13 15 Strenglh,lb/100 ft 10min. Gel Sirength. 10 8 6 5 3 7 9 7 12 13 8 14 19 iwiooft Plástic VisQosily, cp 9 12 12 11 21 0 0 0 19 18 0 0 0 17 0 25 30 31 0 33 30 0 Yield Poiní, Ib/100 ft 19 18 16 13 9 0 0 0 17 20 0 0 0 16 0 45 36 31 0 42 65 0 1 min. Low shear 32K 22 13K 10 8K 30K 15 51K 59 17K 48K 59 rale velocily K 2 min. Low shear 30K 22K 14 11K BK 28K 14 46K 64 17K 48K 60 raíe velocily ' 3 min. Low shear 29 22K 14K 12 9K 28K 14 45K 64 16K 47K 60 rale velocify K PH 10.4 10. 10. 10. 9.9 9.6 9.4 9.1 7.9 7.9 7.9 7.9 7.8 2 2 2 Además de las propiedades reológicas, la tasa de filtración es de interés. Como es discutido en la sección anterior, ambos, pérdida de desparramamiento y la tasa de filtración debe ser minimizada al penetrar formaciones potencialmente productivas para asi minimizar cualquier efecto dañino de los fluidos entrando a la formación. La FIGURA 2, Tabla 8 y La FIGURA 3, Tabla 9, y La FIGURA 4 ilustran la tasa de filtración y las propiedades relacionadas de los Ejemplos 9, 10 y 12 respectivamente.

Refiriéndose inicialmente a la FIGURA 2 y Tabla 8, el índice de Depósito de de la Masa (CDI) del ejemplo 9 (K-sistema de Citrato) es alto y la Tasa Dinámica de Filtración (DFR) es baja. También, en comparación con la FIGURA 3, la Filtración Dinámica (DF) del sistema de Citrato-K es menor que la del sistema de Formación-K.

Aún refiriéndose a la FIGURA 3 y Tabla 9, el CDI del Ejemplo (sistema de Formación-K) es bajo. Esto indica que la formación de la masa de filtración casi ha alcanzado su estado de reposo. Por lo tanto, cualquier masa adicional que sea depositada no afectará el DFR.

,. TABLA 8-Propiedades de Filtración del Ej.. #9 TABLA 9-Propiedades de Filtración del EJ. #10 ¦ Además de las propiedades reológicas y de filtración arriba mencionadas, el.pH, el espesor de la masa de filtración, ¦ la solubilidad de la masa de filtración en muchos quebradores (ácidos, oxidantes, enzimas) también es de interés. . Por ejemplo, fue realizada una prueba de solubilidad de ácido (ASTM D3042) en una muestra de harina de banana, en donde el procedimiento de la prueba incluía el sumergir la muestra mencionada en 15% de HC1, hervir la muestra y filtrarla en un filtro de 0.45 mieras. La prueba mostró ser soluble en un 95.1%. Esto proporciona una vista de que las composiciones preparadas con el aditivo de harina de banana pueden ser utilizadas para fracturar fluidos debido a las propiedades de transporte y fácil rompimiento con el ácido .

Pruebas adicionales realizadas incluyeron la prueba de contaminación (ej . de agua de mar, exceso de sólidos de perforación, y baritina en exceso) y dispersión e hinchazón de la roca en contacto. Refiriéndose ahora a la tabla 10, la prueba de contaminación para varios materiales es mostrada. La Tabla 11 lista la formulación del fluido base en la Tabla 10. o TABLA 10-Prueba de Contaminación TABLA 11-Composición en Base a un Fluido Tabla 12 y la Figura 5 ilustran la hinchazón del esquisto y la Tabla 13 lista los resultados de una prueba de dispersión utilizando las formulaciones de la Tabla 12. TABLA 12-Formulaciones para la Prueba de Hinchazón Resultados de la Prueba de Dispersión Las pruebas de hinchazón fueron realizadas utilizando un medidor de hinchazón en un material de formación de esquisto en forma de gránulos (5g/25, OOOpsi) . La prueba de dispersión fue realizada después de que las formulaciones fueron enrolladas mediante calor por 16 horas a 150 °F. El % de la recuperación de la prueba de dispersión está relacionada a los cortes de la perforación retenidos por una malla de tamizado #30.

Como es mostrado en la FIGURA 5, ambas formulaciones, 1 y 2 tienen un porcentaje marcado menor de hinchazón que el agua en esquisto. Comparado con el agua, la Formulación #1 tiene · aproximadamente un 67% de reducción de la hinchazón y la Formulación #2 tiene aproximadamente un 71% de reducción en la hinchazón. Refiriéndose de nuevo a la Tabla 13 , las Formulaciones #1 y #2 también tienen un porcentaje de recuperación mucho mayor que el agua.

Una propiedad única de composiciones de lodo preparadas con varias cantidades de aditivo de harina de banana descritas arriba es que estas aún demuestran buenas propiedades de fluido aún después de estar sujetas a 250°F de temperatura para intervalos esperados y razonables durante las operaciones, de forma similar a los lodos que fueron preparados con aditivos convencionales (ej . féculas modificadas) . Los aditivos preferidos de la presente invención son proporcionados para agregarse a sistemas de fluido utilizados en operaciones de explotación de hidrocarburos . Debido a que la masa de filtración es más firme y más resbalosa que con lodos tratados convencionalmenter los sistemas de fluidos conteniendo los nuevos aditivos también se espera que faciliten la explotación de hidrocarburos . Sin desear que esté limitada a una teoría en particular, es creído que los componentes del aditivo adelgacen el lodo. (ej . reduce la viscosidad o resistencia a fluir) principalmente al disminuir las fuerzas electroquímicas entre las partículas sólidas y causando de des-floculación y la dispersión de los sólidos. Es esperado que los sistemas de fluido conteniendo el nuevo aditivo tendrán propiedades reológicas y propiedades de pérdida de fluido en el campo después de la exposición al rompimiento, temperaturas elevadas y después de la incorporación de sólidos de perforación adicionales y contaminantes químicos.

Además, mientras el aditivo de banana haya sido probado para el uso en la perforación fluidos, es creído que el aditivo de banana será exitoso en otras operaciones de explotación de hidrocarburos incluyendo composiciones utilizadas en operaciones de servicio, completación, trabajo, producción, reclamación y desecho. Unos particulares de interés lo incluyen como un aditivo en la fracturación de fluidos y como un aditivo para la formación de fluidos de sellado. También, porque el aditivo de banana es una fuente natural de potasio, éste puede ser utilizado para inhibir la hinchazón .

A pesar de que el aditivo de harina de banana ha sido descrito para su uso en un fluido de base acuosa y en un a pildora viscosa libre de sólidos, es reconocido que cualquier vehículo adecuado para transportar el aditivo de harina de banana a su ubicación deseada puede ser utilizado. Por ejemplo, cualquier fluido basado en agua o medio sólido puede ser utilizado. También es contemplado que los fluidos basados en aceite pueden ser utilizados. ün fluido es definido aquí como una sustancia continua y amorfa cuyas moléculas se mueven libremente una después de la otra y tiene la tendencia de asumir la forma de su contenedor (ej . un gas o un líquido) . Será entendido que los medios del fluido incluyen sistemas coloides y no coloides (ej . gels) . ün sólido es aquí definido como una sustancia la cual es sujetada en una forma fija mediante cohesión sobre sus partículas . Será entendido que los medios sólidos incluyen sistemas de partículas como la arena. Mientras que las modalidades preferidas de la invención han sido mostradas y descritas, las modificaciones de éstas pueden ser realizadas por alguien con habilidad en el arte sin salirse del espíritu y técnicas de la invención. Las modalidades descritas aquí son en forma de ejemplo solamente, y no están intencionadas para que se limiten. Muchas otras variaciones y modificaciones de la invención expuesta aquí son posibles y dentro de la visión de la invención. Por ejemplo, además que añejar y puentear agentes, viscosíferos, lubricantes, anticorrosivos etc. pueden ser agregados a los sistemas de fluidos presentes. Las exposiciones de todas las publicaciones, patentes y solicitudes de patentes citadas abajo y aquí contenidas e incorporadas en referencia.

Claims

NOVEDAD DEL INVENTO Habiendo descrito la invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama lo contenido en las siguientes cláusulas:

1. Un sistema de fluido para su uso en la explotación de hidrocarburos comprendiendo: una fase continua de liquido; y un biopolimero derivado de al menos una de las especies de la familia de la Musaceae.

2. El sistema de fluido de acuerdo a la cláusula 1 en donde el biopolimero es derivado de la genus Ensete.

3. El sistema de fluido de acuerdo a la cláusula 1 en donde el biopolimero es derivado de la genus Musella.

4. El sistema de fluido de acuerdo a la cláusula 1 en donde el biopolimero es derivado de la genus Musa .

5. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 4 en donde el derivado biopolimero de la Musaceae comprende harina de Musa.

*- 6. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 5 en donde la harina de Musa es preparada de un componente del grupo consistente de fruta, piel, u otras combinaciones de éstos.

7. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 5 en donde la harina de Musa tiene una fécula en relación con fibra de 7:3 o mayor .

8. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 5 en donde la harina de Musa comprende al menos 70% de fécula.

9. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 5 en donde la harina de Musa comprende al menos 80% de fécula.

10. El sistema de fluido de cuerdo con la cláusula 1 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae está sin modificar.

11. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 10 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables arriba de un rango de temperatura de entre 120°F y 250°F. -r

12. El sistema de fluido de acuerdo a la cláusula 1 en donde el biopolímero derivado de la Musaceae es modificado química o físicamente.

13. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 12 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables a unos 350 °F.

14. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 12 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables a temperaturas mayores de 400 °F.

15. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 posteriormente comprendiendo una masa de filtración que contiene el biopolímero derivado de la Musaceae.

16. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 15 en donde la masa de filtración tiene propiedades de filtración que son sustancialmente estables a unos 250 °F.

17. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde fase de líquido continuo comprende una estructura de fase continua de gel.

18. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde el biopolímero derivado de la Musaceae comprende un aditivo de control de pérdida de fluido.

19. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde el biopolímero derivado de la Musaceae comprende un aditivo adelgazante de fluido.

20. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde el biopolímero derivado de la Musaceae comprende un aditivo resistente al calor.

21. El sistema de fluido de acuerdo a la cláusula 1 comprende posteriormente al menos un componente escogido del grupo consistiendo de viscosíferos, y otros biopolímeros derivados del polímero de Musaceae, adelgazantes, agentes de puente, agentes de añej amiento, lubricantes, anti-corrosivos, y oxigenantes .

22. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde el sistema de fluido es un fluido de perforación.

23. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde el sistema de fluido es un fluido de servicio .

24. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde el sistema de fluido es un fluido de fracturación .

25. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 1 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae comprende un material de pérdida de circulación.

26. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 25 en donde el material de pérdida de circulación comprende una pildora sustancialmente libre de sólidos.

27. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 25 en donde el material de pérdida de circulación asiste en el sellado efectivo de una formación.

28. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 25 en donde las propiedades reológicas de dicho material de pérdida de circulación son sustancialmente estables sobre un rango de temperatura de entre unos 120 °F y unos 250°F.

* 29. El sistema de fluido de acuerdo con la cláusula 25 en donde el biopollmero derivado de la Musaceae es modificado química o físicamente modificado de manera que las propiedades reológicas de dicho material de pérdida de circulación sean sustancialmente estables a unos 350 °F.

30. Un método de perforación de un pozo, comprendiendo : La inyección de un sistema de fluido dentro del pozo, en donde el sistema de fluido comprende una fase líquida continua y un biopollmero derivado de al menos una de las especies de la familia de la Musaceae.

31. El método de acuerdo con la cláusula 30 posteriormente permitiendo al sistema de fluido el formar una masa de filtración.

32. El método de acuerdo con la cláusula 31 en donde la masa de filtración tiene propiedades de filtración que son sustancialmente estables a unos 250 °F.

33. El método de acuerdo con la cláusula 30 en donde el biopolímero derivado de la Musaceae no es modificado .

* " 34. El método de acuerdo con la cláusula 33 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables arriba de un rango de temperatura de entre 120°F y 250°F.

35. El método de acuerdo con la cláusula 30 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae es modificado química o físicamente.

36. El método de acuerdo con la cláusula 35 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables a unos 350°F.

37. El método de acuerdo con la cláusula 35, en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables a temperaturas mayores de 400 °F.

38. El método de acuerdo con la cláusula 30 posteriormente comprendiendo al censo un componente escogido del grupo que consiste de viscosificadores, biopolímeros distintos a los biopolímeros derivados de la Musaceae, adelgazantes, agentes de puente, agentes de añej amiento, lubricantes, anti-corrosivos, oxigenantes. f

39. El método de acuerdo con la cláusula 30 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae comprende una fuente de potasio.

40. Un método para darle servicio a un pozo, comprendiendo : La inyección de un sistema de fluido dentro del pozo, en donde el sistema de fluido comprende una fase continua de liquido y un biopolimero derivado de al menos una especie de la familia de la Musaceae.

41. El método de acuerdo con la cláusula 40 posteriormente permitiendo que el sistema de fluido forme una masa de filtración.

42. El método de acuerdo con la cláusula 41 en donde la masa de filtración tiene propiedades que son sustancialmente estables a unos 250°F.

43. El método de acuerdo con la cláusula 40 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae no está modificado .

44. El método de acuerdo con la cláusula 43 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido sustancialmente estables arriba de un rango temperatura de unos 120 °F a unos 250°F.

45. El método de acuerdo co n la cláusula 40 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae es modificado química o físicamente.

46. El método de acuerdo con la cláusula 45 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables a unos 350°F.

47. El método de acuerdo con la cláusula 45 en donde las propiedades reológicas de dicho sistema de fluido son sustancialmente estables a temperaturas mayores de 400 °F.

48. El método de acuerdo con la cláusula 40 posteriormente comprendiendo al censo un componente escogido del grupo que consiste de viscosificadores, biopolímeros distintos a los biopolímeros derivados de la Musaceae, adelgazantes, agentes de puente, agentes de añejamiento, lubricantes, anti-corrosivos, oxigenantes.

49. El método de acuerdo con la cláusula 40 en donde el biopolimero comprende una fuente de potasio.

Una composición para su uso en la explotación de hidrocarburos comprendiendo: un biopolimero derivado de al menos una especie de la familia de la Musaceae} y un vehículo adecuado para transportar al biopolimero a su ubicación predeterminada.

51. La composición de acuerdo con la cláusula 50 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae no está modificado.

52. La composición de acuerdo con la cláusula 51 en donde las propiedades reologicas de dicha composición son sustancialmente estables arriba de un rango de temperatura de entre 120°F y 250°F.

53. La composición de acuerdo con la cláusula 50 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae, es modificado química o físicamente.

54. La composición de acuerdo con la cláusula 53 en donde las propiedades reologicas de dicha composición son sustancialmente estables a unos 350 °F.

55. La composición de acuerdo con la cláusula 53 en donde las propiedades reológicas de dicha composición son sustancialmente estables a temperaturas mayores a los 400°F.

56. La composición de acuerdo con la cláusula 50 posteriormente comprendiendo una masa de filtración la cual contiene el biopolimero derivado de la Musaceae.

57. La composición de acuerdo con la cláusula 56 en donde la masa de filtración tiene propiedades de filtración que son sustancialmente estables a unos 250°F.

58. El método de acuerdo con la cláusula 50 posteriormente comprendiendo al censo un componente escogido del grupo que consiste de viscosificadores, biopolimeros distintos a los biopolimeros derivados de la Musaceae, adelgazantes, agentes de puente, agentes de añejamiento, lubricantes, anti-corrosi os, oxigenantes.

59. La composición de acuerdo con la cláusula 50 en donde la composición es un fluido de perforación.

60. La composición de acuerdo co n la cláusula 50 en donde la composición es un fluido de sercicio.

61. La composición ole acuerdo con la cláusula 50 en donde el biopolimero derivado de la Musaceae comprende un material de pérdida de circulación.

62. la composición de acuerdo con la cláusula 50 en donde el vehículo es escogido del grupo consistiendo de fluidos basados en agua y medios sólidos.