MXPA04012427A - Uso de polimeros anionicos en dispersion como modificadores de viscosidad en fluidos acuosos de perforacion. - Google Patents

Uso de polimeros anionicos en dispersion como modificadores de viscosidad en fluidos acuosos de perforacion.

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MXPA04012427A
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Abstract

Un fluido de perforacion acuoso usado en los pozos de perforacion a traves de las formaciones subterraneas que tiene un pH entre aproximadamente 7 y aproximadamente 12 y una viscosidad desde aproximadamente 20 a aproximadamente 80 seg. (cono Marsch) el cual se prepara al mezclar agua dulce, salmuera o agua de mar con aproximadamente 0.057 Kg a aproximadamente 7.141 Kg por m3 (0.02 lb a aproximadamente 2.5 lb por barril), en base a los activos del polimero, de uno o mas polimeros anionicos en dispersion, en donde los polimeros anionicos en dispersion estan compuestos de aproximadamente 2 a aproximadamente 98 a 2 por ciento mol de uno o mas monomeros no ionicos y en donde el polimero anionico en dispersion tienen una RSV de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 dL/g, un metodo para perforar un orificio de un pozo a traves de una formacion subterranea y un metodo para aumentar la viscosidad de un fluido acuoso de perforacion.

Description

USO DE POLIMEROS ANIONICOS EN DISPERSION COMO MODIFICADORES DE VISCOSIDAD EN FLUIDOS ACUOSOS DE PERFORACION Campo de la Invención La invención se relaciona con fluido acuosos de perforación que contienen polímeros aniónicos . Más en particular, esta invención se relaciona con un método para incrementar la viscosidad de fluidos acuosos de perforación que usan polímeros aniónicos en dispersión, con fluidos acuosos de perforación que contienen polímeros en dispersión aniónicos, y con el uso de fluidos de perforación para perforar el orificio de un pozo a través de una formación subterránea . Antecedentes de la Invención En la perforación de pozos para la recuperación de aceite, gas y agua de las formaciones subterráneas, se bombea descendentemente un fluido de perforación o lodo de perforación a través de una tubería hueca de perforación, a través de la superficie de la barrena, y ascendentemente a través del orificio de perforación. El lodo de perforación sirve para enfriar y lubricar la barrena, para subir los cortes de perforación a la superficie y para sellar los contornos del pozo para prevenir la perdida de agua y del fluido de perforación dentro de la formación que rodea el orificio de perforación. El lodo de perforación debe poseer EEF: 160214 tanto una viscosidad apropiada como algún grado de formación de gel para arrastrar los sólidos perforados hacia la superficie, sobre un tamiz para remover los cascajos grandes, y para remover la arena en un depósito de asentamiento. Con el fin de alcanzar la viscosidad apropiada, pueden adicionarse diferentes agentes poliméricos intensificadores de la viscosidad al fluido de perforación. Los polímeros actúan para incrementar la viscosidad del fluido de perforación, formando asi una barrera entre las formaciones de roca y la veta del material que será recuperado. Los polímeros también ayudan a incrementar lo resbaladizo del fluido de perforación y el mineral de perforación y para lubricar el fango residual. También son útiles los polímeros en la separación del agua, aceite y sólidos residuales después de la recuperación del fluido de perforación del pozo . Los intensificadores poliméricos de la viscosidad usados hasta la fecha incluyen polímeros de látex, donde los sólidos del polímero están dispersos en un solvente de hidrocarburo y estabilizados con surf ctantes, los polímeros secos y polímeros en solución. Las desventajas asociadas con los polímeros de látex incluyen el daño ambiental de los hidrocarburos y surfactantes en caso de fuga o descarga sobre el suelo o en una plataforma marina y los peligros potenciales de fuego asociados con el solvente de hidrocarburo. Además, las regulaciones ambientales en ciertos países prohiben la inyección de polímeros que contienen aceite dentro de las formaciones subterráneas por debajo de una profundidad especificada. Los polímeros de látex también deben invertirse previo a su uso y el rompimiento de la emulsión de aceite en agua, lo que involucra el uso de surfactantes adicionales . Los polímeros secos se usan convenientemente en operaciones de perforación debido a la alta concentración de polímero disponible en esta forma comparados con los polímeros de látex o en solución. Sin embargo, los polímeros secos típicamente son muy difíciles de disolver, requieren un consumo significativo de energía y agua para asegurar la adecuada reducción del polímero seco dentro de una forma diluida activa. También, debido a la dificultad asociada con la disolución del polímero seco, solo pueden prepararse soluciones muy diluidas, típicamente menos de 0.5 por ciento del producto de polímero, así los requerimientos por el uso de agua se incrementan significativamente. En los sitios de perforación alejados el suministro de energía y agua frecuentemente es limitado y requieren una inversión económica significativa para su aseguramiento. Por consiguiente, existe una necesidad actual para el desarrollo de modificadores de viscosidad de los fluidos de perforación que no sean dañinos para el ambiente, seguros y económicos. Breve Descripción de la Invención En un aspecto, esta invención es un método para incrementar la viscosidad de un fluido de perforación acuoso usado en los pozos de perforación a través de formaciones subterráneas que comprenden la adición al fluido de perforación de una cantidad efectiva que incremente la viscosidad de uno o más polímeros aniónicos en dispersión, en donde los polímeros aniónicos en dispersión están compuestos de aproximadamente 2 a aproximadamente 98 por ciento mol de uno o más monómeros aniónicos y aproximadamente 98 a 2 por ciento mol de uno o más monómeros no iónicos y en donde el polímero en dispersión aniónico tiene un SV de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 dL/g. En otro aspecto, esta invención es un fluido de perforación acuoso usado en los pozos de perforación a través de las formaciones subterráneas que tienen un pH de entre 7 y aproximadamente 12 y una viscosidad desde aproximadamente 20 a aproximadamente 80 seg. (cono Marsch) el cual se prepara con la mezcla de agua dulce, salmuera o agua de mar con aproximadamente 0.0571 g a aproximadamente 7.141 Kg por m3 (0.02 Ib a aproximadamente 2.5 Ib por barril) , en base a los activos del polímero, de uno o más polímeros aniónicos en dispersión, en donde los polímeros aniónicos en dispersión están compuestos de aproximadamente 2 a aproximadamente 98 por ciento mol de uno o más monómeros aniónicos y de aproximadamente 98 a 2 por ciento mol de uno o más monómeros no iónicos y en donde el polímero aniónico en dispersión tiene un RSV de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 dL/g. En otro aspecto, esta invención es un método para perforar un orificio de un pozo a través de una formación subterránea que comprende hacer circular a través del orificio del pozo un fluido acuoso de perforación que tiene un pH de entre aproximadamente 7 y aproximadamente 12 y una viscosidad desde aproximadamente 20 a 80 seg. (cono Marsch) el cual se prepara con la mezcla de agua dulce, salmuera o agua de mar con aproximadamente 0.0057 Kg a aproximadamente 7.141 Kg por m3 (0.02 Ib a aproximadamente 2.5 Ib por barril) , en base a los activos del polímero, de uno o más polímeros aniónicos en dispersión, en donde los polímeros aniónicos en dispersión están compuestos de aproximadamente 2 a aproximadamente 98 por ciento mol de uno o más monómeros aniónicos y de aproximadamente 98 a 2 por ciento mol de uno o más monómeros no iónicos y en donde el polímero aniónico en dispersión tiene un RSV de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 dL/g. El fluido de perforación de esta invención se prepara usando composiciones de polímero basado en agua que contiene ya sea solventes orgánicos o surfactantes , por medio de esto se origina un sistema de tratamiento que orienta los proyectos ambientales, de seguridad y manejo y económicos de las industrias que utilizan estos procesos de perforación. Los fluidos de perforación preparados que usan el polímero aniónico en dispersión de esta invención no flocula la bentonita en los lodos de perforación que contienen bentonita y por lo tanto tienen una vida de uso significativamente mejorada comparada con los fluidos de perforación que contienen bentonita preparados con los polímeros secos de una composición similar. También, cuando se usa el polímero aniónico en dispersión de esta invención para preparar lodos de perforación que contienen bentonita, se requiere menos bentonita para preparar un lodo de perforación que tenga las mismas características de elevación que la composición correspondiente preparada usando polímeros secos, que origina un incremento en la vida de la barrena. Esto permite que el usuario final realice ahorros en los costos que se relaciona con la bentonita así como también los costos asociados con el reemplazo menos frecuente de la barrenas. Descripción Detallada de la Invención Definiciones de los Términos "Polímero aniónico en dispersión" significa un polímero aniónico soluble en agua disperso en una fase continua acuosa que contiene una o más sales inorgánicas. Ejemplos representativos de la polimerización en dispersión de monómeros aniónicos solubles en agua en una fase continua acuosa puede encontrarse en las Patentes U.S. Nos. 5,605,970; 5,837,776; 5,985,992; y 6,265,477 y la Solicitud PCT Número US01/10867, incorporadas en la presente como referencia . Los polímeros en dispersión se preparan al combinar agua, una o más sales inorgánicas, uno o más monómeros aniónicos y no iónicos solubles en agua, cualquier aditivo de polimerización tal como quelantes, amortiguadores del pH o agentes de transferencia de cadena, y un polímero estabilizador soluble en agua. Además, otro procesamiento, pueden adicionarse a la mezcla modificadores de estructura y/o agentes estabilizadores. Toda o una porción de esta mezcla se carga en un reactor equipado con un mezclador, termopar, tubo de purga de nitrógeno, y un condensador de agua. Se mezcla vigorosamente la solución, se calienta a la temperatura deseada, y después se adiciona un iniciador soluble en agua. La solución se purga con nitrógeno mientras se mantiene la temperatura y se mezcla durante varias horas . Durante el transcurso de la reacción, se forma una fase discontinua que contiene el polímero soluble en agua. Una porción A de la mezcla de reacción que contiene cualquier combinación de las materias primas puede adicionarse en forma de semi-lote durante el transcurso de la polimerización para mejorar el procesamiento o afectar la composición o peso molecular del polímero. Después de este tiempo, se enfrían los productos a temperatura ambiente, y se carga al reactor cualquier aditivo de polimerización posterior. Las dispersiones continuas en agua de los polímeros soluble en agua están libres de líquidos con viscosidad del producto de aproximadamente 50 a aproximadamente 10,000 centipoise (cP) , que se midió con un esfuerzo cortante bajo. Las sales inorgánicas adecuadas para preparar el polímero aniónico en dispersión incluye sulfatos, fosfatos, cloruros, fluoruros, citratos, acetatos, tartratos, hidrogenofosfatos inorgánicos u orgánicos o una mezcla de los mismos. Las sales preferidas incluyen sulfato de amonio, sulfato de sodio, sulfato de magnesio, sulfato de aluminio, fosfato hidrógeno de amonio, fosfato hidrógeno de sodio, fosfato hidrógeno de potasio, cloruro de sodio y cloruro de amonio. Las sales que se usan en solución acuosa generalmente tienen una concentración total combinada de 15 por ciento en peso o mayor en la mezcla del producto. Las sales catiónicas adicionales pueden usarse solas o en combinación con las sales inorgánicas anteriores para preparar polímeros aniónicos en dispersión. Las sales catiónicas preferidas incluyen los haluros de tetralquxlamonxo que tiene de 4 a 22 átomos de carbono, los haluros de tetralquilaminio substituidos tienen de 4 a 22 átomos de carbono, haluros de aril trialquilamonio que tiene de 9 a 22 átomos de carbono y los haluros de aril trialquilaminio tienen de 9 a 22 átomos de carbono. Las sales catiónicas preferidas representativas incluyen cloruro de cetilpiridinio, cloruro de cetilmetilamonio y cloruro de benciltrietilamonio . Los estabilizadores usados para preparar polímeros aniónicos en dispersión típicamente incluyen polímeros solubles en agua aniónicamente cargados que tienen un peso molecular desde aproximadamente 10,000 a aproximadamente 10,000,000 y preferentemente desde aproximadamente 1,000,000 y aproximadamente 3,000,000. El estabilizador de polímero debe ser soluble o ligeramente soluble en la solución salina, y debe ser soluble en agua. El estabilizador se usa en una cantidad desde aproximadamente 1 a aproximadamente 20% en peso basándose en el peso total del polímero en dispersión. Los estabilizadores aniónicos representativos incluyen, pero no se limitan a, ácido poliacrílico, ácido poli (met ) acrílico, poli (ácido 2 -acrilamido-2 -metil-1-propansulfónico) , copolímeros de ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propansulfónico y un comonómero aniónico seleccionado de ácido acrílico y ácido metacrílico, polímeros de uno o más monómeros aniónicos y uno o más monómeros no iónicos, y las sales de sodio de los estabilizadores aniónicos antes mencionados . Los compuestos estabilizadores o dispersantes no iónicos también pueden usarse solos o en combinación con los estabilizadores aniónicos descritos en la presente para preparar polímeros aniónicos en dispersión. Los compuestos no iónicos representativos, pero no se limitan a alcohol polivinílico, polivinilpirrolidinona, polietilenglicol , polipropilenglicol , óxido de polietileno, polietileno, almidón soluble, epiclorohidrina/dimetilamina, poli (N-vinilpiridina) , y los similares. Los compuestos estabilizadores o dispersantes catiónicos también pueden usarse solos o en combinación con los estabilizadores aniónicos y no iónicos descritos en la presente para preparar polímero aniónicos en dispersión. Los estabilizadores catiónicos adecuados incluyen, pero no se limitan a poli (cloruro de dialildimetilamonio) , poli (sal cuaternaria del cloruro de dimetilaminoetilacrilato de metilo) , copolímeros de sal cuaternaria del cloruro de dimetilaminoetilacrialto de bencilo/acrilamida y al copolímero de sal cuaternaria del cloruro de dimetilaminoetilacrilato de bencilo//cloruro de dialildimetilamonio .
Un alcohol muítifuncíonal tal como glicerina o etilenglicol también puede estar incluido en el sistema de polimerización. La formación de las partículas finas se realiza uniformemente en presencia de estos alcoholes. La reacción de polimerización se inicia por cualquier medio que resulte con la generación de un radical libre adecuado. La iniciación puede inducirse por medio del uso de cualquier número de sistemas convencionales incluyendo los sistemas de iniciación térmica, fotoquímica, o de acoplamiento por Redox. Se prefieren los radicales derivados térmicamente, en donde las especies de radicales resultan de la disociación térmica, homolítica de un compuesto azo soluble en agua, peróxido, hidroperóxido y peréster. Los iniciadores especialmente preferidos son los compuestos azo que incluyen diclorhidrato de 2 , 2 ' azobis (2 -aminopropano) y clorhidrato de 2 , 2 ' -azobis (?,?' -dimetilenisobutilamina) , y los similares. Un polímero de siembra puede adicionarse a la mezcla de reacción antes de iniciar la polimerización de los monómeros con el propósito de facilitar una formación de una dispersión fina de las partículas. El polímero de siembra es un polímero soluble en agua insoluble en la solución acuosa de la sal aniónica polivalente. La composición del monómero del polímero de siembra necesita no ser idéntica al polímero soluble en agua formado durante la polimerización. El polímero de siembra es preferentemente un polímero preparado por el proceso de dispersión del polímero descrito en la presente . Debido a que los polímeros en dispersión no contienen surfactantes o aceite, los polímeros en dispersión no son dañinos ambientalmente . Sin embargo, la ausencia de aceite en los polímeros en dispersión iguala a los polímeros que tienen virtualmente cero contenido de compuestos orgánicos volátiles (VOC, por sus siglas en inglés) , y reduce dramáticamente la demanda biológica de oxígeno (BDO, por sus siglas en inglés) , la demanda de oxígeno y carbono (COD por sus siglas en inglés) y el carbón orgánico total (COD) comparados con los polímeros en emulsión inversos convencionales. Esta es otra ventaja ambiental de estos polímeros. " onómero aniónico" significa un raonóraero como se ha definido en la presente que posee una carga negativa en la red. Los monómeros aniónicos representativos incluyen el ácido (met) acrílico, y sus sales, incluyendo, pero no limitándose a ácido acrílico, acrilato de sodio, acrilato de amonio, ácido metacrílico, metacrilato de sodio y metacrilato de amonio; ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico (AMPS, por sus siglas en inglés) y su sal de sodio; ácido vinil sulfónico y sus sales que incluyen vinil sulfonato de sodio; ácido estiren sulfónico y sus sales; ácido maleico y sus sales, que incluyen, pero no se limitan a la sal de sodio y la sal de amonio; acrilato o metacrilato de sulfopropilo u otras formas solubles en agua de estas u otros ácidos carboxílicos o sulfónicos que se pueden polimerizar; acrilamida sulfometilada; sulfonato de alilo; ácido itacónico, ácido acrilamidometilbutanoico; ácido fumárico; ácido vinilfosfónico ; ácido alilfosfónico, acrilamida fosfonometilada, y los similares. "Ácido (met ) crílico" significa ácido acrílico o ácido metacrxlico o una sal de los mismos. " (Met ) acrilamida" significa acrilamida o metacrilamida .
"Monómero" significa un compuesto alílico, vinílico o acrílico que se puede polimerizar. El monómero puede ser aniónico, catiónico o no iónico. Se prefieren los monomeros de vinilo, se prefieren más los monomeros acrílicos. "Monómero no iónico" significa un monómero como se define en la presente el cual es eléctricamente neutro. Los monomeros solubles en agua no iónicos representativos incluyen acrilamida, metacrilamida, .N-metilacrilamida, N,N-dimetilacrilamida, N, W-dietilacrilamida, N-isopropilacrilamida, .W-vinilformamida, N-vinilmetilacetamida, (met ) acrilato de dimetilhidroxipropilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, N-1 -buti1acrilamida, J\T-metilolacrilamida, acetato de vinilo, acrilonitrilo, acrilato de 2-etil exilo, y los similares. "RSV" es para la Viscosidad Específica Reducida. Dentro de una serie de polímeros homólogos los cuales son substancialmente lineales y bien disuelto, la "viscosidad específica reducida (RSV, por sus siglas en inglés) " las mediciones de las soluciones del polímero diluidas son una indicación de la longitud de cadena del polímero y el peso molecular promedio de acuerdo con Paul J. Flory, en "Principies of Polymer Chemistry", Cornell University Press, Ithaca, NY, © 1953 Capítulo VII, "Determijiatioji of Molecular Weigths", pp. 266-316. Se midió la RSV con una concentración y temperatura dadas del polímero y se calculó como sigue: c ? = viscosidad de la solución del polímero ?0 = viscosidad del solvente a la misma temperatura c = concentración del polímero en solución Las unidades de concentración "c" son (gramos/100 mi o g/decílitro) . Por lo tanto, las unidades RSV son dl/g. En esta solicitud de patente, se usa una solución de nitrato de sodio 1.0 molar para medir la RSV. La concentración del polímero en este solvente se midió a aproximadamente 0.045 g/dL. La RSV se midió a 30°C. Las viscosidades ? y ?s se midieron usando un viscosímetro de dilución semi-micrónico Cannon Ubbeloh.de, tamaño 75. El viscosímetro se montó en una posición perfectamente vertical en un baño a temperatura constante ajustado a 30 ± 0.02°C. El error inherente en el cálculo de RSV es aproximadamente 2 dl/gramo. Cuando dos polímeros homólogos dentro de una serie tienen RSV similares esta es una indicación de que tienen pesos moleculares similares . Modalidades Preferidas Las dispersiones típicas de polímeros aniónicos de esta invención tienen RSV desde aproximadamente 10 a aproximadamente 50 y contiene desde aproximadamente 10 a aproximadamente 35 por ciento de activos del polímero. Los polímeros aniónicos de esta invención tienen un peso molecular de por lo menos aproximadamente 100,000, donde el límite superior del peso molecular está limitado solo por la solubilidad del polímero en el fluido de perforación. Los polímeros aniónicos preferidos tienen un peso molecular de por lo menos un millón y los polímeros más preferidos tienen un peso molecular de por lo menos cinco millones. En un aspecto preferido de esta invención, el polímero en dispersión aniónico está compuesto de uno o más monómeros aniónicos se seleccionan del grupo que consiste de acrilamida o metacrilamida . En otro aspecto preferido, los monómeros aniónicos se seleccionan del grupo que consiste de ácido acrílico, ácido metacrílico y ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico y las sales de los mismos. En otro aspecto preferido, el polímero en dispersión es el copolimero de acrilamida/ácido acrílico. En otro aspecto preferido, el polímero en dispersión está compuesto desde aproximadamente 2 a aproximadamente 50 por ciento mol de ácido acrílico. Un fluido de perforación de acuerdo con esta invención típicamente está compuesto de agua dulce, salmuera o agua de mar y desde aproximadamente 0.057 kg a aproximadamente 7.141 kg por m3 (aproximadamente 0.02 Ib a aproximadamente 2.5 Ib por barril), preferenteme te desde aproximadamente 0.343 kg a aproximadamente 1.428 kg por m3 (aproximadamente 0.12 Ib a aproximadamente 0.5 Ib por barril), basándose en los activos del polímero, de polímero aniónico en dispersión. El fluido de perforación acuoso contiene preferentemente contiene hasta 10 por ciento en peso, preferentemente hasta 5 por ciento y más preferentemente 4-5 por ciento en peso de arcilla . Las arcillas preferidas incluyen las arcillas esmectitas tal como montmorilonitas (bentonitas) , así como también de los tipos de capas mezcladas, atapulgita y sepiolita.
Sin embargo, se sabe que la adición de los polímeros de acrilamida/ácido acrílico a los lodos de perforación que contienen bentonita pueden originar un aumento inicial en la viscosidad, seguido por una caída subsiguiente de la viscosidad cuando se adiciona el polímero como resultado de la floculación de la bentonita y las arcillas nativas presentes en la formación. Esta floculación puede originar un incremento en la fuerza del gel del fluido hasta un grado que no permite el asentamiento propio de los cortes de la broca, por medio de esto se reduce la vida efectiva del fluido de perforación. Este incremento en la fuerza del gel se ha compensado en algún grado por la adición de los agentes de dilución adicionales tal como solución cáustica y quebracho y lignosulfatos complejos. Hemos descubierto que los fluidos de perforación que contienen bentonita preparados que usan polímeros aniónicos de dispersión no floculan la bentonita y por lo tanto tienen un incremento significativo de la vida útil comparado con los fluidos de perforación que contienen bentonita preparados con polímeros secos de composición similar mientras que requieren niveles reducidos de agentes de dilución y los similares. También hemos descubierto que usando los polímeros aniónicos de dispersión permiten la preparación de los fluidos de perforación que requieren menos bentonita que la requerida para elaborar un fluido de perforación que tiene las mismas características de elevación que la composición correspondiente preparada usando los polímeros secos. Reduciendo la cantidad de sólidos tal como la bentonita en el lodo de perforación resulta en un incremento de la vida de la broca lo cual a su vez origina un ahorro en el costo de las barrenas y futuros ahorros en el trabajo para el reemplazo de las barrenas ya que es innecesario cambiar las barrenas muy frecuentemente . Reduciendo la cantidad de bentonita en el fluido de perforación desencadena ahorros adicionales . Los fluidos de perforación de esta invención tienen un pH de entre aproximadamente 7 y aproximadamente 12 , preferentemente entre alrededor de 8.5 y aproximadamente 10 y una viscosidad desde aproximadamente 20 a aproximadamente 80 seg., preferentemente desde alrededor de 40 a 50 seg. (como Marsch) . El fluido acuoso de perforación puede contener otros aditivos convencionales que incluyen electrolitos, agentes para ajustar el pH, lubricantes, bactericidas, compuesto para romper la emulsión, agentes para el control del hierro, agentes espumantes tal como surfactantes , gases o gases licuados, propelentes, adelgazadores , compuestos para incrementar la viscosidad tal como almidón, almidón modificado, goma de xantana, polímero de hidroetilcelulosa, y los similares, los agentes para incrementar la densidad tal como baritas y hematitas, y sales inorgánicas las cuales ayudan en la inhibición de esquisto que incluyen cloruro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de calcio, carbonato de potasio, acetato de sodio, sulfato de calcio, y los similares . El fluido de perforación se prepara al mezclar el polímero aniónico en dispersión y cualquier aditivo del fluido de perforación convencional adicional en agua fresca, salmuera o agua de mar . El polímero aniónico en dispersión puede adicionarse directamente al fluido de perforación, o preferentemente se diluyó con agua fresca, salmuera o agua de mar a una concentración desde aproximadamente 0.0571 kg a aproximadamente 7.141 kg por m3 (aproximadamente 0.02 Ib a aproximadamente 2.5 Ib por barril), preferentemente desde aproximadamente 0.342 kg a aproximadamente 1.428 kg por m3 (aproximadamente 0.12 Ib a aproximadamente 0.5 Ib por barril) , basado en los activos del polímero, previo a la mezcla con el fluido de perforación. Debido a la facilidad del manejo y la rápida disolución del polímero comparado con un producto de polímero seco, se realiza rápidamente la reducción, equipo de reducción y costos de mano de obra asociados con la preparación del fluido de perforación. La rápida disolución de un polímero aniónico en dispersión también facilita los cambios con aumento de la viscosidad del fluido de perforación, que pueden requerirse por la naturaleza de la operación de perforación particular. El uso de los polímeros aniónicos descritos en la presente también permite una reducción substancial en el consumo de agua comparado con el uso de productos de polímero aniónico seco, que permite la preparación de los fluido de perforación que tienen una concentración de polímero de hasta 7.141 kg por m3 (2.5 Ib por barril), basada en los sólidos de polímero, mientras aun proporciona un fácil manejo del producto. El fluido de perforación acuoso descrito en la presente puede usarse en el proceso de perforación convencional de la misma forma que los fluidos de perforación acuosos conocidos. Por ejemplo, en una típica operación de perforación, los fluidos de perforación se bombean descendentemente en un tren de tubos de perforación en el orificio, a través de las boquillas en la barrena en el fondo del pozo, y regresar por el anulo formado por el orificio o tubería de revestimiento y el tren de tubos de perforación hacia la superficie. Una vez alcanzando la superficie, el fluido de perforación se hace pasar a través de una serie de tamices vibratorios, tanque de asentamiento, hidrociclones y centrífugas para remover la formación de despojos llevados a la superficie. Después de esto se trata con aditivos para obtener el conjunto de propiedades deseadas; se bombea de regreso al pozo y se repite el ciclo.
El fluido de perforación puede formularse de ante mano a la actual perforación o alternativamente, el polímero aniónico en dispersión puede adicionarse al fluido de perforación de un pozo en progreso por la inyección en el sistema de circulación de lodo ya sea en uno o más puntos, incluyendo, por ejemplo, la succión de la bomba de lodo, la tolva, el pozo de succión, la linea de tubería de retorno (antes del sistema de remoción de sólidos de perforación) , la tubería de perforación, y los similares. El fluido de perforación debe verificarse con la toma regular de muestras y el análisis para mantener una adecuada concentración del polímero. Lo anterior puede entenderse mejor con referencia a los siguientes ejemplos, los cuales se presentan con el propósito de ilustración y no intentan limitar el alcance de esta invención. Ej emplo 1 Se sintetizó un polímero en dispersión de acrilamida/acrílico 70/30 por ciento mol, 22.7% de sólidos de polímero de la siguiente manera. Se fijó un matraz de reacción de 1500 ce con un agitador metálico, termopar, condensador, tubo para purga de nitrógeno, un orificio de adición y una cinta de calentamiento. A este matraz de reacción se adicionó una solución preparada al combinar 356.6 g de agua desionizada, 64 g de sulfato de sodio, 84 g de sulfato de amonio, 2.8 g de formato de sodio, 85.0 g de una solución acuosa de un polímero aniónico estabilizador (disponible por Ondeo Nalco Company, Naperville, IL) 329.6 g de una solución acuosa 48.4% de acrilamida (disponible por Ondeo Nalco Company), 0.40 g de la sal tetrasódica del ácido etilendiaminotetracético, 69.30 g de ácido acrilico (disponible por Rohm and Haas Texas, Inc., Deer Park, TX) , y 4.0 g de una solución acuosa al 50% de hidróxido de sodio. La solución de reacción del monómero se calentó a 35°C con mezclado completo. Se adicionó a la solución de reacción homogénea de monómero 1.0 g de una solución acuosa al 1% de VA044 diclorhidrato de (2,2' -azobis (N, ' -dimetilenisobutiramidina) , disponible por Wako Chemicals USA, Inc., Richmond VA). La polimerización se realizó bajo una atmósfera de N2 a 35 °C con mezclado completo. Después de un tiempo de reacción total de 6 horas, se adicionó a la mezcla de reacción 2.0 g de una solución acuosa de VA044. La mezcla de reacción se mantuvo a 35 °C durante toda la noche. El siguiente día, se adicionaron 2.0 g de una solución acuosa al 10% de VA044, y se mantuvo la temperatura de reacción durante otras 2 horas antes de que se enfriara la mezcla de reacción y se removiera del reactor. El producto de esta reacción es un líquido blanco lechoso (700 cp., RSV de 33.7 dl/g) . Ej emplo 2 Preparación de un Fluido de Perforación Representativo El polímero del Ejemplo 1 se adicionó al agua en un tanque de dilución usando una bomba tipo Vénturi para obtener una concentración del polímero de 0.954 kg/m3 (0.33 Ib por barril), basado en los activos del polímero. El tanque de dilución se equipó con un mezclador para agitar la solución. Después de preparar la solución del polímero, se agregó arcilla de bentonita, 28.57 kg/m3 (10 Ib por barril) a la solución del polímero para formar el fluido de perforación. Una comparación del fluido de perforación preparado anteriormente con un fluido de perforación preparado con un polímero aniónico seco de composición similar en una operación de perforación en aguas al sur de Europa muestra que el fluido de perforación de esta invención no flocula la bentonita y tiene substancialmente un incremento en la vida útil comparada con un fluido de perforación preparado usando el correspondiente polímero seco. Aunque se ha descrito con detalle esta invención con el propósito de ilustración, se entenderá que este detalle es únicamente con este propósito y que las numerosas modificaciones, alteraciones y cambios pueden hacerse en la misma por personas con experiencia en la técnica sin alejarse de la perspectiva y alcance de la invención excepto que pueda limitarse por las reivindicaciones. Todos los cambios que vienen dentro del significado y rango de equivalencia de las reivindicaciones están incluidas dentro de su alcance. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
  2. Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones. 1. Un fluido de perforación acuoso usado en los pozos de perforación a través de las formaciones subterráneas que tiene un pH entre aproximadamente 7 y aproximadamente 12 y una viscosidad desde aproximadamente 20 a aproximadamente 80 seg. (cono Marsch) el cual se preparó al mezcla agua dulce, salmuera o agua de mar con aproximadamente 0.057 Kg a aproximadamente 7.141 Kg por m3 (0.02 Ib a aproximadamente 2.5 Ib por barril), en base a los activos del polímero, de uno o más polímeros aniónicos en dispersión, caracterizado porque los polímeros aniónicos en dispersión están compuestos de aproximadamente 2 a aproximadamente 98 por ciento mol de uno o más monómeros aniónicos y de aproximadamente 98 a 2 por ciento mol de uno o más monómeros no iónicos y en donde el polímero aniónico en dispersión tiene una RSV de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 dL/g. 2. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los monómeros no iónicos se seleccionan del grupo que consiste de acrilamida y metacrilamida .
  3. 3. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los monómeros aniónicos se seleccionan del grupo que consiste de ácido acrílico, ácido metacrílico, y ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico y las sales de los mismos.
  4. 4. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero en dispersión es copolímero de acrilamida/ácido acrílico.
  5. 5. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el polímero en dispersión está compuesto de aproximadamente 2 a aproximadamente 50 por ciento mol de ácido acrílico.
  6. 6. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido de perforación comprende agua dulce, salmuera o agua de mar y contiene hasta aproximadamente 10 por ciento en peso de arcilla .
  7. 7. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la arcilla es bentonita.
  8. 8. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el fluido de perforación contiene desde aproximadamente 4 a aproximadamente 5 por ciento en peso de bentonita.
  9. 9. El fluido de perforación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende uno o más electrolitos, agentes para ajustar el pH, lubricantes, bactericidas, compuestos para romper la emulsión, agentes para el control del hierro, agentes espumantes, gases, gases licuados, propelentes, adelgazadores , compuestos para incrementar la viscosidad, agentes para incrementar la densidad y compuestos que ayudan en la inhibición de esquisto .
  10. 10. Un método para la perforación de un orificio de un pozo a través de una formación subterránea, caracterizado porque comprende hacer circular a través del orificio del pozo el fluido de perforación acuoso de conformidad con la reivindicación 1.
  11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el orificio del pozo se usa para recuperar aceite o gas de las formaciones subterráneas.
  12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el orificio del pozo se usa para recuperar agua de las formaciones subterráneas.
  13. 13. Un método para incrementar la viscosidad de un fluido de perforación acuoso usado en la perforación de un pozo a través de una formación subterránea que comprende agregar al fluido de perforación una cantidad efectiva de uno más polímeros aniónicos en dispersión que incrementan la viscosidad, caracterizado porque el polímero aniónico en dispersión está compuesto de aproximadamente 2 a aproximadamente 98 por ciento mol de uno o más monómeros aniónicos y aproximadamente de 98 a aproximadamente 2 por ciento mol de uno o más monómeros no iónicos y en donde el polímero aniónico en dispersión tiene una RSV desde aproximadamente 10 a aproximadamente 50 dL/q.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7572755B2 (en) * 2000-12-29 2009-08-11 Halliburton Energy Services, Inc. Drilling fluid comprising a vinyl neodecanoate polymer and method for enhanced suspension
GB0221171D0 (en) * 2002-09-13 2002-10-23 Mbt Holding Ag Method
CA2508339C (en) * 2002-12-02 2006-10-24 Genesis International Oilfield Services Inc. Drilling fluid and methods of use thereof
US20050215439A1 (en) * 2004-03-29 2005-09-29 Blair Cecil C Clay stabilization in sub-surface formations
US7523784B2 (en) * 2007-01-11 2009-04-28 Halliburton Energy Services, Inc. Method of using humic acid grafted fluid loss control additives in cementing operations
US7576040B2 (en) * 2007-01-11 2009-08-18 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions comprising humic acid grafted fluid loss control additives
US20100044048A1 (en) * 2008-07-25 2010-02-25 Century Oilfield Services Inc. Non-toxic, green fracturing fluid compositions, methods of preparation and methods of use
US20100093891A1 (en) * 2008-10-13 2010-04-15 Leiming Li Self-Viscosifying and Self-Breaking Gels
US8865632B1 (en) 2008-11-10 2014-10-21 Cesi Chemical, Inc. Drag-reducing copolymer compositions
US9102865B2 (en) * 2009-02-16 2015-08-11 Chevron Phillips Chemical Company Lp Wellbore servicing fluids comprising cationic polymers and methods of using same
US8394872B2 (en) * 2009-07-10 2013-03-12 Nalco Company Method of reducing the viscosity of hydrocarbon fluids
RU2459851C1 (ru) * 2011-03-31 2012-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Безглинистый буровой раствор
RU2458959C1 (ru) * 2011-04-13 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Безглинистый буровой раствор
CN102268123B (zh) * 2011-06-10 2013-01-09 陕西国防工业职业技术学院 一种油田钻井堵漏用高吸水材料的制备方法
FR2977630B1 (fr) * 2011-07-04 2014-01-03 Snf Sas Procede d'echantillonnage de solutions a base de polymere utilisees dans les formations souterraines
US9751781B2 (en) 2012-03-20 2017-09-05 The Research Foundation For The State University Of New York Method to separate lignin-rich solid phase from acidic biomass suspension at an acidic pH
CN103013467B (zh) * 2012-12-22 2013-09-25 中国石油大学(华东) 一种无粘土单向封堵钻井液
CN103194189B (zh) * 2013-04-11 2016-08-03 中国石油大学(华东) 一种保护煤层气储层的钻井液
CN103773336B (zh) * 2014-01-26 2016-08-17 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 一种海水泥浆调节剂
CN104357028A (zh) * 2014-09-30 2015-02-18 苏州长盛机电有限公司 一种水基钻井液增粘剂及其制备方法
JP6746587B2 (ja) * 2015-01-15 2020-08-26 イメリス タルク ユーロープ 粒状無機物質を含む泡形成組成物
US9464487B1 (en) 2015-07-22 2016-10-11 William Harrison Zurn Drill bit and cylinder body device, assemblies, systems and methods
EP3420047B1 (en) * 2016-02-23 2023-01-11 Ecolab USA Inc. Hydrazide crosslinked polymer emulsions for use in crude oil recovery
CN106675533A (zh) * 2016-12-23 2017-05-17 北京奥凯立科技发展股份有限公司 一种钻井液用接枝淀粉降滤失剂及其制备方法
JP6981725B2 (ja) * 2017-02-03 2021-12-17 栗田工業株式会社 掘削泥水の劣化抑制剤及び劣化抑制方法
US20210070891A1 (en) * 2017-09-28 2021-03-11 Cargilll, Incorporated Refined beta-glucan and methods of maintaining filterability of beta-glucan compositions at various salinities
CN114350332B (zh) * 2020-08-26 2023-01-31 中国石油大学(北京) 仿生与双疏高效能水基钻井液
CN115947887B (zh) * 2021-10-08 2024-02-13 中国石油化工股份有限公司 钻井液用增粘剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3323603A (en) * 1964-11-12 1967-06-06 Pan American Petroleum Corp Drilling fluid containing acrylic acidacrylamide copolymer and method of drilling therewith
US4087365A (en) * 1974-01-28 1978-05-02 American Colloid Company Super-yield bentonite base drilling fluid
US4293427A (en) * 1979-03-09 1981-10-06 Milchem Incorporated Drilling fluid containing a copolymer filtration control agent
US4499214A (en) * 1983-05-03 1985-02-12 Diachem Industries, Inc. Method of rapidly dissolving polymers in water
US4600515A (en) * 1984-09-12 1986-07-15 National Starch And Chemical Corporation Fluid loss control agents for drilling fluids containing divalent cations
US4741843A (en) * 1986-09-26 1988-05-03 Diamond Shamrock Chemical Fluid loss control additives and drilling fluids containing same
MX169321B (es) * 1987-12-14 1993-06-29 Nalco Chemical Co Composicion polimerica y metodo mejorado para reducir la perdida de fluidez de los lodos de perforacion y composiciones de cementacion.
US5032295A (en) * 1989-04-25 1991-07-16 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Polymers for use in drilling muds
US5028341A (en) * 1990-12-31 1991-07-02 Baroid Technology, Inc. Well servicing fluid
US5208216A (en) * 1991-06-13 1993-05-04 Nalco Chemical Company Acrylamide terpolymer shale stabilizing additive for low viscosity oil and gas drilling operations
US5985992A (en) * 1997-12-10 1999-11-16 Cytec Technology Corp. Anionic polymer products and processes

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Publication number Publication date
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