BRPI0900385B1 - Composições de tratamento de poço contendo salmouras de nitrato, método de usar as mesmas e lama viscosa de perda de fluido - Google Patents

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Abstract

composições de tratamento de poço contendo salmouras de nitrato e método de usar as mesmas. a presente invenção refere-se a composições de tratamento de poço baseadas em salmoura contendo nitrato de álcali que exibem maior estabilidade térmica quando usadas em poços profundos do que as composições de tratamento de poço baseadas em salmoura substancialmente similares que não contêm um nitrato de álcali. a salmoura é espessada com um polímero reticulável solúvel na água e um agente de reticulação. a estabilidade térmica intensificada das composições de tratamento de poço permite o uso de fluidos a temperaturas elevadas, por exemplo tão altas quanto 204,4°c (400°f).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para COMPOSIÇÕES DE TRATAMENTO DE POÇO CONTENDO SALMOURAS DE NITRATO, MÉTODO DE USAR AS MESMAS E LAMA VISCOSA DE PERDA
DE FLUIDO.
ESPECIFICAÇÃO
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se aos fluidos para o tratamento de poço os quais exibem estabilidade térmica aumentada e os quais contêm uma salmoura de um nitrato de álcali e aos métodos de se usar tais compostos.
Antecedentes da Invenção
Fluidos de tratamento de poço com base aquosa são comumente usados nas operações de perfuração, estimulação, conclusão e recondicionamento de formações subterrâneas. Os projetos de tratamento tipicamente exigem que tais fluidos exibam um certo nível de viscosidade. Polímeros viscosificadores, tais como os polissacarídeos, são muitas vezes usados em tais fluidos, portanto, para se obter a viscosidade necessária. Por exemplo, o polímero viscosificador muitas vezes provê o requisito de nível de viscosidade para prevenir a perda de fluidos de tratamento de poço na formação. Nos fluidos de perfuração, tais polímeros servem para suspender os sólidos e auxiliar na remoção fragmentos flutuantes para fora do furo do poço.
Infelizmente, a estabilidade térmica dos fluidos para o tratamento de poço aquosos que contêm um polímero viscosificador é frequentemente comprometida na medida em que tais fluidos descem no poço e são expostos a temperaturas crescentes. As temperaturas em formações subterrâneas geralmente sobem cerca de por 30,48 metros (cem pés) de profundidade. É importante, portanto, que tais fluidos aquosos sejam termicamente estáveis a temperaturas elevadas.
A instabilidade térmica tipicamente causa a degradação do agente de viscosidade polimérico que faz com que a viscosidade do fluido de tratamento de poço diminua. Uma diminuição na viscosidade de um fluido de tratamento tem frequentemente efeitos detrimentais na operação de trataPetição 870180147991, de 05/11/2018, pág. 8/17 mento do furo do poço. Por exemplo, uma diminuição na viscosidade do fluido de perfuração frequentemente resulta em perda de suspensão dos cortes da furadeira o qual, por sua vez, resulta na incapacidade de tais cortes flutuarem para fora do furo do poço. Além disso, durante as operações de perfu5 ração, a degradação do agente viscosificador polimérico pode fazer com que a coluna de perfuração se prenda ao poço e induza danos à formação.
Subordinado à necessidade da manutenção de viscosidade, o fluido de tratamento de poço deve ter uma densidade suficientemente alta para que o fluido de tratamento de poço seja operável em altas temperaturas 10 e seja capaz de resistir a pressões fluidas relativamente elevadas poço abaixo.
Descobriu-se que salmouras de densidade alta têm uma aplicabilidade particular em poços profundos, tais como aqueles que descem de 15.000 a 30.000 pés (4.500 a 10.000 metros) ou mais abaixo da superfície 15 da terra, onde é mais desejável reduzir a pressão da bomba. Descobriu-se que tais salmouras são capazes de manter o requisito de lubrificação e viscosidade do fluido de tratamento de poço sob extremo cisalhamento, pressão e variações de temperatura encontradas durante as operações de poços profundos.
Exemplos de salmouras de densidade alta são as salmouras de cloreto de sódio, cloreto de potássio, cloreto de cálcio, brometo de sódio, brometo de cálcio, brometo de zinco, formiato de potássio, formiato de césio e formiato de sódio. Embora que salmouras de nitrato têm sido sugeridas para uso em fluidos para o tratamento de poço tais como fluidos para con25 clusão e fluidos de obturador, os esforços para usar tais salmouras em tais aplicações foram abandonados, entretanto, no final dos anos 50 depois que se descobriu que elas contribuíam para rachaduras em corrosão por tensão nos aços de carbono. Posteriormente se descobriu que a corrosão intergranular era causada quando se misturava cloreto e nitratos. Vide, por exemplo, 30 Hudgins e Greathouse, Corrosion Problems in the Use of Dense Salt Solutíons, Corrosion, Novembro de 1960, em que foi relatado que o processo de corrosão pode ser inibido saturando-se a salmoura com cal ou mantendo-se
ο pH acima de cerca de 9. Entretanto, o dióxido de carbono arrastado do poço produtivo reduzia o pH da salmoura. O uso de tais salmouras foi, portanto, gravemente impedido.
Uma área de aplicabilidade particular para salmouras de alta densidade está na produção de tratamentos de estimulação de poços profundos em que o fluido de salmoura é usado como um fluido de fraturamento. O bombeamento através de colunas de trabalho em tais poços tipicamente requer pressões tremendas. Não é incomum que a quantidade de cavalo a vapor necessária para um trabalho não possa ser provida a luz de pressões de fricção extremante elevada gerada durante a etapa de bombeamento. Em tais casos, a pressão hidrostática de um fluido de densidade alta contrabalança a pressão exercida pelo fluido nos estratos. Além de ter densidade alta, o fluido de fraturamento deve ser altamente viscoso a fim que ele possa suspender o agente de escoramento. É o agente de escoramento que é depositado nas fraturas criadas e o qual evita que as fraturas formadas fechem-se depois da conclusão do bombeamento. Canais condutivos são desse modo formados através dos quais os fluidos produzidos possam fluir para o furo do poço.
Infelizmente, sob condições graves do furo do poço encontradas no tratamento de poços profundos, muitos agentes viscosificadores, particularmente os polissacarídeos, se degradam e despolimerizam, dessa forma perdendo sua eficácia.
Na medida em que o interesse em operações de tratamento em grandes profundidades aumenta, existe uma necessidade contínua de fluidos de tratamento de poço alternativos tendo estabilidade térmica intensificada e os quais mantêm sua densidade nas condições de fundo de poço pelo menos por duas a três horas. Além disso, é importante que tais fluidos de tratamento de poço alternativos sejam capazes de reduzir a pressão de bombeamento requerida gerada durante a operação de tratamento do poço. Sumário da Invenção
Um fluido de tratamento de poço contendo um polímero reticulável, um agente de reticulação e uma salmoura contendo nitrato de álcali são
capazes de manter uma viscosidade maior do que um fluido baseado em salmoura similar correspondente os quais não contêm um nitrato de álcali. Os fluidos para o tratamento de poço definidos aqui a seguir adicionalmente exibem estabilidade térmica intensificada quando comparados aos fluidos 5 baseados em salmoura similares os quais não contêm um nitrato de álcali.
Os fluidos de tratamento de poço definidos aqui, em além de exibir estabilidade térmica intensificada, ainda são capazes de manter sua densidade quando expostos a condições de poços profundos. Por exemplo, os fluidos para o tratamento de poço definidos aqui podem demonstrar estabilidade 10 térmica intensificada e manter sua densidade em temperaturas de fundo de poço maiores ou iguais a 204,4°C (400°F).
A densidade dos fluidos de tratamento de poço baseada em salmoura definida aqui a seguir é tipicamente maior ou igual a 9,0, preferivelmente entre cerca de 9,0 a cerca de 14,0. Tipicamente, a salmoura é uma v 15 admistura de um nitrato de álcali e um haleto de álcali, tal como brometo de sódio.
O polímero reticulável dos fluidos de tratamento de poço é tipicamente guar, guar de hidroxipropila, goma de xantana, carboximetilidroxietil celulose ou hidroxietil celulose.
O fluido de tratamento de poço adicionalmente contém um agente de reticulação. Um agente de reticulação, tal como um agente de reticulação de borato, é especialmente desejável quando o polímero reticulável é guar ou hidroxipropila guar.
O fluido de tratamento de poço pode ser introduzido em um furo 25 de poço exposto a altas temperaturas de fundo de poço sem degradação do fluido. A viscosidade sustentada do fluido de tratamento de poço a tais temperaturas de fundo de poço, garante a suspensão de sólidos no fluido à medida que o fluido circula através do furo do poço.
Os fluidos de tratamento de poço definidos aqui a seguir têm a30 plicabilidade particular quando usados em tais operações de tratamento de poço tais como perfuração, estimulação, conclusão, e recondicionamento. Em uma modalidade preferida, o fluido de tratamento de poço é introduzido
em um furo de poço penetrando uma formação subterrânea e é usado como fluido de fraturamento. Em outra modalidade, o fluido de tratamento de poço é usado para formar, subsequentemente à sua introdução no furo do poço, uma barreira impermeável. Como tal, a composição de tratamento de poço é 5 eficaz em reduzir a perda de fluidos de circulação (tais como fluidos de perfuração, fluidos de conclusão e fluidos de recondicionamento) no furo do poço e/ou nas passagens de fluxo de uma formação durante a perfuração do poço, operações de conclusão e recondicionamento.
Breve Descrição dos Desenhos
A fim de compreender mais completamente os desenhos referidos na Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas, uma breve descrição de cada desenho é apresentada, em que:
a figura 1 é um perfil de viscosidade de uma composição de tratamento de poço que contém salmoura de brometo de sódio/nitrato de sódio.
a figura 2 é um perfil de viscosidade de uma composição de tratamento de poço similar a da figura 1, mas contendo somente salmoura de brometo de sódio.
Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas
A estabilidade térmica de fluidos de tratamento de poço aquosos definidos aqui a seguir é melhorada pelo uso de nitrato de salmoura contendo fluidos. A viscosidade e/ou estabilidade térmica exibida por um fluido de tratamento de poço que contém uma nitrato de salmoura de álcali a uma dada temperatura fundo de poço é maior do que a viscosidade e/ou estabilidade térmica exibida por um fluido de tratamento de poço substancialmente 25 similar tendo os mesmos pH, polímero, agente de reticulação e carga de polímero mas os quais não contêm um nitrato de álcali contendo salmoura.
Por exemplo, um fluido de tratamento de poço contendo 60 partes por galão (ppg) de guar (como polímero reticulável) em uma salmoura de brometo de nitrato/sódio de sódio de 13,1 ppg exibe estabilidade térmica intensificada quando comparado a um fluido de tratamento de poço que contém guar a 60 ppg em salmoura de brometo de sódio a 12,5 ppg.
Como tal, a presença da nitrato de salmoura serve para manter
a estabilidade do fluido a temperaturas maiores do que cerca de 65,5°C (150°F), geralmente maiores do que 93,3°C (200°F). Na maioria dos casos, o fluido de tratamento de poço definidos aqui a seguir demonstram estabilidade térmica intensificada em temperaturas de fundo de poço que excedem 5 148,9°C (300°F). Tipicamente, os fluidos de tratamento de poço demonstram estabilidade térmica melhorada em temperaturas poço abaixo excedendo 176,7°C (350°F). Desde que temperaturas excedendo 176,7°C (350°F) são tipicamente encontradas em profundidades de poço maiores que 4,500 metros (15.000 pés), os fluidos de tratamento de poço definidos aqui a seguir 10 têm particular utilidade em operações de poço profundas. A viscosidade dos fluidos de tratamento de poço definidos aqui é adicionalmente mantida sob condições de temperatura, pressão e cisalhamento extremamente altas vistas em operações de poço profundas.
Similarmente, a estabilidade térmica em uma temperatura dese» 15 jada pode ser atingida usando-se menos polímero com os fluidos de tratamento de poço definidos aqui a seguir, quando comparado com um fluido de tratamento de poço substancialmente similar que não contém um nitrato de álcali contendo salmoura.
Além disso, a viscosidade de um fluido de tratamento de poço 20 introduzida em um poço pode ser mantida por um longo período de tempo a uma dada temperatura quando o fluido de tratamento de poço definido aqui a seguir é usado comparando-se com fluidos de tratamento de poço substancialmente similares que não contêm um nitrato de álcali contendo salmoura. Os fluidos de tratamento de poço definidos aqui a seguir são tipicamente 25 capazes de manter a viscosidade maior ou igual a cerca de 200 cP a cerca de uma taxa de cisalhamento de 40 sec’1 a uma temperatura de 162,8°C (325°F) por mais de 60 minutos. A capacidade dos fluidos de tratamento de poço definidos aqui a seguir para exibir e manter a viscosidade aumentada significa que existe uma tendência reduzida para vazar dentro da formação.
Como tal, os fluidos de tratamento de poço definidos aqui são altamente compatíveis quando usados como lama viscosa de perda de fluido.
A densidade do fluido de tratamento de poço baseado em sal
moura é tipicamente maior ou igual a 9,0 e preferivelmente está entre cerca de 9,0 a cerca de 14,0. À luz da estabilidade intensificada do fluido de tratamento de poço, a densidade do fluido é mantida nas condições operacionais do furo do poço.
O pH do fluido de tratamento de poço é preferivelmente selecionado de tal modo que a degradação química do fluido em condições operacionais é minimizada. A estabilidade desejada de pH do fluido é tipicamente atingida quando um pH de 8,0, mais preferivelmente de 9,0, ou maior é mantido. Agentes de ajuste de pH apropriados, tais como cinza, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio e carbonatos e bicarbonatos de álcali e alcalinos, podem ser usados para manter o pH desejado.
Tipicamente a salmoura, além de conter um sal de nitrato de álcali, ainda contém um haleto de álcali, tal como brometo de sódio ou cloreto de sódio. Tipicamente a proporção de peso do haleto de álcali para o nitrato de álcali em uma salmoura está entre cerca de 5:95 a cerca de 95:5. Como um exemplo, uma salmoura que tem uma densidade de 13,1 ppg a 21,1°C (70°F) é muitas vezes escolhida, desde que possa ser facilmente preparada pela adição de nitrato de sódio suficiente para uma salmoura de brometo de sódio de 12,5 ppg para tornar uma salmoura saturada. Assim, a quantidade de nitrato de álcali em uma salmoura pode ser a quantidade suficiente para tornar uma salmoura saturada. A admistura de sais pode prover uma salmoura que tem uma densidade dessa maneira que é maior que a densidade de uma salmoura contendo somente um dos sais.
A nitrato de salmoura do fluido de tratamento de poço é espessada com polímeros reticuláveis. Geralmente, o fluido de tratamento de poço contém entre cerca de 0,1 a 5 % em peso de polímero reticulável, preferivelmente de cerca de 0,5 a 4 % em peso, até mais preferivelmente cerca de 1 a cerca de 3 % em peso. Polímeros típicos incluem polissacarídeos aniônicos ou não-iônicos, tais como celulose, amido, gomas de galactomana, álcoois de polivinil, poliacrilatos, poliacrilamidas e misturas dos mesmos. A celulose reticulável e derivados de celulose incluem celulose de hidroxialquila, alquilidoxialquil celulose, carboxialquil celulose e derivados de carboxial/J
quilidroalquil celulose tais como hidroxietil celulose, hidroxipropila celulose, hidroxibutil celulose, hidroxietilmetil celulose, hidroxipropilmetil celulose, hidroxilbutilmetil celulose, metilidroxietil celulose, metilidroxipropil celulose, etilidroxietil celulose, carboxietilcelulose, carboximetilcelulose e carboximetilidroxietil celulose. Gomas de galactomana incluem goma guar, guar de hidroalquila e guar de carboxialquilidroalquila e polissacarídeos microbiais incluem xantano, succinoglicano e escleroglucano.
Particularmente preferidos como polímeros reticuláveis são o guar, guar de hidroxipropila, goma de xantana, carboximetilidroxietil celulose, carboximetilidroxipropil celulose e hidroxietil celulose.
O fluido pode ainda conter um agente de retardar a reticulação para controlar, junto com o agente de reticulação, a viscosificação da composição de tratamento de poço. Agentes de retardar a reticulação apropriados podem incluir polióis orgânicos, tais como gluconato de sódio; glucoeptonato de sódio, sorbitol, manitol, fosfonatos, sal de bicarbonato, sais, vários ácidos inorgânicos e orgânicos fracos incluindo ácidos aminocarboxílicos e seus sais (EDTA, DTPA, etc.) e ácido cítrico e misturas dos mesmos. Agentes de retardar a reticulação preferidos incluem vários ácidos orgânicos ou inorgânicos, sorbitol assim como misturas dos mesmos.
Além disso, quando usado como fluido de fraturamento, um disjuntor interno de retardado pode ser incluído de tal modo que, uma vez que o agente de escoramento é colocado na fratura, a viscosidade do fluido pode então ser diminuída de modo a maximizar o fluxo de retorno (flow-back) do poço produtivo. Disjuntores internos de retardo podem incluir mas não estão limitados a peróxidos, enzimas, e ésteres ou misturas dos mesmos.
Agentes de reticulação apropriados incluem um composto de liberação de íons de borato, um organometálico ou de íon metálico complexado orgânico incluindo pelo menos um metal de transição ou íon de metal alcalino terroso como também misturas do mesmo. Tipicamente, o agente de reticulação é empregado na composição em uma concentração de cerca de 0,001 por cento a cerca de 2 por cento, preferivelmente de cerca de
0,005 por cento a cerca de 1,5 por cento, e, mais preferivelmente, de cerca
de 0,01 por cento a cerca de 1,0 por cento.
Compostos de liberação de íons de borato que podem ser empregados incluem, por exemplo, qualquer composto de boro que irá fornecer íons de borato na composição, por exemplo, ácido bórico, boratos de metal 5 alcalino tais como diborato de sódio, tetraborato de potássio, tetraborato de sódio (bórax), pentaboratos e similares e boratos alcalinos e de metais de zinco. Tais compostos liberadores de íons de borato são descritos na Patente U.S. 3.058.909 e Patente U.S. N9 3.974.077 aqui a seguir incorporada por referência. Além disso, tais compostos de liberação de íons de borato inclu10 em compostos de óxido bórico (tais como selecionado de H3BO3 e B2O3) e compostos de borato polimérico. Um exemplo de um composto de borato polimérico adequado é um composto polimérico de ácido bórico e um borato de álcali que está comercialmente disponível sob a marca registrada POLYBOR® da U.S. Borax de Valencia, Califórnia. Misturas de quaisquer um dos , 15 compostos de libertação de íons de borato referenciados podem adicionalmente ser empregados. Tais libertações de borato tipicamente necessitam um pH básico (por exemplo, 7,0 a 12) para a reticulação ocorrer.
Agentes de reticulação adicionalmente preferidos são reagentes, tais como compostos de metal complexados organometálicos e metáli20 cos orgânicos, que podem fornecer íons de zircônio IV tais como, por exemplo, lactato de zircônio, trietanolamina de lactato de zircônio, carbonato de zircônio, acetilacetonato de zircônio e lactato diisopropilamina de zircônio; como também compostos que podem fornecer íons de titânio IV tais como, por exemplo, lactato de amônio de titânio, trietanolamina de titânio, e acetila25 cetonato de titânio. Zr (IV) e Ti (IV) podem adicionalmente ser adicionados diretamente como íons ou oxi íons na composição.
Tais agentes de reticulação de metal complexado organometálicos e orgânicos que contêm titânio ou zircônio em um estado de valência +4 incluem aqueles descritos na Patente Britânica N9. 2.108.122, aqui a seguir 30 incorporada como referência, que são preparados reagindo tetralcóxidos de zircônio com alcanolaminas sob condições essencialmente anídricas. Outros agentes de reticulação de zircônio e titânio são descritos, por exemplo, na α
Λ„ %
Patente Publicação U.S. Νδ 20050038199, aqui a seguir incorporada por referência. Outros agentes de reticulação apropriados são os íons de metal, metal contendo espécies, ou misturas de tais íons e espécies. Tais agentes incluem Zn (II), cálcio, magnésio, alumínio, Fe (II), e Fe (III). Esses podem ser aplicados diretamente para a composição como íons ou como compostos metálicos polivalentes tais como hidróxidos e cloretos dos quais os íons podem ser liberados.
Onde o polímero reticulável é guar ou hidroxipropila de guar, o agente de reticulação de borato é preferível.
Agentes de reticulação especialmente preferidos incluem o sistema de reticulação descrito na Patente U.S. N2 5,145,590, aqui a seguir incorporada por referência. Este sistema de reticulação é uma solução de complexor de um aditivo de reticulação e um aditivo de retardo que controla a taxa em que o aditivo de reticulação promove a gelação dos polímeros re15 ticuláveis . A taxa de controle é uma função do pH da solução de complexor.
O aditivo de reticulação é um material que fornece íons de borato livres na solução e o aditivo de retardo é um material que liga quimicamente os íons de borato na solução, de tal modo que o polímero reticulável é forçado a competir com o aditivo de retardo pelos íons livres de borato. Como tal, o aditivo de reticulação pode ser qualquer fonte conveniente de íons de borato, por exemplo os boratos de metal alcalinos e de metal alcalino terroso, monóxido de boro e ácido bórico. Um aditivo de reticulação preferido é o decaidrato de borato de sódio. O aditivo de retardo é preferivelmente selecionado de dialdeídos tendo cerca de 1 a 4 átomos de carbono, ceto aldeídos tendo cerca de 1 a 4 átomos de carbono, hidroxila aldeídos tendo cerca de 1 a 4 átomos de carbono, dialdeídos aromáticos substituídos por orto e aldeídos de hidroxila aromática substituídos por orto. O mais preferido aditivo de retardo é o glioxal. O aditivo de reticulação está presente em uma quantidade pré-selecionada para prover uma quantidade de íons de borato ou ácido bó30 rico suficiente para normalmente sobre-reticular os polímeros reticuláveis sem a presença do aditivo de retardo. O aditivo de retardo serve para mascarar a presença de pelo menos uma porção dos íons de borato em baixas temperaturas, desse modo provendo uma reserva de íons de borato para reticular o fluido a temperaturas mais altas e prover estabilidade do gel melhorada. Tipicamente, composto de borato está presente de cerca de 5 a 25% em peso da solução de complexor. O aditivo de retardo usado na solu5 ção de complexor é um material que tenta ligar-se quimicamente aos íons de borato produzidos pelo aditivo de reticulação na solução, em que o polímero reticulável hidratado é forçado a competir com o aditivo de retardo pelos íons de borato. Preferivelmente, o aditivo de retardo é selecionado do grupo que consiste em dialdeídos tendo cerca de 1 a 4 átomos de carbono, ceto aldeí10 dos tendo cerca de 1 a 4 átomos de carbono, hidroxialdeídos tendo cerca de a 4 átomos de carbono, dialdeídos aromáticos substituídos por orto e aldeídos aromáticos hidroxil substituídos por orto. Aditivos de retardo preferidos incluem, por exemplo, glioxal, propano dialdeído, 2-ceto propanal, 1,4butanedial, 2-ceto butanal, 2,3-butadiona, ftaldeído, salicaldeído etc. O aditi15 vo de retardo preferido é o glioxal. Preferivelmente, o aditivo de retardo está presente em uma faixa de cerca de 5 a 40% em peso da solução de complexor. A taxa preferida do aditivo de retardo em relação ao aditivo de reticulação varia de cerca de 1:0,1 a 1:1 e pode chegar a 1:0,05.
Os fluidos para o tratamento de poço definidos aqui podem adi20 cionalmente incluir componentes apropriados para a modificação das propriedades reológicas e químicas do fluido. Por exemplo, materiais argilosos (argila), tais como bentonite, atapulgita ou sepiolita podem ser incluídos no fluido de tratamento de poço, quando usado como fluido de perfuração, para lubrificar a coluna de perfuração e suspender os corte da perfuração. O flui25 do de tratamento de poço pode também incluir agentes de tampão ou aditivos de pH tais como fosfato de sódio, fosfato de hidrogênio de sódio, hidróxido de sódio de ácido bórico, hidróxido de sódio de ácido cítrico, bórax de ácido bórico, bicarbonato de sódio , sais de amônia, sais de sódio, sais de potássio, fosfato dibásico, fosfato tribásico, cal, cal apagada, óxido de mag30 nésio, carbonato de magnésio básico, óxido de cálcio e óxido zinco.
Como indicado, os fluidos descritos para o tratamento de poço podem ser deslocados e usados em um furo de poço que tem temperaturas
de fundo de poço altas baixo sem degradação do fluido. A viscosidade sustentada do fluido de tratamento de poço em tais temperaturas de fundo de poço garante a suspensão de sólidos no fluido, a medida em que o fluido circula através do fundo do poço. Como tal, os fluidos de tratamento de poço definidos aqui têm aplicabilidade particular quando usados em tais operações de tratamento de poço tais como perfuração, estimulação, conclusão, e recondicionamento. Em uma modalidade preferida, os fluidos de tratamento de poço são usados como fluido de fraturamento em operações de fraturamento hidráulico.
Além disso, o fluido de tratamento de poço pode ser eficaz para deter ou minimizar a passagem do fluido para dentro de uma formação subterrânea ou em um fundo de poço pela criação de uma barreira impermeável de fluido. A barreira resulta mediante a viscosificação do fluido. Subsequentemente à sua introdução no poço como uma composição bombeável, o fluido de tratamento de poço viscosifica e fica espesso em um gel altamente viscoso. A barreira impermeável reduz ou elimina a perda de fluido no fundo do poço e/ou a formação subterrânea. Depois da formação da barreira impermeável, a perfuração, cimentação, conclusão ou recondicionamento é retomado. A viscosificação do fluido é inibida até depois da composição ser introduzida dentro ou perto da formação ou área alvo. A presença do agente de retardo da reticulação permite que o fluido de tratamento de poço seja facilmente bombeado dentro do poço.
Os exemplos a seguir irão ilustrar a prática da presente invenção em sua modalidade preferida. Outras modalidades dentro do escopo das reivindicações aqui a seguir serão evidentes para a pessoa versada na técnica a partir da consideração da especificação e prática da invenção aqui a seguir descritas. Pretende-se que a especificação, junto com os exemplos, sejam considerados exemplares somente, com o escopo e espírito da invenção sendo indicados pelas reivindicações a seguir.
EXEMPLOS
Exemplo 1
Uma solução foi preparada misturando 0,908 bbl de 12,5 ppg de
NaBr e 72,7 ppb de nitrato de sódio a 99,9%. O nitrato de sódio completamente dissolvido e a solução foi medida para ter uma densidade de 13,12 ppg a 24,4°C (76°F). A temperatura de cristalização do fluido foi medida sendo 15,6°C (60°F).
Exemplo 2
Para a solução do exemplo 1, 40 Ib/Mgal (1,68 ppb) de goma guar foi adicionada usando um agitador de sobrecarga. A solução alcançou a viscosidade máxima a 511 1/seg de 55 cp. em 15 minutos. O fluido sem a goma guar tinha uma viscosidade de 3,6 cp. a 511 1/seg. O pH do fluido foi elevado até 11,2 com 25% em peso de NaOH e 0,15 ppb de tetraborodecaidrato de sódio foi adicionado para reticular a goma guar. O fluido foi então aquecido a 82,2°C (180°F) e a reologia medida em um viscosímetro OFI Modelo 900 a 82,2°C (180°F). A viscosidade em taxas de cisalhamento de 1022, 511, 340, 170, 10, 5 1/seg é de 85, 120, 169, 278, 1,100 e 1,420 cp., respectivamente, indicando que o fluido foi reticulado.
Exemplo Comparativo 3
Um pasta fluida de salmoura foi preparada contendo 40 ppg de guar (comercialmente disponível como GW-3LE de BJ Services Company) em brometo de sódio a 12,5 ppg. O fluido foi misturado durante 30 minutos usando um agitador de sobrecarga. Para o fluido foi então adicionado 56,8 litros (15,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de um potássio contendo uma solução de tampão capaz de ajustar o pH do fluido parra uma faixa de cerca de 11,9, comercialmente disponível como BF-9L de BJ Services Company; 56,8 litros (15,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de um agente de reticulação de borato de retardo (comercialmente disponível como XLW-56 de BJ Services Company); e 3,6 Kg por (8,0 libras) por 3785,4 litros (mil galões) de oxigênio de tiossulfato de sódio depurador. Depois disso, uma amostra de 45 ml do fluido foi colocada em um copo de viscosímetro Fann 50 que tem uma montagem de copo de com fio de prumo (BX5) e rotor (R1). O copo foi então colocado em um viscosímetro Fann 50. A amostra foi cisalhada por uma taxa de varredura a 100 sec'1 por cerca de 1 minuto. A amostra foi depois submetida a taxas de cisalhamento diferentes a temperaturas va14 riadas. As tensões associadas a cada taxa usada na varredura junto com a taxa de varredura foram depois usadas para calcular os índices da lei de potência n e K; n refere-se ao índice de comportamento de fluxo e K referese ao índice de consistência definido no boletim do American Petroleum Ins5 titute RP-39. A viscosidade do fluido foi depois calculada usando os valores de n e K, e listados na tabela I. A viscosidade linear inicial foi de 60 cP a 26,6°C (80°F) medida em um reômetro Chandler 3500 tendo um conjunto de copo com fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 seg’1.
Tabela I
170 1/seg Viscosidade (cP) θ!/ 481 524 | 716 ] co co 975
100 1/seg Viscosidade (cP) 1 867 | r7 I 735 | I 760 | l 633 | 481
40 1/seg Viscosidade (cP) | 1562 | | 1399 | | 1322 | co V co | 358 | | 142
K' lb(f)/100 ft2 34,8637 | 44,5075 | [ 29,2462 | | 2,6705 | | 0,0752 | 0,0022 |
n' (Ib(f)/ft2)(sec) 0,3578 | 0,2617 | 0,3602 | | OZ.88‘0 | I 1,6225 | 2,3299
Temperatura °C (°F) 126,6(260) 141,6(287) I 146,6(296) I I 148,8(300) I I 148,8(300) I 148,8 (300)
Tempo Minutos o o I 20 I I 30 I I 40 I 50
Γ ··16
Exemplo 4
Uma pasta fluida de salmoura foi preparada contendo 40 ppg de guar GW-3LE em 13,1 ppg de brometo de sódio/nitrato de sódio e misturado por 30 minutos usando um agitador de sobrecarga. Depois foi adicionado ao 5 fluido 17,03 (4,5 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-9L, 0,38 litros (0,10 galão) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-10L. 11,35 litros (3,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de XLW-56 e 3,7 litros (1,0 galão) de um agente de reticulação de borato, comercialmente disponível de BJ Services Company como XLW-32 foi também adicionado junto com 3,6 Kg por (8,0 libras) 10 por 3785,4 litros (mil galões) de oxigênio de tiossulfato de sódio depurador e 0,22 Kg por (0,50 libras) por 3785,4 litros (mil galões) de uma britadeira oxidativa de liberação retardada de peróxido, comercialmente disponível como GBW-24 de BJ Services Company. Depois disso, 65 ml de amostra de fluido foram colocados em um copo de viscosímetro Fann 50 que tem uma monta15 gem de copo de fio de prumo (BX5) e rotor (R1) e a viscosidade do fluido calculada como estabelecido no exemplo 3 acima. Os resultados são mostrados na tabela II. A viscosidade inicial foi de 87 cP a 24,4°C (76°F).
Tabela II
170 1/seg Viscosidade (cP) 998 679 | 089 533 | 615 | 664 | | 869 I 731 1047 | I 1124 I I 1025 | | 1248 | | 1236 I I 1264 I I 1321 I | 1357 I 1461 1403 1322 893 186 68 50
100 1/seg Viscosidade (cP) 1179 1036 | 941 819 | I 606 968 | 1014 | 992 1277 | l 1243 | | 1218 | I 1197 I 1107 J | 1046 | 1003 l 934 861 759 681 482 CO CD 82 65
40 1/seg Viscosidade (cP) 2011 2151 | 1649 1719 | 1786 | Π 1853 | | 1934 I 1681 | 1801 Π o CO V | 1642 I I 1113 Γ 916 Ί I 755 | 622 | 490 346 263 217 166 cõ 103
K' lb(f)/100 ft2 35,9570 84,9472 | 32,9626 71,0904 | 56,5441 | 52,8759 | 54,4192 | 29,3440 | 14,9912 I 6,2326 | | 11,3899 | | 1,7382 | 0,8912 | 0,4228 606k‘0 | | 0,0762 0,0183 0,0077 0,0045 CO 'T o o o 0,1133 0,9090 | 1,3640
‘c 0,4179 0,2031 | 0,3878 0,1906 | 0,2631 | 0,2912 | 0,2951 | 0,4245 0,6252 | 0,8099 | | 0,6746 | | 1,0789 | I 1,2071 η | 1,3567 | 1,5201 I | 1,7041 I 1,9962 2,1569 2,2499 2,1610 1,2395 0,6374 | 0,4987
Temperatura °C (°F) 34,4 (94) 170,5(249) I 136,6(278) 148,8(300) I 148,8(300) I o o CO, CO oo’ | 148,8(300) I 148,8 (300) | 148,8(300) | | 148,8(300) | | 148,8(300) | | 148,8(300) | 148,8(300) | 148,8(300) o o CO CO CO | 148,8(300) 148,8 (300) 148,8(300) 148,8(300) 148,8(300) 148,8(300) 148,8 (300) | 148,8(300)
Tempo Minutos o o 20 I 30 | I 40 I I 50 I I 09 I 70 I 08 I I 06 I I ioo | o I 120 | 130 I 140 | 150 160 170 o CO T“ 210 240 270 | 300
Uma comparação da tabela I com a tabela II mostra uma viscosidade mais elevada (cP) para a composição que contém nitrato de sódio do que a composição correspondente que não contém nitrato de sódio e que o fluido retém a viscosidade por mais tempo.
Exemplo 5
Uma pasta fluida de salmoura foi preparada contendo 40 ppg de guar GW-3LE em 13,1 ppg de brometo de sódio/nitrato de sódio e misturado por 30 minutos usando um agitador de sobrecarga. Para o fluido foi depois adicionado 15,0 galões por 3785,4 litros (mil galões) de BF-9L para ajustar o pH do fluido a um pH de 12,2 e 0.75 galões por 3785,4 litros (mil galões) de BF-10L e 7,0 galões por 3785,4 litros (mil galões) de XLW-56 e 1,0 galão de XLW-32. 20,0 libras por 3785,4 litros (mil galões) de oxigênio de tiossulfato de sódio depurador foram também adicionados. Depois disso, uma amostra de 45 ml do fluido foram colocados em um copo de viscosímetro Fann 50 que tem um fio de prumo (BX5) e rotor (R1) e a viscosidade do fluido montado como estabelecido no exemplo 3 acima. Os resultados são mostrados na tabela III. A viscosidade linear inicial foi de 83 cP a 82°F medida em um reômetro Chandler 3500 tendo um conjunto de copo com fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 sec’1.
Tabela III
170 1/seg Viscosidade (cP) | 595 | | 688 | 490 | I 676 | | 682 | L 814 I I 894 I 1102 954
100 1/seg Viscosidade (cP) 907 | co o I 784 | I 921 I 837 | I 827 | I 794 | 792 518
40 1/seg Viscosidade (cP) | 1879 | | 2167 I | 1763 | l 1570 | 05 I 852 | I Z>9 | 447 o co
K' lb(f)/100 ft2 73,6451 | 84,3219 | 96,1381 | 28,0855 | 10,3184 | 2,0029 | 0,5923 | 0,0937 | 0,0054 I
c 0,2052 | 0,2072 | 0,1157 | 0,4178 | 0,6144 | | 0896‘0 1,2236 | 1,6234 | 2,1509 |
Temperatura °C (°F) I 38,3(101) I 128,4(265) I I 132,2(306) I 160(320) | 161,6(323) | 161,6(323) | | 161,6(323) | 161,6 (323) | 161,6(323) |
Tempo Minutos o o I 20 I I 30 | I 40 I I 50 | I 09 I 70 o co
Quando comparados com o exemplo Comparativo 3, o fluido do exemplo 5 demonstrou estabilidade térmica intensificada e viscosidade a temperaturas mais elevadas.
Exemplo 6
O exemplo 5 foi repetido exceto que foi usada uma pasta fluida de salmoura contendo 50 ppg de guar. A viscosidade calculada está definida na tabela IV. A viscosidade linear inicial foi de 100 cP a 25,5 °C (78°F) medida em um reômetro Chandler 3500 que tem uma montagm de copo com fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 sec’1.
Tabela IV
170 1/seg Viscosidade (cP) 1322 | 898 CD 874 | I 699 I 862 | 789 | | 1066 | I 1355 I I 1355 I I 1319 I I 1217 I 1194 1044 816 553 332
100 1/seg Viscosidade (cP) | 1479 I | 1205 | | 1059 | | 1132 | | 994 | | 1122 | | 1015 I | 954 | | 942 | I 834 | I 738 | I 642 I | 565 I L 501 I I 402 I I 293 I 198
40 1/seg Viscosidade (cP) | 1796 | 2167 | 1752 | I 1772 | | 1967 | 1771 | | 1566 | I 787 | I 502 | I 361 | I 271 | I 213 I 156 00 I 98 82
K' lb(f)/100 ft2 8,1877 | 47,9937 | 27,8025 | | 22,4604 I | 64,2639 | | 23,2368 | | 18,7583 | | 0,7569 | | 0,0837 I | 0,0259 | I 0,0100 | | 0,0052 I co o o o' | 0,0018 | 00 o o o | 0,0025 I I 0,0048
c co 00 Γ o 0,3599 | 0,4503 | 0,5112 | 0,2546 | 0,5019 | | 0,5265 | I 1,2101 | | 1,6855 | | 1,9140 | | 2,0940 | | 2,2056 | | 2,4085 | 2,3824 | 2,3343 | | 2,1947 | 1,9681
Temperatura °C (°F) 45(113) 131,1 (268) 162,7(325) | 162,7(325) I I 162,7(325) I I 162,7(325) I I 162,7(325) I I 162,7(325) I I 162,7(325) I | 162,7(325) | | 162,7(325) | | 162,7(325) | | 162,7(325) | | 162,7(325) | | 162,7(325) | I 162,7(325) | | 162,7(325)
Tempo Minutos o o 30 I 40 I I 50 I I 09 I I 72 I I 08 I I 06 I I ioo | o 120 Ί I 130 | I 140 I 150 1θ0 | 170
O exemplo 6 demonstra estabilidade térmica melhorada em níveis aumentados de carga de polímero.
Exemplo 7
O procedimento do exemplo 6 foi repetido usando-se 50 ppg de carga de polímero exceto que foi usado brometo de sódio/nitrato de sódio a
11,0 ppg. O fluido continha 56,7 litros (15,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-9L para ajustar o pH do fluido a um pH de 12,1, 0,37 litros (0,10 galão) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-10L, 26,5 litros (7,0 galões) por
3785,4 litros (mil galões) de XLW-56, 3,78 litros (1,0 galão) de XLW-32 e 10 9,07 Kg (20,0 libras) por 3785,4 litros (mil galões) de tiossulfato de sódio. A viscosidade linear inicial foi de 79 cP a 28,3°C (83°F) medida em um reômetro Chandler 3500 que tem uma montagem de copo com fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 seg'1. Os resultados da viscosidade são motrados na tabela V.
Λ
Tabela V
170 1/seg Viscosidade (cP) 2783 | 735 I 996 \™ Z98 1326 | 1463 | 1548 | | 1914 I 1774 | 1668 | I 1509 I I 1350 I I 1143 I 1005 I 857 I 688 561 433 343 274 222 178 149 126 108 95
CL
Q
05· Φ Φ 256
ω u q ro !556 CD 289 co o 105 166 279 co 057 958 869 rLO 677 592 05 05 V LO CM M 347 290 244 206 175 152 133 co 106
2 co ° O LxJ
o
ω >
Q_
O.
seg ide i ço f- 125 ^t 00 Tf ^t 05 o- CM 04 r- LO CM CM CM CO CO co CD 05 CM 05 CD lo CD 05
\ TO o f> CD Ύ— CO CO o CO 00 CO o r- Tf 00 CD co 05 00 CD LO Tt CO 04
40 1 osic CM CM CM C\J 04 o CM 05 b~ CO LO Tt co co 00 CM CM CM CM T~ r—
ω
ω >
OJ
MD CD Ύ—· LO 1826 σ> CM <~> 04 05 CD Tt N- Tf Tf 00 CD CD CO in CD in o r- CD r- co
o Tf m 00_ 05 co Tf 04 05 05 LO 05 CO 05 LO 05 co o 05 00 04 CD
V* θ L0 Tt 04 05 co co co LO Tf CO CO ”3* Tf CD r- O CO 00 co ΊΓ— CD 04 1— 0-
LO f**· r- 00 04 o O o O O o o o O o ▼“ T“ CM CO CO ID LO
o 04* h~· co C0 CO 64 00* o o* O o* O* o O* O* o* o* o* O* o* d o o* O* o* O o* o* o*
CXJ ^t O.I o 04 m CD Γ- CD 00 r- co o LO CD CD io o LO co 00
O 04 Tf (75 ττ 04 CO co CM 00 CD T— LO ^t 00 N~ co 00 00 t— CD O LO C_5 co
CD m CO Tf Tf IC5 05 CO LO LO co r- Tf 05 O CM T~ CM 05 05 Γ- O Tf 05
Ύ“ CM 04 in 04 04 lO N- co 00 00 00 r- r~- CD CD LO Tf co CM O 05 05 CX5 Γ--
O o O o O O O O
05
Tt co γ— o O O o o C5 05 05 05 o o O O o o o O o O O O O O
Tt 05 05 r> o o C5 05 π O 05 05 co CO O co o o O o O o O O O
05 U_ o CM CM CM co co co co CO CO co CO CO C0 CO CO CO co co 05 05 05 co co 05 05 CO
u. o «* *»—·* 'w*
φ co r- LO 05 σ> 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05
00* co in CO co co 00 co 00 co 00 co 00 00 00 00* 00 co 00 OO OO CO 00 00 00 00 00
Φ co Tf Tf Tt M* ’Φ Tt ττ M- Tf Tf •^d* ^t Tf Μ- Tf •^t Tf Tf ^t •^t
1- V“ ΊΓ“ v—
po tos o o o o o 05 07 o O> o o o o 05 o o 05
em inu o O τ— CM o co Tt o LO O CD o co o o CM co IO CD co 05 20 04 CM 04 CO 04 24 25 CO CM
H
Continuação da Tabela V
Tempo Temperatura , K' 401/seg 1001/seg 170 1/seg
Minutos °C (°F) n lb(f)/100ft2 Viscosidade (cP) Viscosidade (cP) Viscosidade (cP
CO co σ>
o CM
CD CD co r-
o O o
o o o
CO CO CO
σ> σ>
CD 00* co
V
7“ T-
o o
r- co
CM CM
o Oi CM ζ
A tabela V ilustra a estabilidade térmica intensificada na salmoura de peso mais leve.
Exemplo 8
Uma pasta fluida de salmoura foi preparada contendo 50 ppg de guar GW-3LE em 11,0 ppg de nitrato de salmoura de sódio e misturada por minutos usando-se um agitador de sobrecarga. Ao fluido foram depois adicionados 56,7 litros (15,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-9L para ajustar o pH do fluido a um pH de 12,2 e 26,5 litros (7,0 galões) por
3785,4 litros (mil galões) de XLW-56, e 3,78 litros (1,0 galão) de XLW-32.
9,07 Kg (20,0 libras) por 3785,4 litros (mil galões) de oxigênio de tiossulfato de sódio depurador foram também adicionadas. A viscosidade do fluido foi determinada de acordo com o procedimento estabelecido no exemplo 3 acima. Os resultados são mostrados na tabela VI. A viscosidade linear inicial foi de 84 cP a 25,5°C (78°F), medida em um reômetro Chandler 3500 que tem uma montagem de copo com fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 sec’1.
J3
Tabela VI
170 1/seg Viscosidade (cP) 3599 | 567 1 649 652 | 589 | I 699 687 | 737 b~ co | 668 CM O I 1023 I 1068 | 1055 o I 1048 1089 1143 1060 1077 1126 1213 636 579 473 412 313
100 1/seg Viscosidade (cP) 3178 | 827 | 945 931 I I 068 922 I I 931 | 963 I 979 | 1055 | CO O | 1072 | | 1069 I | 1028 I | 1056 I | 968 | I 972 I 958 o rco 824 I 790 I I 750 I 391 355 303 270 213
40 1/seg Viscosidade (cP) 2563 I 1585 | 1804 Γ 1723 | Γ 1815 | 1605 | Γ 1572 | 1528 1427 | 1390 | σ> rCM Γ 1162 | | 1072 | 982 | | 896 Γ 845 | I 799 | 707 618 519 | 428 I I 327 168 153 | 140 130 o T—
K' lb(f)/100 Ít2 2,2536 | 45,5669 | 50,9491 42,8444 | 66,9049 | 31,1814 | | 27,0695 | 20,4952 13,5870 | 8,8342 | lÕ co | 3,3567 | | 2,2591 | | 1,7077 I | 1,4244 | | 1,0174 I | 0,7570 I 0,4330 0,3271 0,1680 | 0,0759 I | 0,0241 I 0,0119 0,0107 | 0,0131 | 0,0143 | 0,0157
c | 9tCE‘ I- 0,2893 I 0,2940 0,3285 | 0,2218 | 0,3954 | I 0,4281 | 0,4959 0,5888 | 0,6984 | co co co 00 o' | 0,9121 | | 0,9975 | 1,0497 ] Γ 1,0949 | Γ 1,1492 | I 1,2143 I 1,3324 1,3723 1,5052 | 1,6686 | | 1,9064 1,9181 1,9204 | 1,8419 | 1,7978 | 1,7262
Temperatura °C (°F) o cq co co uo co CM σ> CM CD O CO CM CM* LO o CM CO O CD o CM CO O CD 160 (320) I o CM CO O CD 160 (320) 160(320) I o CM CO, O CD o CM co o CD | 160 (320) | 160(320) | | 160(320) I 160(320) | | 160(320) | | 160(320) | 160 (320) 160 (320) 160 (320) | 160(320) | | 160(320) | 162,7 (325) 162,7 (325) | 162,7(325) I 162,7(325) | 162,7(325)
Tempo Minutos o o 20 30 40 I 50 I 09 70 08 Π 06 O O o I 120 | I 130 | 140 I 150 | I 160 I 170 180 190 | 200 I I 210 | 220 230 | 240 | 250 | 260 |
Continuação da Tabela VI
170 1/seg Viscosidade (cP) 203 | 130 | co co 57 |
100 1/seg Viscosidade (cP) I 155 | θζ I 64 |
40 1/seg Viscosidade (cP) I 86 I 68 I 98 co í~
K' lb(f)/100 ft2 0,0314 | 0,0717 | 0,1702 | 0,3495 |
I 1,5069 | 1,2597 | I 1,0146 | 0,7915
Temperatura °C (°F) 162,7(325) I 162,7(325) I 162,7(325) I 162,7 (325)
Tempo Minutos I 270 I I 280 I I 290 I 300
A tabela VI demonstra que uma excelente viscosidade e a estabilidade térmica é obtida através do uso de uma salmoura que contém somente nitrato de sódio.
Exemplo 9
Uma pasta fluida de salmoura foi preparada contendo 25 ppg de guar GW-3LE em 13,1 ppg de salmoura brometo de sódio/ nitrato de sódio e misturado por 30 minutos usando-se um agitador de sobrecarga. Para o fluido foram depois adicionados, 15,1 litros (4,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-9L para ajustar o pH do fluido a um pH de 11,4 e 0,37 litros (0,10 galão) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-10L. 4,73 litros (1,250 galão) por 3785,4 litros (mil galões) de XLW-30, minério de borato pastoso em óleo de hidrocarboneto, um produto de BJ Services Company. Depois disso, 45 ml amostra do fluido foram colocados em um copo de viscosímetro Fann 50 que tem uma montagem de copo com fio de prumo (BX5) e rotor (R1), a vis. 15 cosidade do fluido foi calculada como estabelecido no exemplo 3 acima. Os resultados são mostrados na tabela VII. A viscosidade linear inicial foi de 40 cP a 22,7°C (73°F) medida em um reômetro Chandler 3500 que tem uma montagem de copo com fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 seg'1.
Tabela VII
170 1/seg Viscosidade (cP) 58 | 134 | 248 | 293 | 317 | I 331 | I 337 | I 334 | I 331 | I 339 I | 330 I L 341 I I 338 I I 339 | 344 344 I 342 | 341 339 337 334 335
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Φ CM o CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM
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empo inutos O o 20 30 I 40 50 I 60 I 70 I O 00 | 06 ioo | O 120 | 130 | 140 | 150 | 160 | 170 180 190 200 O CM
i- Ξ
A tabela VII ilustra que o uso de nitratos de salmoura em temperaturas mais baixas permite a aplicação de cargas de polímeros mais baixas para alcançar viscosidade e estabilidade térmica aceitável.
Exemplo 10
Uma pasta fluida de salmoura foi preparada contendo 20 ppg de guar GW-3LE em 13,1 ppg de salmoura de brometo de sódio/nitrato de sódio e misturada por 30 minutos usando-se um agitador de sobrecarga. Para o fluido foi deois adicionado, 18,9 litros (5,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-9L para ajustar o pH do fluido a um pH de 11,4 e 0,37 litros (0,10 10 galão) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-10L e 11,35 litros (3,0 galões) por
3785,4 litros (mil galões) de XLW-56 e 0,37 litros (1,0 galão). 0,22 Kg (0,50 libras) por 3785,4 litros (mil galões) de GBW-24 foram também adicionados. Depois disso, a viscosidade do fluido foi determinada como definido no exemplo 3 acima. Os resultados são exibidos na tabela VIII. A viscosidade 15 linear inicial era de 37 cP a 22,7°C (73°F) medida em um reômetro Chandler 3500 que tem uma montagem copo com fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 sec'1.
Tabela VIII
170 1/seg Viscosidade (cP) 08 86 CO CD Ί— 324 | 361 | I 375 | 387 | 385 I 378 | | 392 | CM 00 CO 406 I 392 I 391 390 390 393 386 387 401 00 00 CO 415
CL
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Φ Φ co ό ra 95 CO 00 Tf CO CO CO Tf CD CO CM CD CO b CD CM CD b CM
LO CO o v— y— CM CO LO CD CD CD CD CD LO Tf LO LO LO CD
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CL
O
ω -2 ω x
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CM
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CM 05 O o O o o o O O o O o o O O O O O O O
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âo O o 20 30 40 50 o CD 70 o 00 | 06 O O 110 120 ] 130 | 140 | 150 160 170 180 190 200 O CM
H Ξ
A tabela VIII ainda ilustra que o uso de salmoura de brometo de sódio/ nitrato de sódio em temperaturas mais baixas permite a aplicação de uma carga de mais baixa de polímeros para se atingir viscosidade e estabilidade térmica aceitáveis.
Exemplo Comparativo 11
Uma pasta fluida de salmoura foi preparada contendo 20 ppg de guar GW-3LE em 12,5 ppg de brometo de sódio e misturada por 30 minutos usando um agitador de sobrecarga. Para o fluido foram depois adicionados 18,9 litros (5,0 galões) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-9L para ajustar o 10 pH do fluido a um pH de 11,6 e 0,37 litros (0,10 galão) por 3785,4 litros (mil galões) de BF-10L e 3,0 galões por 3785,4 litros (mil galões) de XLW-56 e 1,0 galão. 0,22 Kg (0,50 libras) por 3785,4 litros (mil galões) de GBW-24 foram também adicionados. Depois disso, a viscosidade do fluido foi determinada como estabelecido no exemplo 3 acima. Os resultados são exibidos na 15 tabela IX. A viscosidade linear inicial foi de 27 cP a 22,2°C (72°F) medida em um reômetro Chandler 3500 que tem uma montagem copo de fio de prumo (B1) e rotor (R1) a uma taxa de varredura de 511 seg'1.
Tabela IX
170 1/seg Viscosidade (cP) 09 lÕ 174 169 |
100 1/seg Viscosidade (cP) 94 I 251 | 196 | 89
40 1/seg Viscosidade (cP) 204 602 | 243 30 |
K' lb(f)/100 ft2 9,4717 42,7043 | 1,1901 | 0,0007 I
c 0,1587 0,0442 | 0,7686 2,2012 |
Temperatura °C (°F) 33,3 (92) 85(185) I 96,6 (206) 107,2 (225)
Tempo Minutos o o 20 30
Os dados das tabelas VIII e IX estão graficamente reapresentados nas figuras 1 e 2, respectivamente. As figuras mostram a diferença entre a salmoura de brometo de sódio versus uma nitrato de salmoura de sódio/ brometo de sódio. As figuras mostram que a viscosidade é mantida por um 5 período de tempo maior em temperaturas elevadas, quando a nitrato de salmoura de sódio/ brometo de sódio é usada comparada à salmoura de brometo de sódio.
Em vista da viscosidade e estabilidade térmica melhoradas ao longo do tempo, como demonstrado pelos dados acima, tais materiais forne10 cem um recurso excelente melhoria intensificação de materiais de circulação perdidos.
Do que antecedeu, observa-se que numerosas variações e modificações podem ser efetuadas sem se afastar do verdadeiro espírito e escopo dos novos conceitos da invenção.

Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para o tratamento de uma formação subterrânea portadora de hidrocarboneto que compreende o bombeamento em um poço penetrando a formação de uma composição de tratamento de poço que compreende um polímero reticulável e um agente de reticulação, sendo o método caracterizado pelo fato de que ainda inclui na composição de tratamento de poço uma salmoura de nitrato de álcali e em que a viscosidade e estabilidade térmica exibidas pela composição de tratamento de poço, nas temperaturas de fundo de poço, é maior ou igual à viscosidade e estabilidade térmica exibidas por uma composição de tratamento de poço similar baseada em salmoura a qual não contém um sal de nitrato de álcali, em que a densidade da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 9,0 ppg, preferivelmente, entre 9,0 a 14,0 ppg, e o pH da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 8,0.
  2. 2. Método para reduzir a perda de fluidos em passagens de fluxo de uma formação subterrânea durante operações de perfuração do poço, conclusão, ou recondicionamento que compreende a introdução nas passagens de fluxo de uma composição de tratamento de poço que compreende uma salmoura contendo um polímero reticulável e um agente de reticulação e depois viscosificando a composição de tratamento de poço, dessa maneira reduzindo a perda de fluidos nas passagens de fluxo mediante retomada das operações de perfuração do poço, conclusão ou recondicionamento, sendo o referido método caracterizado pelo fato de que inclui ainda na composição de tratamento de poço uma salmoura de nitrato de álcali, em que a densidade da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 9,0 ppg, preferivelmente, entre 9,0 a 14,0 ppg, e o pH da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 8,0.
  3. 3. Método de tratamento de um poço em comunicação com uma formação subterrânea penetrada por um furo do poço, caracterizado pelo fato de que compreende:
    (a) introduzir uma composição de tratamento de poço bombeável em um poço;
    Petição 870190023139, de 11/03/2019, pág. 5/11 (b) aumentar a viscosidade da composição de tratamento de poço;e (c) formar uma barreira de fluido impermeável dentro da formação ou dentro do furo do poço a partir da composição resultante da etapa (b) e desse modo reduzindo a permeabilidade da formação, mitigando a perda de fluido dentro da formação e/ou reduzindo a comunicação de fluido dentro do furo do poço, sendo o referido método caracterizado pelo fato de que a composição de tratamento de poço bombeável é uma salmoura de nitrato de sódio; um polímero reticulável selecionado do grupo que consiste em guar, guar de hidroxipropila, goma de xantana, carboximetilidroxietil celulose e hidroxietil celulose; e um agente de reticulação, em que a densidade da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 9,0 ppg, preferivelmente, entre 9,0 a 14,0 ppg, e o pH da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 8,0.
  4. 4. Composição de tratamento de poço compreendendo uma salmoura, polímero reticulável e um agente de reticulação, caracterizada pelo fato de que:
    (a) a salmoura é salmoura de nitrato de sódio;
    (b) o polímero reticulável é selecionado do grupo que consiste em guar, guar de hidroxipropila, goma de xantana, carboximetilidroxietil celulose e hidroxietil celulose, em que a densidade da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 9,0 ppg, preferivelmente, entre 9,0 a 14,0 ppg, e o pH da composição de tratamento de poço é superior ou igual a 8,0.
  5. 5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a salmoura de nitrato ainda compreende um haleto de álcali, tal como brometo de sódio.
  6. 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3 ou 5, caracterizado pelo fato de que a temperatura de fundo do poço está em excesso de 65,5°C (150°F), preferivelmente em excesso de 148,8°C (300°F).
  7. 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 5 e 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das seguintes condições
    Petição 870190023139, de 11/03/2019, pág. 6/11 prevalecem:
    (a) o polímero reticulável é selecionado do grupo que consiste em guar, guar de hidroxipropila, goma de xantana, carboximetilidroxietil celulose e hidroxietil celulose;
    (b) a densidade da salmoura de nitrato está entre de 9,0 a 13,1 ppg a 21,1°C (70°F);
    (c) a composição de tratamento de poço ainda compreende um disjuntor de retardo interno e/ou agente de reticulação de retardo; ou (d) o pH da composição de tratamento de poço é maior ou igual a 9,0.
  8. 8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 ou 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a composição de tratamento de poço é bombeada em uma fratura propagada ou na formação subterrânea a uma pressão suficiente para fraturar a formação, e em que a composição de tratamento de poço contém opcionalmente um agente de escoramento.
  9. 9. Lama viscosa de perda de fluido, caracterizada pelo fato de que compreende a composição baseada em salmoura espessada como definida em qualquer uma das reivindicações 4, 5 ou 7.
  10. 10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a composição de tratamento de poço reduz a perda dos fluidos de perfuração, fluidos de conclusão ou fluidos de recondicionamento nas passagens de fluxo de formação.
  11. 11. Composição de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das seguintes condições prevalecem:
    (a) o polímero reticulável é selecionado do grupo que consiste em guar, guar de hidroxipropila, goma de xantana, carboximetilidroxietil celulose e hidroxietil celulose;
    (b) a densidade do nitrato de salmoura está entre de 9,0 a 13,1 ppg a 21,1°C (70°F);
    (c) a composição para tratamento de poço ainda compreende um disjuntor de retardo interno e/ou agente de reticulação de retardo; ou (d) o pH da composição para tratamento de poço é maior ou igual a 9,0.
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