MXPA04012028A

MXPA04012028A - Pasta de oxido de silicio y metodo para la produccion de dicha pasta.

Info

Publication number: MXPA04012028A
Application number: MXPA04012028A
Authority: MX
Inventors: Vassoy Bjorn
Original assignee: Elkem Materials
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2005-03-07
Also published as: DK1534646T3; ATE403631T1; EP1534646A1; AU2003241221A1; CA2489486A1; NO20022884L; EA200500027A1; NO316509B1; CA2489486C; US20050172864A1; BR0311528A; DE60322714D1; WO2003106368A1; BR0311528B1; EP1534646B1; EA008739B1; NO20022884D0; US7393407B2

Abstract

La presente invencion se refiere a una pasta que contiene agua, particulas de silice amorfa con un tamano de particula inferior a 1 mum y harina de silice con un tamano de particula comprendido entre 2 y 200 mum. Con el objeto de estabilizar la pasta, la pasta contiene un polisacarido. La invencion se refiere ademas a un metodo para la produccion de una pasta que contiene agua, silice amorfa que tiene un tamano de particula inferior a 1 mum, y harina de silice con un tamano de particula comprendida entre 2 y 200 mum, en donde se agrega un polisacarido a una pasta de agua y silice amorfa, despues de lo cual la harina de silice se mezcla en la pasta de silice amorfa.

Description

PASTA DE ÓXIDO DE SILICIO Y MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE DICHA PASTA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un aditivo para cemento para pozos de petróleo que contiene partículas de sílice amorfa y harina de sílice y a un método para la producción de dicho aditivo. ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA A partir del documento EP-B 467921, se conoce un método para mezclar un dióxido de silicio con una pasta de cemento hidráulico, en donde una sílice amorfa con partículas de un tamaño inferior a 1 p se mezcla con agua para formar la pasta acuosa de microsilice después de lo cual se mezcla una harina de sílice con partículas con un tamaño de 2 a 200 µp?, en la suspensión de partículas de sílice amorfa. Finalmente, la pasta liquida producida se agrega a una pasta de cemento en un tanque de mezclado. La pasta de cemento producida de conformidad con el método EP-B 467921 es particularmente útil para cementar pozos de petróleo a altas temperaturas de más de 100° C puesto que se ha encontrado que esto evita la reducción de largo plazo de la resistencia del cemento. Con el objeto de utilizar el método de conformidad con EP-B 467921 en forma económica y práctica, la pasta que contiene sílice amorfa y harina de sílice es producida y transportada al sitio de cementación para su mezcla con la pasta de cemento poco antes de la cementación. Para su uso en la cementación de pozos petrolíferos marítimos y en tierra, esto significa que la pasta de microsílice y la harina de sílice deben producirse en tierra y ser transportadas a una plataforma en donde puede mezclarse en una pasta de cemento. Desafortunadamente, se ha encontrado que la suspensión de sílice amorfa y harina de sílice muestra una fuerte tendencia al asentamiento lo que resulta en una vida de anaquel tan corta que la suspensión no puede ser transportada para su mezcla en pastas de cemento. Existe por consiguiente la necesidad de una pasta del tipo divulgado en EP-B 467921 que tiene una tendencia reducida al asentamiento y que es compatible con pastas de cemento. DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN A través de la presente invención se ha proporcionado ahora una pasta de sílice amorfa y harina de sílice y un método para la producción de dicha pasta que muestra una tendencia fuertemente reducida al asentamiento y que es compatible con las pastas de cemento y que no contiene ningún aditivo tóxico . Así, de conformidad con un primer aspecto, la presente invención se refiere a una pasta que contiene agua, partículas de sílice amorfa que tienen un tamaño inferior a 1 micrómetro y harina de sílice que tiene un tamaño de partículas entre 2 y 200 um, dicha pasta se caracteriza porque contiene un polisacárido . De conformidad con una modalidad preferida, el polisacárido es un derivado de celulosa seleccionado entre xantano, carboximetilcelulosa, hidroximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, o mezclas de estos compuestos. De conformidad con una modalidad preferida adicional, la pasta contiene entre 0.01 y 3 gramos de polisacárido por litro de pasta y con mayor preferencia entre 0.05 y 1.5 gramos de polisacárido por litro de pasta. La cantidad de polisacárido por litro de pasta se ajusta según la longitud de cadena del polisacárido. Cuando se utilizan polisacáridos que tienen una longitud de cadena corta, la cantidad de polisacárido en la pasta se encuentra en el extremo superior de los rangos y cuando se utiliza un polisacárido que tiene una longitud de cadena larga, la cantidad se encuentra en la parte inferior del rango. Con el objeto de incrementar adicionalmente el efecto de estabilización del polisacárido, la pasta contiene opcionalmente uno o varios de los siguientes: dextrina, goma guar, y goma garrofin. La pasta de conformidad con la presente invención puede contener varias cantidades de sílice amorfa y harina de sílice, pero la cantidad de sílice amorfa se encuentra generalmente entre 15 y 50% en peso con base en el pozo de la pasta y la cantidad de harina de sílice se encuentra generalmente entre 5 y 60% en peso con base en el peso con base en el peso de la pasta. La cantidad total de materia seca en la pasta se encuentra preferentemente entre 40 y 80% en peso con base en el peso de la pasta. Se encontró de manera sorprendente que la pasta de conformidad con la presente invención es muy estable y muestra poca tendencia o ninguna tendencia al asentamiento aún después de dos o tres meses de almacenamiento. La pasta puede almacenarse por consiguiente y transportarse hacia los sitios en donde se mezcla en las pastas de cemento. Se encontrará además que la pasta de conformidad con la presente invención es compatible con las pastas de cemento y que proporciona una reologia aceptable de las pastas de cemento. De conformidad con una segunda modalidad, la presente invención se refiere a un método para la producción de una pasta que contiene agua, sílice amorfa que tiene un tamaño de partícula inferior a 1 µ?t?, y harina de sílice que tiene un tamaño de partícula que tiene entre 2 y 200 µ??, dicho método se caracteriza porque se agrega un polisacárido a una pasta de agua y sílice amorfa, después de lo cual · i'e mezcla harina de sílice en la pasta de sílice amorfa. De conformidad con una modalidad preferida, el polisacárido es pre-acondicionado en un medio que contiene agua por lo menos durante 15 minutos antes de su adición a la pasta de agua y sílice amorfa. El polisacárido es preacondicionado preferentemente en una pasta de agua y sílice amorfa. De conformidad con una modalidad preferida, el polisacárido agregado a la pasta de sílice amorfa y agua es un derivado de celulosa, por ejemplo, xantano, carboximetilcelulosa, hidroximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, o mezclas de estos compuestos . Preferentemente, la harina de sílice se mezcla en la pasta de agua y sílice amorfa utilizando una mezcladora de alta energía de corte. El polisacárido se agrega preferentemente a la pasta de sílice amorfa y agua en una cantidad necesaria para proporcionar un contenido de polisacárido en una pasta final de 0.01 a 3 gramos por litro, y con mayor preferencia en una cantidad de 0.05 a 1.5 gramos por litro. Se ha encontrado además que la adición de polisacárido a la pasta de sílice amorfa y harina de sílice resulta en una pasta estable con una tendencia fuertemente reducida al asentamiento que resulta en una vida de anaquel fuertemente incrementada de las pastas. Se ha mostrado que el preacondicionamiento del polisacárido mejora todavía más la estabilidad de la pasta final. Además, se ha encontrado que la adición de polisacáridos proporciona propiedades reológicas aceptables para pastas de cemento para pozos petrolíferos que contienen las pastas de conformidad con la presente invención. Finalmente, los polisacáridos son generalmente compuestos no tóxicos que son aprobados para utilizarse con relación a cementos para pozos petrolíferos. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ejemplo 1 0.44 gramos de xantano por litro de pasta final se agregan a una pasta de sílice amorfa y agua que contiene 50% en peso de sílice amorfa. El xantano ha sido preacondicionado en una pequeña parte de la pasta de agua y sílice amorfa dentro de 24 horas antes de su admisión. 850 gramos por litro de pasta final de harina de sílice con. un tamaño promedio de partícula de 25 µt?. se agregaron posteriormente a la pasta utilizando una mezcladora de alto corte. La pasta final fue almacenada en cilindros de vidrio de 100 mi durante 34 días. Las muestras en los cilindros de vidrio tenían una capa superior de 2 mm de agua después de 34 días, pero no se encontró resistencia al bajar una varilla hasta el fondo del cilindro. Las muestran presentaron un alto nivel de fluidez y cuando 71os cilindros fueron vaciados no se encontró ningún asentamiento en el fondo de los cilindros. A título comparativo, se elaboró una pasta idéntica, pero sin adición de xantano. Después de 7 días encontró que había ocurrido un asentamiento excesivo. El cilindro presentaba una capa superior de 25 mm de agua y una capa dura se encontró el fondo el cilindro, dicha capa no pudo ser redispersada . La capa dura consistía de harina de sílice. Ejemplo 2 Una pasta de conformidad de la presente invención fue elaborada de la misma manera que lo descrito en el Ejemplo 1, excepto que se agregó 0.22 gramos de hidroxietilcelulosa en lugar de xantano. La pasta fue llenada en un cilindro de vidrio. Después de un almacenamiento de una semana, la pasta presentaba una capa superior de agua de 10 mm y no se observó capa dura en el fondo. Ejemplo 3 Una pasta de conformidad con la presente invención se elaboró de la misma manera que lo descrito en el Ejemplo 1, excepto que se agregó 0.22 gramos de carboximetilcelulosa en lugar de xantano. La pasta fue llenada en un cilindro de vidrio. Después de una semana de almacenamiento, la pasta presentó una capa superior de 8 mm de agua y no se encontró ninguna capa dura en el fondo . Los ejemplos antes mencionados muestran que la pasta de conformidad con la presente invención tiene una tendencia fuertemente reducida al asentamiento en comparación con la pasta de la técnica anterior. Ejemplo 4 Una pasta de sílice amorfa y harina de sílice que contiene xantano de conformidad con la presente invención y preparada según el Ejemplo 1 se agregó a una pasta de cemento para pozos petrolíferos en una cantidad necesaria para proporcionar un contenido total de Si02 en la pasta de cemento de 35% en peso con base en el peso del cemento. La pasta tenía una densidad de 1.9 g/cnv5. Esta pasta se conoce como pasta A. Para propósitos comparativos se preparó una pasta de cemento idéntica B excepto que la pasta de cemento B se preparó mediante la adición de una pasta de sílice amorfa y harina de sílice que no contenía aditivos de polisacárido . La« propiedades reológicas de las dos pastas de cemento fueron medidas de conformidad con la especificación API 10 y los resultados se muestran en la Tabla 1. Tabla 1 Pasta de cemento A B Reología (20° C) Viscosidad plástica, cp 64.5 48 Viscosidad plástica, Pas 0.064 0.048 Punto cedente, libra/lOOpies3 8.5 3 Punto cedente, kg/100m3 136.17 48.1 Reología (88° C) Viscosidad plástica, cp 45 37.5 Viscosidad plástica, Pas 0.045 0.037 Punto cedente, libra/100piesJ 6 1.5 Punto cedente, kg/100m3 96.1 24.03 Como se puede observar a partir de la Tabla 1, las propiedades reológicas de una pasta de cemento que contiene una pasta de sílice amorfa y harina de sílice de conformidad con la presente invención no se desvía mucho de las mismas propiedades de la pasta B de conformidad con la técnica anterior y están dentro de los rangos aceptados para pastas de cementos para pozos petrolíferos.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una pasta que contiene agua, partículas de sílice amorfa con un tamaño de partícula inferior a 1 µp? y harina de sílice con un tamaño de partícula entre 2 y 200 µp? que se caracteriza porque la pasta contiene un polisacárido como estabilizador.
2. Una pasta de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el polisacárido es un derivado de celulosas seleccionado entre xantano, carboximetilcelulosa, hidroximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa y mezclas de estos compuestos.
3. Una pasta de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza porque la pasta contiene entre 0.01 y 3 gramos de polisacárido por litro de pasta.
4. Una pasta de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza porque la pasta contiene entre 0.05 y 1.5 gramos de polisacárido por litro de pasta.
5. Una pasta de conformidad con las reivindicaciones 1-4, que se caracteriza porque la pasta contiene además uno o varios de los siguientes: dextrina, goma guar y goma garrofín.
6. Un método para la producción de una pasta que contiene agua, sílice amorfa que tiene un tamaño de partícula inferior a 1 µ?? y harina de sílice con un tamaño de partícula entre 2 y 200 µt?, que se caracteriza porqué se agrega un polisacárido a una pasta de agua y sílice amorfa, después de lo cual la harina de sílice se mezcla en la pasta de sílice amorfa.
7. Un método de conformidad con la reivindicación 6, que se caracteriza porque el polisacárido es preacondicionado en un medio que contiene agua.
8. Un método de conformidad con la reivindicación 6, que se caracteriza porque el polisacárido es preacondicionado en una pasta de agua y sílice amorfa.
9. Un método de conformidad con la reivindicación 6, que se caracteriza porque la harina de sílice se mezcla en la pasta de agua y sílice amorfa utilizando una mezcladora de alta energía de corte.
10. Un método de conformidad con la reivindicación 6, que se caracteriza porque el polisacárido se agrega a la pasta de sílice amorfa y agua en una cantidad necesaria para proporcionar un contenido de polisacárido en la pasta final de 0.01 a 3 gramos por litro.
11. Un método de conformidad con la reivindicación 10, que se caracteriza porque el polisacárido se agrega a la pasta de sílice amorfa y agua en una cantidad necesaria para proporcionar un contenido de polisacárido en la pasta final de entre 0.1 y 1.5 gramos por litro.
12. Un método de conformidad con las reivindicaciones 1-10, que se caracteriza porque el polisacárido agregado es un derivado de celulosa seleccionado entre xantano carboximetilcelulosa, idroximetilcelulosa hidroxietilcelulosa y mezclas de estos compuestos.