SUSPENSIONES PARA FRACTURAR ALMACENABLES QUE CONTIENEN
PROPULSORES DE PESO ULTRA-LIGERO EN PORTADORES A BASE DE X NTAÑO Y METODO DE USAR LAS MISMAS
Campo de la Invención Esta invención se- refiere generalmente a métodos y composiciones útiles para tratamientos de formaciones subterráneas, tales como tratamientos de fracturación hidráulica y control de arenas. En particular, esta invención se refiere al uso de suspensiones almacenables que comprenden un fluido portador de xantano y un polisacárido y partículas de peso ultra-ligero como material propulsor para uso en tratamientos de fracturación hidráulica y como material en partículas en métodos de control de arenas, tales como empaque de grava, tratamientos de empaque de fracturas, etc. Antecedentes de la Invención La fracturación hidráulica es una técnica común de estimulación usada para acrecentar la producción de fluidos a partir de formaciones subterráneas. En un típico tratamiento de fracturación hidráulica, se inyecta fluido para tratamiento de fracturación de un propulsor sólido y un fluido portador gelificado en la perforación del pozo a altas presiones. Una vez que se exceden las presiones naturales del depósito, el fluido induce fracturas en la formación y se deposita propulsor en la
fractura, donde permanece después de que se completa el tratamiento. El material propulsor sirve para mantener abierta la fractura, con ello acrecentando la capacidad de los fluidos a migrar de la formación a la perforación de pozo a través de la fractura . La formulación de fluidos portadores gelificados requiere habitualmente de equipo y etapas de mezclado diseñados específicamente. En el momento de la adición de propulsor, el fluido portador típicamente exhibe pobres propiedades de suspensión de sólidos y a menudo se requiere de agitación vigorosa para prevenir la segregación de los sólidos por gravedad. En sistemas convencionales, el fluido portador es entregado ya sea de uno o mas tanques pre-gelificados o unidades de hidratación a la medida. Amortiguadores, desintegradores, tensioactivos y otros aditivos que pueden ser requeridos durante el tratamiento son típicamente dosificados al fluido "sobre la marcha" . El propulsor es entonces entregado de una o mas tolvas o silos de almacenamiento por gravedad y añadido al fluido por medio de transportadores o brocas . La operación de combinar el propulsor con el fluido típicamente implica el uso de un mezclador de lechada, una pieza de equipo relativamente sofisticada y costosa. El mezclador de lechada homogeneiza la mezcla de propulsor y fluido portador y permite la adición de agentes me oradores de viscosidad, de esta manera mejorando el transporte de propulsor. Además, alimenta al menos una bomba de alta
presión que es usada para inyectar la lechada de propulsor a la cabeza del pozo. La necesidad de "poner en rampa" o escalar hacia arriba la concentración de propulsor, al proseguir la operación, requiere de una considerable habilidad del operador y/o requiere del uso de un arreglo de equipo de control de proceso para permitir una proporción precisa de todos los componentes a diversas tasas. Cualquier falla operativa, tal como sobre-flujo de cuba, una cantidad inapropiada de mej orador de viscosidad, desintegrador, etc., afecta la operación o sus resultados . Se han realizado intentos con propulsores convencionales para obtener formulaciones capaces de ser bombeadas para uso sobre la marcha. Desafortunadamente, tales formulaciones requieren de un alto grado de gelación del fluido para mantener la suspensión de las partículas pesadas. Incluso con gelación intensa, tales suspensiones están sujetas adicionalmente al asentamiento de partículas en cuestión de horas, particularmente en presencia de vibración. Nótese, por ejemplo, las tasas de asentamiento señaladas en la patente US 5,591,699. Tales tasas de asentamiento necesitan de capacidades de mezclado bien definidas a fin de re-suspender los propulsores de manera homogénea en geles de suspensión de alta viscosidad en el sitio. Se incurre además en costos significativos por los productos químicos, equipo y tiempo de procesamiento a fin de gelificar el fluido portador. Por consiguiente, se han buscado suspensiones
susceptibles de bombearse que no exhiban asentamiento de partículas . Compendio de la Invención La suspensión susceptible de almacenarse de la invención contiene un material en partículas de peso ultra-ligero (ULW) y un fluido portador que comprende una goma xantana o un variante de la misma, un polisacárido y agua. La suspensión exhibe alta viscosidad a bajas tasas de esfuerzo cortante, v.gr., una viscosidad a 0.1 seg"1 ha sido desplegada entre alrededor de 4,000 a alrededor de 30,000 cP. La suspensión no se separa por al menos na semana. El material en partículas ULW tiene una gravedad específica aparente menor o igual que 2.45. La suspensión es de uso en aplicaciones de fracturación hidráulica, o en otras aplicaciones de tratamiento de pozos, tales como control de arenas . El xantano puede ser una goma xantana no modificada, goma xantana no acetilada, goma xantana no piruvilada, o goma xantana no acetilada, no piruvilada. El polisacárido es de preferencia seleccionado del grupo que consiste en guar, musgo de Irlanda, goma arábiga, goma ghatti, karaya, tragacanto, pectina, almidón, goma de frijol de langosta, escleroglucano, tamarindo, y sus derivados. La relación en peso de polisacárido : antano en la suspensión susceptible de almacenarse es de entre alrededor de 8:1 a alrededor de 1:8. Antes de introducir la suspensión a la formación, puede
añadirse un agente de espumado, de preferencia en una cantidad suficiente para rendir una calidad de espuma entre alrededor de 30 a alrededor de 98. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 ilustra las características reológicas del fluido portador usado en la invención y demuestra el efecto sinérgico desplegado por la combinación de xantano y goma de guar . La figura 2 ilustra la viscosidad incrementada a bajo esfuerzo cortante versus alto esfuerzo cortante del fluido de la invención . La figura 3 ilustra la reología del fluido espumado de la invención. Descripción Detallada de las Formas de Realización Preferidas La suspensión susceptible de almacenarse de la invención contiene, como fluido portador, un gel lineal engrosado (no reticulado) teniendo al menos una goma xantana o variante de goma xantana y un polisacárido . La combinación de xantano y polisacárido aporta alta viscosidad a bajo esfuerzo cortante al fluido portador. De esta manera, los materiales en partículas de peso ultra-ligero pueden ser suspendidos en el fluido portador por periodos de tiempo prolongados. El fluido del fluido portador es típicamente salmuera, agua salada, agua dulce o un hidrocarburo líquido; de preferencia agua de la llave. La viscosidad de una suspensión de 25 libras por 1,000
galones (11.34 kg por 3,785 litros) de acuerdo con la invención es de aproximadamente alrededor de 40 a alrededor de 75, de preferencia alrededor de 50 cP, a 100 seg"1 a 75°F (23.8°C). En contraste, la viscosidad de la suspensión a bajo esfuerzo cortante, por ejemplo alrededor de 0.1 seg"1 a 75°F (23.8°C), es de entre alrededor de 4,000 a alrededor de 30,000 cP. Gomas xantana o variantes, adecuados para uso en la invención, incluyen gomas xantana convencionales (no modificadas) , así como gomas xantana no acetiladas (NAX) , gomas xantana no piruviladas (NPX) , y gomas xantana no piruviladas, no acetiladas (NPNAX) . Las gomas xantana no piruviladas incluyen aquellos xantenos con y sin sustituyentes acéticos . Se preferencia gomas xantana convencionales y gomas xantana no acetiladas. Gomas xantana adecuadas incluyen gomas xantana convencionales como gomas xantana nativas, como aquellas descritas en las patentes US 3,020,206; 3,020,207; 3,391,060; y 4,154,654, todas las cuales son incorporadas en la presente por referencia . Se prefiere usar gomas xantana producidas por la bacteria Xanthomonas campestris, como se señala en la patente US
3,659,026 (incorporada en la presente por referencia), aunque pueden usarse otras bacterias Xanthomonas, tales como Xanthomonas carotate, Xanthomonas incanae, Xanthomonas begoniae, Xanthomonas malverum, Xanthomonas vesicatoria, Xanthomonas papavericola, Xanthomonas translucens, Xanthomonas vasculorum y Xanthomonas
hederae . La goma xantana es un hetero-polisacárido hidrófilo de alto peso molecular, compuesto por fracciones D-glucosa, D-manosa y D-glucuronato en una relación molar de 2:2:1, respectivamente. La goma xantana convencional es típicamente acetilada y piruvila- da en diversos grados. Los sustituyentes acetato son encontrados en la goma xantana en dos diferentes lugares. Uno está ubicado a través de un enlace éster en la posición C6 del residuo mañosa adyacente a la cadena principal . Otro sustituyente acetato puede encontrarse en el residuo mañosa terminal de la cadena lateral en situaciones en que este residuo mañosa no está piruvilado. El segundo sustituyente acetilo es encontrado típicamente a muy bajos niveles en la goma xantana convencional. El término "goma xantana no piruvilada" , como se usa en el presente contexto, incluye una goma xantana que tiene un contenido de piruvato de alrededor de 0 a alrededor de 1.5%, de preferencia alrededor de 0 a alrededor de 1.0%, y con mayor preferencia de alrededor de 0 a alrededor de 0.5%. El término "goma xantana no acetilada", como se usa en el presente contexto, incluye una goma xantana que tiene un contenido de acetato de alrededor de 0 a alrededor de 1.5%, de preferencia de alrededor de 0 a alrededor de 1.0%, y con mayor preferencia de alrededor de 0 a alrededor de 0.5%. El término "goma xantana no piruvilada, no acetilada", como se usa en el presente contexto, incluye una goma xantana teniendo un contenido de piruvato de alrededor de 0
a alrededor de 1.5% y un contenido de acetato de alrededor de 0 a alrededor de 1.5%, de preferencia un contenido de piruvato de alrededor de 0 a alrededor de 1.0% y un contenido de acetato de alrededor de 0 a alrededor de 1.0%, y con mayor preferencia un contenido de piruvato de alrededor de 0 a alrededor de 0.5% y un contenido de acetato de alrededor de 0 a alrededor de 0.5%. La goma xantana no acetilado y/o no piruvilada para uso en esta invención puede ser preparada mediante desacetilación química de goma xantana. Ver, por ejemplo, la desacetilación química de goma xantana señalada en las patentes US 3,000,790 y
3,054,689, incorporadas en la presente por referencia. Métodos alternativos de generar goma xantana desacetilada son bien conocidos por los técnicos en la materia. Gomas xantana no piruviladas y gomas xantana no piruviladas, no acetiladas adecuadas incluyen además aquéllas señaladas en la patente US
6,573,221, incorporada en la presente por referencia. Los variantes de goma xantana para uso en esta invención pueden además ser genéticamente preparados, tal como por fermentación de cepas mutantes de Xanthomonas campestris, como se describe en las patentes US 4,296,203 y 5,514,791, incorporadas en la presente por referencia. Polisacáridos adecuados para uso en la invención incluyen polímeros hidrófilos tales como gomas naturales (excluyendo xantana) , como goma de guar, musgo de Irlanda, goma arábiga, goma ghatti, karaya, tragacanto, pectina, almidón, goma
de frijol de langosta, escleroglucano , tamarindo, y derivados químicamente modificados de estas gomas, incluyendo derivados de celulosa tales como los derivados colgantes de hidroxietilo, hidroxipropi1o, hidroxipro i1carboximeti1o, hidroxieti1carboxime-tilo, carboximetilo o metilo. Ejemplos específicos de polisacá-ridos útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a goma guar, hidroxipropilo guar, carboximetilo guar, carboximetilo hidroxipropilo guar, carboximetilo hidroxipropilo guar, y derivados conocidos de estas gomas. Los polímeros, como las gomas xantana, pueden ser usados como sus contrapartes en lechada . La relación en peso de polisacárido :xantano es de manera típica de alrededor de 8:1 a alrededor de 1:8, de preferencia de alrededor de 4:1 a 1:1, con la mayor preferencia alrededor de 4:1. Típicamente, el polisacárido y el xantano son añadidos al agua de manera simultánea. La adición de estos componentes al agua comienza de inmediato la gelación. El polisacárido y el xantano pueden también ser pre-mezclados y luego añadidos al agua. La cantidad de polisacárido y xantano en la suspensión susceptible de almacenarse es de entre alrededor de 10 a alrededor de 60 libras (4.53 a 27.21 kg) por mil galones (3,785 litros) . El fluido portador es usado para sostener un material en partículas de peso ultra-ligero teniendo una gravedad
específica aparente (ASG) menor o igual de 2.45. Generalmente, la ASG del material en partículas ULW es menor o igual que 2.25, con mayor preferencia menor o igual que 2.0, incluso con mayor preferencia menor o igual que 1.75, con la mayor preferencia menor o igual que 1.25. Materiales en partículas ULW adecuados incluyen aquellos señalados en la publicación US 2005/0028979, publicada el 10 de febrero de 2005, incorporada en la presente por referencia . Incluidos en ella están los materiales que ocurren de manera natural, que pueden ser fortalecidos o endurecidos por medio del uso de agentes modificadores para incrementar la capacidad del material que ocurre de manera natural de resistir la deformación. Ejemplos específicos de tales moléculas incluyen, pero no se limitan a, polisacáridos encontrados en plantas que sirven para acrecentar la resistencia de los materiales de la planta, incluyendo, pero sin limitarse a, polisacáridos conteniendo azúcar beta (1-4) enlazados. Ejemplos específicos incluyen, pero no se limitan a, celulosa, mañanas, resinas y ligandos naturales, sustancias específicas tales como esteres polifenólicos de glucósidos encontrados en taninos de cáscaras de nuez, etc. Ejemplos específicos de materiales en partículas ULW incluyen, pero no se limitan a, cáscaras molinas o desmenuzadas de nueces, tales como nuez, coco, nuez pacana, almendra, nuez de
marfil, nuez de Brasil, etc.; cáscaras de semillas molidas o desmenuzadas (incluyendo huesos de frutas) de frutas tales como ciruela, oliva, durazno, cereza, chabacano, etc.; cáscaras de semillas molidas o desmenuzadas de otras plantas tales como maíz (mazorcas o granos de maíz), etc.; materiales procesados de madera, tales como aquellos derivados de maderas tales como roble, nogal americano, álamo, caoba, etc., incluyendo aquellas maderas que han sido procesadas por molienda, astillado u otra forma de corte, procesamiento, etc. Materiales en partículas adecuados, adicionales, incluyen materiales cerámicos o materiales poliméricos orgánicos porosos en partículas. El material poroso en partículas puede ser tratado con un material penetrante no poroso, capa de revestimiento o capa de vidriado. Por ejemplo, el material poroso en partículas puede ser un material tratado en partículas, como se define en la publicación US 2005/0028979 donde (a) la ASG del material poroso tratado es menor que la ASG del material poroso en partículas; (b) la permeabilidad del material tratado es menor que la permeabilidad del material poroso en partículas; o (c) la porosidad del material tratado es menor que la porosidad del material poroso en partículas. En una forma de realización preferida, el material penetrante y/o la capa de revestimiento y/o la capa de vidriado del material poroso en partículas selectivamente configurado es capaz de atrapar o encapsular un fluido teniendo una ASG menor que la ASG del fluido portador.
Además, la capa de revestimiento y/o el material penetrante y/o el material vidriado pueden ser un líquido teniendo una ASG menor que la ASG de la matriz del material poroso en partículas. Además, el material en partículas de peso ultra-ligero puede ser un agregado para tratamiento de pozos compuesto por un material orgánico de peso ligero y un agente modificador del peso. La ASG del material orgánico de peso ligero es ya sea mayor o menor que la ASG del agregado para tratamiento de pozos, dependiendo de si el agente modificador del peso es un agente para aumentar o para reducir el peso, respectivamente. Donde el agente modificador del peso es un agente para aumentar el peso, la ASG del agregado para tratamiento de pozos es al menos una y media veces la ASG del material orgánico de peso ligero, la ASG del agregado de tratamiento de pozos de preferencia siendo de al menos alrededor de 1.0, de preferencia al menos alrededor de 1.25. En una forma de realización preferida, la ASG del material orgánico de peso ligero en tales sistemas es de aproximadamente 0.7 y la ASG del agregado para tratamiento de pozos es de entre alrededor de 1.05 y alrededor de 1.20. Donde el agente modificador del peso es un agente reductor de peso, la ASG del agente reductor de peso es menor de 1.0 y la ASG del material orgánico de peso ligero forma la fase continua (externa) para el agregado para tratamiento de pozos, mientras que el agente modificador del peso forma la fase discontinua (interna) . El agente modificador del peso puede ser arena, vidrio, hematita, sílice, grava,
ceniza, aluminosilicato, y una sal metal alcalino o tetra-óxido de trimanganeso . Además, el agente modificador del peso puede ser un catión seleccionado de metal alcalino, metal alcalino terreo, amonio, manganeso y zinc, y un anión seleccionado de un haluro, óxido, carbonato, nitrato, sulfato, acetato y formato. Se prefieren burbujas de vidrio y ceniza cuando el agente modificador del peso es un agente reductor de peso. El material orgánico de peso ligero es de preferencia una resina termofragua-ble. Cuando se introduce o bombea a un pozo, el material en partículas de la suspensión susceptible de almacenarse puede ser neutralmente boyante en el fluido portador, eliminando la necesidad de dañar polímero o material de pérdida de fluido. El material en partículas ULW es mezclado a su concentración deseada con el fluido portador. La cantidad del material en partículas ULW típicamente añadida al fluido portador de gel lineal es típicamente de entre alrededor de 0.5 y alrededor de 8.0 libras (0.22 a 3.62 kg) , de preferencia entre alrededor de 1 y alrededor de 4.0 libras (0.453 y 1.81 kg) de material en partículas por galón (3.785 litros) de gel lineal. Puede ser deseable hacer mas pesado el fluido portador mediante la adición de una sal, tal como cloruro de sodio, cloruro de potasio, etc. Esto incrementa la densidad de los geles lineales; la mayor densidad también ayuda a sostener el material en partículas durante el almacenamiento.
La ASG del material en partículas de peso ultra-ligero es de preferencia la misma que, pero típicamente no mayor de 0.25 mas elevada que la ASG del fluido portador; de preferencia, la ASG del material en partículas de peso ultra-ligero es no mayor de 0.20 mas elevada que la ASG del fluido portador. Por ejemplo, el propulsor de peso ligero LiteProp 125, un producto de BJ Services Company, teniendo una ASG de 1.25, es neutralmente boyante en una salmuera de 10.4 libras/galón (4.71 kg/3.785 litros) y se suspende fácilmente en tal salmuera. Puede emplearse una salmuera inferior en ASG que el material en partículas y teniendo una viscosidad ligera. El fluido portador puede contener además un agente formador de complejos, un desintegrador de gel , un tensioactivo, un biocida, un agente reductor de la tensión superficial, un inhibidor de incrustaciones, un inhibidor de hidratos de gas, un desintegrador enzimático específico al polímero, un desintegrador oxidativo, un amortiguador, un estabilizador de arcilla, un ácido, o una mezcla de éstos y otros aditivos para tratamiento de pozos conocidos en la materia. La adición de tales aditivos a los fluidos portadores minimiza la necesidad de bombas adicionales requeridas para añadir tales materiales sobre la marcha. Puede hacerse una elección de materiales diferentes y cantidades de los mismos para emplearse en tales mezclas físicas con base en una o mas consideraciones de tratamiento de pozos incluyendo, pero sin limitarse a, objetivos para creación de
fracturas propulsadas, características del fluido de tratamiento de pozos, tales como ASG y/o reología del fluido portador, condiciones del pozo y de la formación, tales como la profundidad de la formación, porosidad/permeabilidad de la formación, esfuerzo de cierre de la formación, tipo de optimización deseado para la geometría de los materiales en partículas colocados dentro de la perforación, tales como longitud propulsada del empaque de fractura optimizado, empaque de fractura optimizado, y sus combinaciones . A menudo es preferido añadir un agente convencional de formación de complejos, tal como EDTA o ácido nitriloacético, para formar complejos de iones calcio, con ello permitiendo que el xantano se disperse e hidrate. La suspensión susceptible de almacenarse de la invención exhibe poca tendencia, si acaso, de asentarse durante periodos de tiempo prolongados. Por ejemplo, no puede observarse asentamiento por al menos tres días, típicamente mas de siete días o mas . La suspensión susceptible de almacenarse puede ser bombeada o colocada en el interior de la perforación tal cual o diluida sobre la marcha. La suspensión susceptible de almacenarse puede ser diluida a una menor concentración, dependiendo del diseño y los parámetros de operación de la obra objetivo. Además, puede añadirse un agente de espumado, con un gas o líquido gaseoso tal como aire, nitrógeno o bióxido de
carbono, al fluido sobre la marcha sin necesidad del mezclador. Cuando se emplean, tales agentes de espumado son capaces de rendir una calidad de espuma de entre alrededor de 30 y alrededor de 98 (30/70 a 98/2% por peso de gas/líquido : fluido gaseoso), de preferencia una calidad de espuma de 95. El uso de un agente de espumado es especialmente deseable en el tratamiento de depósitos sustancialmente agotados pues la cantidad de xantano y polisacá-rido introducidos en la formación pueden minimizarse de manera dramática . Las propiedades de espumado mejoradas pueden ser atribuidas a la baja concentración del xantano con relación al polisacárido en el portador. El agente de espumado es de preferencia un tensioactivo aniónico. Los mas preferidos son sulfonatos de alfa-olefina y/o sulfatos de éter alquilico. Preferidas como sulfonatos de alfa-olefina son las sales de un catión monovalente tal como un ion de metal alcalino como sodio, litio o potasio, un ion amonio o un amonio sustituido con un sustituyente alquilo o hidroxialquilo en donde los sustituyentes alquilo pueden contener de 1 a 3 átomos de carbono en cada sustituyente. La fracción alfa-olefina típicamente tiene de 12 a 16 átomos de carbono. Sulfatos de éter alquilico preferidos son también sales de los cationes monovalentes antes referidos. El sulfato de éter alquilico puede ser un sulfato de alquilpoliéter y contiene de 8 a 16 átomos de carbono en la fracción éter alquilico. Preferidos como tensioac-
tivos aniónicos son el sulfato de lauril éter de sodio (2-3 moles de óxido de etileno) , sulfato de éter de amonio C8-C10 (2-3 moles de óxido de etileno) , y un sulfato sódico de alfa-olefina C14-C16, y sus mezclas. Especialmente preferidos son los sulfatos de éter de amonio . El uso del fluido de acuerdo con la invención elimina la necesidad de un mezclador físico en el sitio; la configuración mas sencilla de válvulas y bombas de dosificación permite que la lechada susceptible de ser bombeada sea diluida en linea a la concentración deseada. Un beneficio adicional es el control mejorado de las concentraciones de materiales en partículas, especialmente pues los líquidos son dosificados de manera mas precisa que los sólidos. La eliminación de equipo en el lugar tiene varias ventajas económicas pues ahorra costos de quipo y, en áreas donde el espacio para la obra es muy valioso, tal como en lugares en el lado de montañas, los pozos que previamente eran incapaces de ser estimulados se tornan objetivos realistas. Además, la suspensión de la invención provee la oportunidad de bombear el concentrado de lechada desde un transporte ubicado a cierta distancia del lugar del pozo versus los sistemas convencionales que requieren de transporte de materiales en partículas cerca del mezclador físico y la cabeza del pozo. Además, el uso del fluido de la invención elimina la necesidad de un mezclador físico para la lechada, así como la
unidad de hidratación de fluidos, en el sitio, pues una simple configuración de las válvulas dosificadoras y una bomba permitiría que la lechada limpia fuera diluida en línea con agua a la concentración deseada. Las suspensiones susceptibles de almacenarse de la invención pueden ser usadas en un método de control de arenas para una perforación de pozo que penetra una formación subterránea y pueden introducirse en la perforación de pozo en una lechada para formar un empaque permeable a fluidos que es capaz de reducir o prevenir sustancialmente el paso de partículas de la formación desde la formación subterránea hacia la perforación de pozo mientras que al mismo tiempo permite el paso de fluidos de la formación desde la formación subterránea hacia la perforación de pozo. Cuando se usa en fracturas hidráulicas, la suspensión puede ser inyectada a una formación subterránea en conjunción con otros tratamientos a presiones suficientemente elevadas para ocasionar la formación o el agrandamiento de fracturas o de otra manera exponer el material propulsor a esfuerzo de cierre de la formación. Tales otros tratamientos pueden ser cerca de la perforación de pozo en cuanto a su naturaleza (afectando las regiones cerca de la perforación de pozo) y pueden dirigirse hacia mejorar la producción de la perforación de pozo y/o controlar la producción de propulsor de fracturas o arenas de la formación. Ejemplos particulares incluyen empaque con grave y
empaques de fractura. Mas aún, tales agregados pueden ser empleados solos como un material en partículas propulsor de fracturas/de control de arenas, o en mezclas en cantidades y con tipos de materiales propulsores de fracturas/de control de arenas, tales como un material en partículas convencional para control de arenas o fracturas . En una forma de realización ejemplar, una operación de empaque de grava puede llevarse a cabo en una perforación de pozo que penetra una formación subterránea para prevenir o reducir sustancialmente la producción de partículas de la formación hacia la perforación de pozo desde la formación durante la producción de fluidos de la formación. La formación subterránea puede ser completada de modo de estar en comunicación con el interior de la perforación de pozo mediante cualquier método adecuado conocido en la materia, por ejemplo mediante perforaciones en una perforación de pozo entubada, y/o mediante una sección de agujero abierto. Un conjunto de malla, tal como se conoce en la materia, puede colocarse o disponerse de otra manera dentro de la perforación de pozo de modo que al menos una porción del conjunto de malla esté dispuesta adyacente a la formación subterránea. Una lechada, incluyendo los materiales en partículas de peso ultra-ligero y fluido portador, puede entonces introducirse en la perforación de pozo y colocarse adyacente a la formación subterránea por medio de circulación u otro método adecuado de modo de formar un empaque permeable a fluidos en un área anular
entre el exterior de la malla y el interior de la perforación de pozo que es capaz de reducir o prevenir de manera sustancial el paso de partículas de la formación desde la formación subterránea hacia la perforación de pozo durante la producción de fluidos a partir de la formación, mientras que al mismo tiempo permite el paso de fluidos de la formación desde la formación subterránea a través de la malla hacia la perforación del pozo. Como una alternativa al uso de una malla, el método de control de arenas puede usar el material en partículas ULW de acuerdo con cualquier método en el cual se forme un empaque de material en partículas dentro de una perforación de pozo que sea permeable a los fluidos producidos a partir de una perforación de pozo, tales como petróleo, gas o agua, pero que previene sustancialmente o reduce la producción de materiales de la formación, tales como arenas de la formación, desde la formación hacia la perforación de pozo. Tales métodos pueden o no emplear una malla de empaque de grava, que puede introducirse en una perforación de pozo a presiones inferiores, iguales o superiores a la presión de fractura de la formación, tales como un empaque de fracturación, y/o pueden emplearse en conjunción con resinas tales como resinas de consolidación de arenas si así se desea. Los siguientes ejemplos ilustrarán la práctica de la presente invención en sus formas de realización preferidas. Otras formas de realización dentro del ámbito de las reivindicaciones de la presente serán evidentes a un técnico en la materia
a partir de la consideración de la descripción y la práctica de la invención como se divulga en la presente. Se pretende que la descripción, junto con el ejemplo, sean consideradas únicamente como ejemplos, el ámbito y el espíritu de la invención siendo indicados por las reivindicaciones que siguen. Todas las partes son dadas en términos de unidades por peso, salvo lo que pueda indicarse de otra manera. Ej emplos Xantano DFG se refiere a una goma xantana no modificada, comercialmente disponible como Kelzan XC de Kelco Oil Field Group , Inc . ; xantano NA se refiere a xantano no acetilado; NTA se refiere a ácido nitriloacético, un agente formador de complejos; LiteProp 125 se refiere a un propulsor de peso ultra-ligero, un producto de BJ Services Company, teniendo una ASG de 1.25; y FAW 20 se refiere a tensioactivo de sulfato de éter de amonio, un producto disponible de BJ Services Company. Ejemplos 1-6 Se introdujeron guar y xantano a 500 mi de agua de la llave, teniendo opcionalmente NTA, a temperatura de habitación, y el sistema fue mezclado físicamente por 30 minutos. Se prepararon sistemas comparativos usando guar y xantano por si mismos. Los componentes de cada ejemplo son señalados en la
Tabla I a continuación. Tabla I
Se obtuvieron datos de viscosidad a bajo esfuerzo cortante usando un viscómetro Grace 350OLS, un viscómetro de cilindro concéntrico no presurizado equipado con un resorte 1.0 y una geometría Rl-Bl, teniendo una velocidad de entre 0.06 y 600 rpm, permitiendo mediciones de 0.1 a 1,020 seg-l a 75°F (23.8°C) . Los datos son señalados en la figura 1. La figura 1 ilustra el efecto sinérgico evidenciado por la mezcla física de xantano y guar. Por ejemplo, los Ejemplos Comparativos 3 y 4 ilustran una viscosidad de aproximadamente 23 y 6 cP, respectivamente, a una tasa de esfuerzo cortante de 170 seg-1 a 75°F (23.8°C), mientras que el Ejemplo 1 ilustra una viscosidad de 35 cP a 75 °F (23.8°C) . Ejemplo 7 Se introdujeron 0.3 g de xantano NA y 1.2 g de guar a 500 mi de agua y se mezclaron físicamente a temperatura de habitación por alrededor de 30 minutos. Luego se mezclaron 72 g de KC1 por alrededor de 30 minutos. Entonces se añadieron alrededor de 274 g de LiteProp 125 a la suspensión y la suspen-
sión fue entonces mezclada hasta ser homogénea. El fluido fue entonces transferido a un cilindro graduado de 500 mi y se permitió asentar por siete días. El asentamiento porcentual fue medido diariamente. Como se señala en la Tabla II mas adelante, la suspensión evidenció poco, si acaso, asentamiento después de estar almacenada por una semana a temperatura de habitación. Tabla II
Ejemplo 8 Se prepararon dos muestras introduciendo 0.3 g de xantano DFG y 1.2 g de guar a 500 mi de agua dulce y permitiendo mezclado por alrededor de 30 minutos a temperatura de habitación. ? una de las muestras se añadieron 72g de KC1 y se dejó que ocurriera el mezclado por 30 minutos adicionales a temperatura de habitación. A una de las muestras se añadieron 72 g de KCl y se permitió el mezclado por 30 minutos adicionales a temperatura de habitación. Se obtuvieron datos de viscosidad a bajo esfuerzo cortante usando un viscómetro Brookfield DV-II, un viscómetro de
cilindro concéntrico no presurizado equipado con un husillo #3 con rangos de velocidad de 0.05 a 10 rpm, permitiendo mediciones de 0.063 a 12.6 seg"1 a 75°F (23.8°C). La figura 2, que combina los datos de viscosidad de viscómetros Brookfield y Grace, muestran la viscosidad a bajo esfuerzo cortante del fluido portador con y sin sal . Ejemplo 9 Se añadieron 0.1 libras (0.045 kg) de xantano DFG, 0.4 libras (0.18 kg) de guar, y 0.04 galones (0.15 litros) de NTA a 20 galones (75.70 kg) de agua, y se dejó proseguir el mezclado por 30 minutos a 100°F (37.7°C) . Se añadieron entonces 23 libras
(10.43 kg) de KC1 y se permitió el mezclado por 30 minutos adicionales a 100°F (37.7°C) . Una espuma estable de calidad 95 añadiendo a la suspensión resultante alrededor de 0.3 galones
(1.13 litros) de tensioactivo FAW 20, seguido por la adición de nitrógeno. La suspensión fue entonces agitada por 30 minutos adicionales . La figura 3 demuestra la viscosidad incrementada a bajo esfuerzo cortante, 40 seg"1, versus alto esfuerzo cortante, 100 seg-1. De lo anterior, se observará que pueden realizarse numerosas variaciones y modificaciones sin apartarse del espíritu y ámbito de los novedosos conceptos de la invención.