BRPI0919116B1

BRPI0919116B1 - Método para formar uma microemulsão

Info

Publication number: BRPI0919116B1
Application number: BRPI0919116-0A
Authority: BR
Inventors: Ryan van Zanten; Douglas J. Harrison
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc.
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2019-04-24
Also published as: US7960314B2; EA201170489A1; WO2010034965A1; US20110021388A1; AU2009295684A1; EP2350225A1; EA021582B1; CA2737870C; MY160397A; ECSP11010940A; US7833943B2; EG27167A; BRPI0919116A2; MX2011003227A; US20100081587A1; CA2737870A1; AU2009295684B2

Abstract

método para formar uma microemulsão um método que compreende contatar um tensoativo zwiteriônico, co-tensoativo, e água para formar uma microemulsificante, e contatar o microemulsificante com um fluido oleaginoso em condições de baixo cisalhamento para formar uma microemulsão. um método que compreende introduzir um primeiro fluido de serviço de furo de poço que compreende pelo menos um fluido oleaginoso em um poço, onde o primeiro fluido de serviço de furo de poço forma sólidos umectados com óleo e/ou superfícies umectadas com óleo no poço, e contatar os sólidos umectados com óleo e/ou superfícies umectados com óleo no poço com um segundo fluido de serviço de furo de poço que compreende um tensoativo zwiteriônico, um cotensoativo, e uma salmoura para formar uma microemulsão.

Description

“MÉTODO PARA FORMAR UMA MICROEMULSÃO” FUNDAMENTOS [001] A presente divulgação se refere em geral a fluidos de serviço de furo de poço. Mais particularmente, esta divulgação se refere a microemulsificantes e métodos de fabricação e uso dos mesmos.

[002] Os recursos naturais como gás, petróleo, água residente em uma formação subterrânea ou zona são geralmente recuperados pela perfuração de um furo de poço até a formação subterrânea ao circular um fluido de perfuração no furo de poço. Após o término da circulação do fluido de perfuração, uma série de tubos, por exemplo, tubulação interna, é operada no furo de poço. O fluido de perfuração é, normalmente, circulado para baixo pelo interior do tubo e para cima, através da coroa circular, que está localizado entre a parte externa do tubulação interna e as paredes do poço. [003] Durante a perfuração e como fluido de perfuração é circulado para cima através da coroa circular, uma fina camada de resíduo é depositada sobre a coroa circular entre o exterior da coluna de perfuração e/ou a tubulação interna e as paredes do furo de poço. A fina camada de resíduo é referida como uma torta de filtro e auxilia no controle de fluidos de perfuração de vazamento na formação subterrânea. Após a perfuração e tubulação interna do furo de poço, o poço tem de ser esvaziado de lama de perfuração antes de ser concluído. Além disso, antes da produção, o tubulação interna pode ser limpo (por exemplo, a remoção de contaminantes dos fluidos oleaginosos) e/ou a torta de filtro removida. Limpeza da tubulação interna pode melhorar a aderência da tubulação interna à composição de cimento usado para selar a coroa circular e remoção da torta de filtro pode ser vantajosa como a sua presença iria restringir a entrada de hidrocarbonetos no furo de poço. O fluido de completação usado para deslocar a lama de perfuração é tipicamente uma salmoura composta por água e um sal adequado (por exemplo, cloreto de sódio, brometo de zinco, cloreto de cálcio) e pode conter componentes

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 10/32 / 20 adicionais que facilitam a limpeza do tubulação interna e/ou a remoção da torta de filtro. Tais componentes adicionais deverão promover a limpeza eficiente do tubulação interna e/ou remoção da torta de filtro, enquanto em contato com a solução de alta salinidade (salmoura, por exemplo). Por exemplo, o fluido de completação pode conter um ou mais tensoativos, tais como tensoativos catiônicos, aniônicos e não iônicos. Um tensoativo nãoiônico pode ser considerado para uso em soluções de alta salinidade (por exemplo, salmoura), devido à sua maior tolerância à alta salinidade e indiferença para com íons multivalentes. No entanto, as desvantagens do uso de tensoativos não-iônicos em um fluido de completação incluem a presença de um limite superior de temperatura para a estabilidade de microemulsões que compreendem os tensoativos não-iônicos. Sem querer ser limitado pela teoria, essa instabilidade térmica pode ser atribuída à desidratação dos grupos etoxilados de tensoativo não-iônico quando a temperatura é aumentada. Este fenômeno é referido como o ponto de névoa e é onde o tensoativo não-iônico tem uma redução drástica na sua solubilidade fazendo com que fase seja separada. Além disso, um tensoativo não-iônico específico pode ter de ser escolhido para a remoção de um fluido oleaginoso específico e, como tal, pode exibir uma versatilidade reduzida quando comparada a outros tipos de tensoativos.

[004] Um tensoativo aniônico ou catiônico enquanto exibindo uma maior estabilidade e versatilidade quando comparado com um tensoativo não-iônico pode também ter problemas associados ao seu uso. Por exemplo, tensoativos aniônicos podem exobir eficácia reduzida nas salmouras compostas de íons polivalentes (por exemplo, Ca²⁺ e Zn²⁺), enquanto tensioativos catiônicos que são compatíveis com a maioria salmouras de completação tipimente têm problemas de toxicidade associados à sua utilização. Assim, seria desejável desenvolver composições e métodos para a limpeza de uma tubulação interna e/ou remoção de uma torta de filtro de uma formação subterrânea que são

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 11/32 / 20 compatíveis com salmoura.

SUMÁRIO [005] Divulgado aqui é um método que compreende contatar um tensoativo zwiteriônico, co-tensoativo, água para formar um microemulsificante, e contatar o microemulsificante com um fluido oleaginoso em condições de baixo cisalhamento para formar uma microemulsão.

[006] Também divulgado aqui é um método que compreende introduzir um primeiro fluido de manutenção de poço que compreende pelo menos um fluido oleaginoso em um furo de poço, onde o primeiro fluido de serviço de forma sólidos de umectáveis de óleo e/ou superfícies umectadas com óleo no furo de poço, e contatar os sólidos umectados com óleo e/ou superfícies umectadas com óleo no furo de poço com um fluido de serviço de furo de poço que compreende um tensoativo zwiteriônico, um co-tensoativo, e uma salmoura para formar uma microemulsão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [007] Para uma compreensão mais completa da presente divulgação e as vantagens da mesma, referência é agora feita à seguinte breve descrição, tomada em conexão com os desenhos que acompanham e uma descrição detalhada:

[008] Figura 1 é um gráfico do volume de óleo solubilizado em função do tipo de óleo base para as amostras do Exemplo 1.

[009] Figura 2 é um gráfico de percentual de óleo limpo em função do fluido de limpeza para as amostras do Exemplo 3.

[0010] Figura 3 é um gráfico de percentual de óleo limpo em função do fluido de limpeza para as amostras do Exemplo 4.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0011] Deve ser entendido desde o início que, apesar de uma implementação ilustrativa de uma ou mais modalidades serem apresentados a seguir, os

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 12/32 / 20 sistemas divulgados e/ou métodos podem ser implementados usando qualquer número de técnicas, quer atualmente conhecidas ou em vigor. A divulgação não deve, de forma alguma, ser limitada à implementação ilustrativa, desenhos e técnicas ilustradas abaixo, incluindo os projetos e implementações de exemplares ilustrados e descritos aqui, mas podem ser modificados no escopo das reivindicações anexadas junto com todo o seu escopo de equivalentes.

[0012] Divulgada aqui são composições que compreendem um tensoativo e um co-tensoativo. Em uma modalidade, o tensoativo é zwiteriônico e a composição que compreende o tensoativo zwiteriônico e co-tensoativo é considerado um conjunto de tensoativo (SP). O SP pode agir como um microemulsificante que, quando contactado com um ou mais óleos formam uma emulsão de óleo em água. Também aqui são divulgados fluidos de serviço de campos petrolíferos (OSF) compreendendo o SP e uma salmoura. Em uma modalidade, os OSFs são colocados em poços e contactados com um fluido oleaginoso (ou seja, um fluido contendo óleo) para formar uma microemulsão. O fluido oleaginoso pode ser resíduo à base de óleo em um ou mais componentes de um furo de poço, sólidos umectantes com óleo tais como aqueles encontrados em uma torta de filtro à base de óleo e afins. Em algumas modalidades, o OSF pode ser utilizado para remover resíduos à base de óleo de uma tubulação interna, tal como em uma completação de tubulação interna e também pode ser referido como um fluido de limpeza. Em outras modalidades, o OSF pode ser utilizado para a remoção de componentes umectante de óleo de uma torta de filtro, tal como em uma completação de orifício aberto. Os componentes dos OSFs, bem como métodos de fazer e usar os mesmos serão descritos em mais detalhes posteriormente neste documento. [0013] Em uma modalidade, o SP compreende um tensoativo zwiteriônico. Tensoativos em geral são agentes umectantes que diminuem a tensão superficial de um líquido em que estão dissolvidos, permitindo uma fácil

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 13/32 / 20 disseminação e diminuindo a tensão interfacial entre dois líquidos. Tensoativos zwiteriônicos são tensoativos eletricamente neutros que carregam tanto uma carga formal positiva e formal negativa em diferentes átomos na mesma molécula. Tais tensoativos são caracterizados por uma alta solubilidade em água, baixa solubilidade em solventes orgânicos, e maior estabilidade em altas temperaturas quando comparado a outros tipos de tensoativos (por exemplo, tensoativos não iônicos).

[0014] Para os efeitos desta divulgação um tensoativo zwiteriônico será usado em conjunto com um co-tensoativo para formar uma microemulsão. Tensoativos zwiteriônicos podem prover o comportamento mais universal de todos os tipos de salmoura e são essencialmente não-tóxicos. Exemplos de tensoativos zwiteriônicos adequados para uso nesta divulgação incluem sem limitação óxidos de alquil amina, alquil betaínas, alquil amidopropil betaína, alquil sulfobetaínas, alquil sultaínas, dihidroxil alquil glicinato, amfo acetato de alquila, fospolipídios, ácidos alquil aminopropiônico, ácidos alquil imino monopropiônico, ácidos alquil imino dipropiônico, ou combinações dos mesmos.

[0015] Em uma modalidade, o tensoativo zwiteriônico compreende um / óxido de amina. Óxidos de amina, também denominado de N-óxidos de amina ou N-óxidos, são compostos químicos que compõem o grupo funcional R3N+-O, onde R pode ser uma porção alquila tendo de 1 a 20 átomos de carbono. O termo óxido de amina aqui é utilizado por incluir óxidos de aminas terciárias incluindo o os compostos aromáticos incluindo nitrogênio, análogos de aminas primárias ou secundárias, derivados dos mesmos, ou combinações dos mesmos. Exemplos de óxidos de amina adequados para uso nesta divulgação incluem, sem limitação, óxido de decilamina, óxido de dodecilamina, óxido de tetradecilamina, ou combinações dos mesmos.

[0016] Em uma modalidade, o tensoativo zwiteriônico compreende uma betaína. Betaínas são compostos químicos neutros que compreendem um

Petição 870180164155, de 17/12/2018, pág. 5/6 / 20 grupo funcional catiônico positivamente carregado e nenhum átomo de hidrogênio e um grupo funcional negativamente carregado que não pode ser adjacente ao sítio catiônico. Por exemplo, uma betaína pode compreender um íon ônio (por exemplo, amônio, fosfônio) e um grupo carboxilato. Exemplos de betaínas adequadas para uso nesta divulgação incluem, sem limitação, laurilamidopropil betaína, decil betaína, dodecil betaína, ou combinações das mesmas.

[0017] Em uma modalidade, o tensoativo zwiteriônico compreende um fosfolipídio. Fosfolipídios são similares em estrutura aos triglicerídeos com a ressalva de que a primeira hidroxila da molécula de glicerina é um grupo polar contendo fosfato no lugar do ácido graxo. A cadeia de hidrocarboneto do fosfolipídio é hidrofóbica, enquanto as cargas nos grupos fosfato fazem aquela parte da molécula hidrofílica resultando em uma molécula anfifílica. Exemplos de fosfolipídios adequados para o uso desta divulgação incluem, sem limitação, lecitina, fosfatidilcolina e derivados dos mesmos, ou combinações dos mesmos.

[0018] Em uma modalidade, o tensoativo zwiteriônico pode estar presente no SP em uma quantidade de cerca de 10 % em peso a cerca de 90 % em peso com base na porcentagem de peso total do SP, alternativamente de cerca de 20 % em peso a cerca de 80 % em peso, alternativamente de cerca de 30 % em peso a cerca de 70 % em peso.

[0019] Em uma modalidade, o SP compreende um co-tensoativo. Geralmente, co-tensoativos são materiais hidrofóbicos que agem sinergicamente com o tensoativo para reduzir a tensão interfacial entre dois líquidos. Em uma modalidade, o co- tensoativo compreende qualquer material hidrofóbico compatível com os outros componentes do SP que não se autoagrupam ou se auto-agregam. Exemplos de co-tensoativos adequados para uso na divulgação desta incluem, sem limitação, alcoóis alquílicos (por exemplo, metanol, etanol, propanol, butanol, etc), acetato de alquila, alquil pirrolidona

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 15/32 / 20 (por exemplo, n-octil-2-pirrolidona, n-metil-pirrolidona, etc), alquil cetona, acrilamida, ou combinações das mesmas. Em uma modalidade, o cotensoativo compreende butanol. Em outra modalidade, o co-tensoativo inclui n-octil-2-pirolidona.

[0020] Em uma modalidade, o co-tensoativo pode estar presente no SP em uma quantidade de cerca de 10 % em peso a cerca de 90 % em peso com base na porcentagem do peso total do SP, alternativamente, de cerca de 20 % em peso a cerca de 80 % em peso, alternativamente, de cerca de 30 % em peso a cerca de 70 % em peso.

[0021] Em uma modalidade, o SP pode ser contatado com água para formar uma microemulsificante. Em uma modalidade alternativa, o SP é contactado com uma salmoura para formar um OSF. Salmouras são fluidos aquosos que são tipicamente saturados ou quase saturados com sal. Em uma modalidade, o OSF compreende uma salmoura que compreende um sal numa concentração inferior a saturação de tal forma que a salmoura contém alguma quantidade de água livre. Em uma modalidade, os OSFs do tipo descrito aqui podem incluir qualquer solução de salmoura compatível com os outros componentes do OSF e a função prevista para o OSF.

[0022] Exemplos de salmouras adequadas para uso na divulgação desta incluem, sem limitação, soluções aquosas saturadas ou parcialmente saturadas que compreendem sais contendo haleto, sais de metais alcalinos, sais de metal alcalino, compostos contendo formiato, brometo de sódio (NaBr), cloreto de cálcio (CaCl2), brometo de cálcio (CaBr2), cloreto de sódio (NaCl), brometo de zinco (ZnBr2), formiato de etila, formiato de sódio, formiato de césio, formiato de potássio, formato de metila, cloro formiato de metila, ortoformiato de trietila, ortoformiato de trimetila e derivados dos mesmos, ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o SP é contactado com uma salmoura preparada a partir de uma mistura de dois ou mais sais. Em tais modalidades, a mistura de salmoura pode ser formada contactando com o

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 16/32 / 20 componente de salmouras em qualquer proporção compatível com sua utilização.

[0023] A escolha da salmoura pode ser ditada por uma variedade de fatores tais como a condição de formação e a densidade desejada da solução resultante. Em uma modalidade, a salmoura compreende uma solução aquosa saturada ou parcialmente saturada contendo NaBr, alternativamente CaCl2, alternativamente uma mistura de CaCh/CaBí':. Em uma modalidade, a salmoura pode ter uma densidade de cerca de 8,5 ppg para cerca de 15,1 ppg, alternativamente, de cerca de 8,5 ppg a cerca de 12,5 ppg, alternativamente, de cerca de 10,5 ppg a cerca de 11,6 ppg.

[0024] Em uma modalidade, um método de preparação de um OSF compreende preparar um SP contatando um tensoativo zwiteriônico e um cotensoativo do tipo previamente descrito aqui. Em uma modalidade, o SP pode ter uma razão molar de um tensoativo zwiteriônico: co-tensoativo de cerca de 1:10 a cerca de 10:1, alternativamente de cerca de 1:5 a cerca de 5:1, alternativamente, de cerca de 1:0,1 a cerca de 0,1:1.

[0025] Em uma modalidade, a razão tensoativo:co-tensoativo é escolhida de forma a evitar a separação de fase e fornecer um microemulsiftcante de fase única quando contactado com a salmoura. Além disso, a razão molar tensoativo:co-tensoativo pode ser escolhida de forma a evitar a precipitação de um ou ambos os componentes do SP quando contactado com a salmoura. O contato do tensoativo zwiteriônico e co-tensoativo pode ser realizado usando qualquer técnica adequada (por exemplo, mistura blenda, etc.) e sob quaisquer condições adequadas.

[0026] Em uma modalidade, o SP compreende laurilamidopropil betaína e butanol na razão molar de 1:4,8. Alternativamente, o SP compreende óxido de dodecilamina e butanol na razão molar de 1:2. Alternativamente, o SP compreende óxido de decilamina e n-octil-2-pirrolidona na razão molar de

1:2. Alternativamente, o SP compreende óxido de decilamina e butanol na

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 17/32 / 20 razão molar de 1:2.

[0027] O método pode ainda compreender contatar o SP com um fluido que compreende uma certa quantidade de água livre. Em uma modalidade, o fluido é uma solução aquosa, alternativamente, uma salmoura parcialmente saturada. O fluido e o SP podem ser contatados de qualquer forma conhecida por um especialista na técnica com os benefícios dessa divulgação.

[0028] Em uma modalidade, o SP ou o OSF é capaz de formar uma emulsão de óleo em água (microemulsão) em contato com um fluido oleaginoso. Microemulsões são misturas termodinamicamente estáveis de óleo, água (por exemplo, salmoura), e tensoativo (por exemplo, tensoativo zwiteriônico e cotensoativo). Em contraste com as emulsões convencionais, microemulsões desta divulgação se formam espontaneamente ou quase espontaneamente ao contato dos componentes em condições de baixo cisalhamento, que estão em contraste com as condições geralmente usadas na formação de emulsões convencionais.

[0029] Para uma emulsão que se forma espontaneamente ou quase espontaneamente ao contato dos componentes, tem que haver uma redução da energia livre do sistema. Esta redução na energia livre é provocada por um aumento da entropia conformacional, uma redução da tensão superficial e uma diminuição na energia de curvatura. A mudança de energia livre de um sistema é representada pela seguinte equação 1 ou 2:

AG = AH - T AS Equação 1

AF = A A · yoa - TAS Equação 2 onde G é a energia livre de Gibbs, T é a temperatura, S é a entropia, A é área interfacial, e γ é a tensão interfacial na interface óleo-água. A entropia é aumentada pela criação de várias pequenas gotículas, no entanto, a criação dessas gotículas também provoca um grande aumento na área interfacial óleo/água. A quantidade de área de superfície criada é enorme e gerando uma grande perda energética entre o contato óleo/água. Esta perda de energia deve

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 18/32 / 20 ser reduzida pela adição de tensoativos que reduzem a tensão interfacial, reduzindo assim a quantidade de energia para formar uma interface. Geralmente emulsificação é um processo não-espontâneo de tal forma que ΔΑ • yoa » TAS. No entanto, a quantidade de energia termodinâmica necessária para criar a nova interface (AA · yoa) é pequena quando comparada com a quantidade de energia que é necessária para formar uma emulsão convencional. A energia adicional requerida é devido à curvatura interfacial. A energia necessária para alterar a curvatura interfacial pode ser representada pela seguinte equação 3:

F = JdA· ^(κ/2)(c_} + c₂ - 2c₀)² -Kc,c₂ j + NkTf (φ) Equação 3 onde K é o módulo de flexão, k é o módulo de Gauss, c₁ e c₂ são os raios de curvatura, c_o é a curvatura espontânea e NkTj (φ) é a entropia de origem. A adição de um co-tensoativo ao sistema reduz o termo k, reduzindo assim a energia necessária para produzir um filme de tensoativo curvado na interface óleo/água.

[0030] Em uma modalidade, um SP e/ou um OSF do tipo dos descritos aqui, quando entram em contato com um fluido oleaginoso é capaz de formar uma emulsão de óleo em água, em menos de cerca de 10 minutos, alternativamente, menos de 5 minutos, alternativamente, instantaneamente em condições de baixo cisalhamento. Aqui as condições de baixo cisalhamento se referem à capacidade do SP e/ ou do OSF quando contactados com o fluido oleaginoso para formar uma emulsão de óleo em água na ausência de agitação substancial.

[0031] Em uma modalidade, um SP e/ou um OSF do tipo dos descritos aqui, quando entram em contato com um fluido oleaginoso é capaz de formar uma emulsão de óleo em água, espontaneamente. Sem querer ser limitado por teoria, a formação espontânea de óleo em água pode ter uma energia livre de

Gibbs igual ou inferior a cerca de 0.

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 19/32 / 20 [0032] Em uma modalidade, a quantidade de fluido oleaginoso solubilizado por um OSF e/ou um SP do tipo aqui descrito é de cerca de 0,01 ml a cerca de 1,0 ml de fluido oleaginoso por 1 ml de uma solução de 30 % em peso OSF, alternativamente, de cerca de 0,01 ml a cerca de 0,5 ml de fluido oleaginoso por 1 ml de uma solução de 15% em peso de OSF, alternativamente, de cerca de 0,01 ml a cerca de 0,25 ml de fluido oleaginoso por 1 ml de uma solução de 7,5% em peso de OSF, alternativamente, de cerca de 0,01 ml a cerca de 0,9 ml de fluido oleaginoso9 por 1 ml de uma solução de 30% em peso de OSF, alternativamente, de cerca de 0,01 ml a cerca de 0,8 ml de fluido oleaginoso por 1 ml de uma solução de 30% em peso de OSF.

[0033] OSFs do tipo das descritos neste documento podem apresentar estabilidade térmica avaliada por sua capacidade de emulsificar os fluidos oleaginosos depois de serem contactados com a salmoura e estatisticamente envelhecidos a uma temperatura de cerca de 18,3°C a 176,6°C, alternativamente de cerca de 21,1°C a cerca de 93,3°C, alternativamente, de cerca de 23,8 °C a cerca 48,8 °C, por um período de cerca de uma hora a cerca de 240 horas, alternativamente de cerca de uma hora a cerca de 120 horas, alternativamente de cerca de uma hora a cerca de 24 horas.

[0034] Em uma modalidade, um método de serviço de um poço compreende perfurar um poço em uma formação subterrânea e introduzir na formação subterrânea um fluido de serviço de furo de poço que compreende pelo menos um fluido oleaginoso, onde sólidos umectados/revestidos com óleo (por exemplo, torta de filtro, cascalhos de perfuração, etc.) e/ou superfícies umectadas revestidas de óleo (por exemplo, a tubulação interna, a coluna de perfuração, etc.) são formados como um resultado. E preciso entender que formação subterrânea abrange ambas as áreas abaixo da terra exposta e áreas abaixo da terra coberta por água, como o oceano ou água doce. Fluidos oleaginosos aqui se referem a fluidos de perfuração à base de óleo ou fluidos de serviço, emulsões invertidas, fluidos de serviço compreendendo

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 20/32 / 20 substancialmente componente não aquoso, e semelhantes. Exemplos de fluidos oleaginosos adequados para uso na divulgação desta incluem, sem limitação, olefinas, óleos internos com base de olefina, óleo mineral, querosene, óleo diesel, óleo combustível, óleo sintético, parafinas ramificadas ou não, ésteres, acetais, misturas de óleo bruto, derivados dos mesmos, ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, após a perfuração, o método ainda compreende operar uma tubulação interna no poço e garantir a tubulação interna para a posição contra a formação subterrânea utilizando uma composição de selante (por exemplo, cimento).

[0035] Após a perfuração e/ou tubulação interna do poço, uma operação de acabamento é realizada para preparar o poço para produzir hidrocarbonetos. A operação de acabamento inclui primeiro perfurar a formação subterrânea através da introdução de um fluido de perfuração no poço e ejeção do fluido de perfuração do furo de poço para a formação subterrânea desse modo formando túneis de perfuração dentro da formação subterrânea. Em uma modalidade, a introdução de um fluido oleaginoso (por exemplo, fluido de perfuração, fluido de furação) pode resultar na formação de sólidos umectados com óleo e superfícies umectadas dentro do poço. Os sólidos e/ou superfícies umectadas com óleo podem ser resíduos à base de óleo localizados sobre os componentes do furo de poço, as paredes de uma tubulação interna, uma face de formação, uma face de fratura, uma perfuração em uma tela (por exemplo, uma tela de recheio de cascalho) ou outra peça de equipamento localizada na formação do poço ou subterrânea, uma torta de filtro à base de óleo, ou uma torta de filtro à base de água que foi contaminada com óleo. [0036] Um OSF do tipo descrito aqui pode ser introduzido no poço e contactado com o fluido a base de óleo, sólidos umectados com óleo, e/ou superfícies umectadas com óleo resultando na formação de uma emulsão de óleo em água. Em uma modalidade, o OSF introduzido no furo de poço é um fluido de completação que compreende uma salmoura, um tensoativo (por

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 21/32 / 20 exemplo, laurilamidopropil betaína) e um co-tensoativo (por exemplo, butanol). Aqui, um fluido de completação se refere a um líquido livre de sólidos usado para completar um poço de petróleo ou gás. O fluido é colocado no poço para facilitar as operações finais antes do início da produção, tais como definir os revestimentos internos de produção de telas, engaxetador, válvulas de furo abaixo ou perfurações de disparo na a zona de produção. O líquido serve para controlar um poço no equipamento embutido no fundo do poço quando se tornar funcionalmente comprometido, sem prejudicar a formação da produção ou componentes de completação.

[0037] Em uma modalidade em que a tubulação interna é executada no furo de poço (ou seja, furo de poço revestido no poço), o fluido a base de óleo e/ou sólidos umectados de e/ou superfície pode estar nas paredes da tubulação interna. Em tal modalidade, o OSF pode contatar o líquido à base de óleo nas laterais ou superfícies da tubulação interna. Em contacto com o líquido à base de óleo, o OSF forma microemulsões, que são posteriormente removidas do furo de poço.

[0038] Em outra modalidade (ou seja, furo de poço de orifício aberto), o fluido a base de óleo e/ou sólidos umectados com óleo e/ou de superfície pode ser uma torta de filtro formada ao longo das paredes do poço. Em tal modalidade, o OSF pode formar uma microemulsão ao contatar os componentes umectados com óleo da torta de filtro. Como será compreendido por um especialista na técnica, remoção dos componentes umectados com óleo podem aumentar a susceptibilidade da torta de filtro para a degradação por outros agentes (por exemplo, ácida). Métodos de remoção de uma torta de filtro compreendendo componentes umectados com óleo são descritos, por exemplo, no pedido de patente US n° 12/120.159 intitulado Composições e métodos para a remoção de tortas de filtro à base de óleo depositado em 13 de maio de 2008 e incorporado por referência em sua totalidade.

[0039] O método pode ainda compreender a fratura de formação subterrânea

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 22/32 / 20 através da injeção de fluidos de fraturamento para a perfuração de túneis, assim, propagando fraturas dos túneis de perfuração profunda na formação subterrânea. A produção pode então ter lugar, se desejado ou necessário, como por exemplo, em um poço de produção de hidrocarboneto.

[0040] Em uma modalidade, os SP, OSF ou ambos são usados para remover fluido oleaginoso de um ou mais sólidos umectados com óleo e/ou em superfícies umectadas com óleo localizadas fora de um furo de poço. Por exemplo, o SP pode ser contactado com a superfície de um ou mais materiais que tenham sido contatados com um fluido oleaginoso. Em tais modalidades, o SP pode ser contactado com cascalhos de perfuração, equipamento de serviço de furo de poço, e semelhantes que têm fluido oleaginoso presente nas superfícies dos materiais. Contatando o SP com estes materiais pode resultar na formação de microemulsões e a remoção do fluido oleaginoso das superfícies destes materiais.

EXEMPLOS [0041] A divulgação tendo sido descrita em geral, os seguintes exemplos são apresentados como modalidades particulares da divulgação e para demonstrar a prática e as vantagens dos mesmos. Entende-se que os exemplos são dados a título de ilustração e não servem para limitar o relatório ou as reivindicações de qualquer maneira.

EXEMPLO 1 [0042] A capacidade de OSFs do tipo aqui descrito para formar microemulsões quando contactado com vários óleos foi investigada. Os vários óleos usados foram diesel, ESCAID 110, XP-07 e ACCOLADE. Fluido de hidrocarboneto ESCAID 110 é um destilado de petróleo comercialmente disponível da Exxon-Mobil Corp, XP-07 é um óleo de base de parafina, e ACCOLADE é uma mistura olefina/éster ambos os quais são comercialmente disponíveis de amostras de Four OSF da Halliburton Energy Services, designado Amostras 1-4, foram preparadas. Amostra 1 foi composta de

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 23/32 / 20 laurilamidopropil betaína e butanol na razão molar de 1:4,8. Amostra 2 foi composta de óxido de dodecilamina e butanol na razão molar de 1:4. Amostra 3 foi composta de óxido de decilamina e n-octil-2-pirrolidona em uma razão molar de 1: 2. Amostra 4 foi composta de óxido de decilamina e butanol na razão molar de 1:2.

[0043] Salmoura de brometo de sódio foi adicionada a cada uma da solução de tensoativo zwiteriônico/co-tensoativo na razão de volume de 1:1 para formar Amostras 1-4 tendo 15 % em peso de tensoativo zwiteriônico/cotensoativo em 10,5 ppg de brometo de sódio. Os componentes de cada amostra estão sumarizados na Tabela 1.

Tabela 1

Amostra	Tensoativo zwiteriônico	Co- tensoativo	Razão molar de Tensoativo zwiteriônico: Co-tensoativo	Salmoura	Concentração de salmoura em OSF
1	laurilamidopropil betaína	butanol	1:4,8	NaBr	10,5 ppg
2	óxido de dodecil amina	butanol	1:4	NaBr	10,5 ppg
3	óxido de decil amina	n-octil-2- pirrolidina	1:2	NaBr	10,5 ppg
4	óxido de decil amina	butanol	1:2	NaBr	10,5 ppg

[0044] Entre cerca de 0,4 ml e cerca de 0,9 ml dos óleos foram adicionados aos frascos contendo 4 ml da amostra de OSF. Os frascos foram rolados uma ou duas vezes para fornecer baixo cisalhamento. As microemulsões foram observadas se formarem em menos de cerca de 45 segundos após os frascos serem rolados. Figura 1 é um gráfico do volume de óleo solubilizado em função do tipo de óleo para Amostras 1-4. Os resultados mostraram que as amostras OSF foram capazes de formar microemulsões quando contactado com os óleos em condições de baixo cisalhamento.

[0045] A capacidade do OSF para emulsionar óleo na presença de partículas sólidas também foi investigada. Quatro amostras foram preparadas, cada amostra continha 4 ml de amostras de 1, 2, 3 ou 4 e 0,5 ml de ACCOLADE

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 24/32 / 20 lama do campo. As amostras foram roladas uma ou duas vezes para fornecer baixo cisalhamento e formaram uma microemulsão. O ACCOLADE lama do campo era fluido de base ACCOLADE com aditivos de fluidos de perfuração padrão incluindo barita como agente de ponderação. Observou-se que o fluido base foi removido das partículas sólidas da água deixando-os molhados. Além disso, Amostra 1 foi observada por efetuar maior remoção de ACCOLADE de partículas sólidas. Sem querer ser limitado por teoria, o melhor desempenho da Amostra 1 (que compreendeu uma betaína como o tensoativo zwiteriônico) quando comparadas com Amostras 2-4 (que incluía um óxido de amina como o tensoativo zwiteriônico) pode ser atribuído ao fato de que a betaína formalmente tem duas cargas completas, enquanto os óxidos de amina, formalmente, tem duas cargas parciais. As cargas completas sobre a betaína pode aumentar a atividade de superfície da molécula, o que poderia aumentar a capacidade de OSFs compreendendo as betaínas para remover da superfície de partículas e solubilizar o óleo quando comparado com OSFs compreendendo óxidos de aminas.

EXEMPLO 2 [0046] A estabilidade térmica dos OSFs foi investigada. Três amostras de OSF, designadas amostras 5-7, foram preparadas. Amostra 5 composta de óxido de dodecilamina e butanol em uma razão molar 1:4 e foi contactado com uma salmoura de 10,5 ppg de NaBr. Amostra 6 composta de óxido de dodecilamina e butanol em uma razão molar de 1:4 e foi contactado com uma salmoura de 11,0 ppg de CaCl2. Amostra 7 composta de óxido de dodecilamina e butanol em uma razão molar de 1:4 e foi contactada com uma mistura de 13,5 ppg de salmoura de CaCl2 e CaBr2. Tabela 2 tabula os componentes, as razões e as concentrações das Amostras 5-7.

Tabela 2

Amostra

Tensoativo zwiteriônico

Co- tensoativo

Razão molar de Tensoativo zwiteriônico: Co-tensoativo

Salmoura

Concentração de salmoura em OSF

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5	óxido dodecil amina	de	butanol	1:4	NaBr	10,5 ppg
6	óxido dodecil amina	de	butanol	1:4	CaCl2	11,0 ppg
7	doóxido de decil amina	butanol	1:4	CaCl2/CaBr2	13,5 ppg

[0047] Ensaios estáticos de envelhecimento foram realizados em Amostras 5-7 pelo aquecimento de cada amostra em um forno a 121,1°C por 16 horas. As amostras envelhecidas de OSF foram em seguida visualmente observadas. Ambas as Amostras 5 e 6 mostraram uma coloração ligeiramente amarelada enquanto que a Amostra 7 foi clara. A capacidade das amostras envelhecidas de OSF de dissolver o óleo foi investigada pela adição de óleos de base do tipo descrito no Exemplo 1 para Amostras 5-7. Todas as amostras mantiveram a sua capacidade de dissolver os diversos óleos, em condições de baixo cisalhamento.

EXEMPLO 3 [0048] A capacidade de OSFs, referidos também como fluidos de limpeza, para solubilizar lamas de perfuração à base de óleo foi investigada e comparada aos limpadores convencionais de tubulação interna. Os OSFs foram Amostras 1 e 2 do Exemplo 1. Os limpadores convencionais foram BARASCRUB, designado como Amostra 3, que é um lavador de tubulação interna que está disponível comercialmente de Halliburton Energy Services, Inc. e um lavador de tubulação interna que está disponível comercialmente, designado como Amostra 4. BARASCRUB e Amostra 4 não são compatíveis com qualquer salmoura. A lama de perfuração à base de óleo foi de 15 ppg ACCOLADE. Os testes de limpeza foram realizados a 4,4°C, 23,8°C e 48,8°C e as amostras foram aquecidas a temperaturas de teste de limpeza antes de usar.

[0049] Testes de limpeza foram realizados esfregando ACCOLADE no interior de um béquer de vidro PYREX de 400 ml entre as marcas 75 ml e 200 ml no béquer. O béquer também foi pesado antes e depois de esfregar o

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 26/32 / 20 béquer com ACCOLADE para determinar a massa de ACCOLADE usada. 175 ml de amostra foi adicionada ao béquer esfregado com ACCOLADE. O béquer foi então colocado em um banho de circulação de parede dupla cheio com água para manter a temperatura constante durante os testes de limpeza. Cada amostra foi misturada por 10 minutos com um reômetro Fann 35A, que está disponível comercialmente de Fann Instruments, Inc. As velocidades de teste usadas foram 600 rpm, 300 rpm e 100 rpm. No final dos testes de limpeza, o béquer foi retirado do banho de circulação e o OSF vertido. O béquer foi gentilmente lavado com 10-50 ml de água deionizada e etanol. Se houve algum ACCOLADE no fundo do béquer, o ACCOLADE assumiu ter sido removido das paredes do béquer.

[0050] O béquer foi então colocado ou em um forno a vácuo colocado à temperatura ambiente e secado sob vácuo por 30 minutos ou secado em forno a vácuo em temperaturas variando de 48,8° C a 65,5° C por pelo menos 4 horas. O béquer foi então pesado para medir a quantidade remanescente de ACCOLADE.

[0051 ] Os resultados demonstram que a Amostra 3 removeu todos os traços de ACCOLADE, no entanto tinha baixa densidade (cerca de 7 ppg) e não foi compatível com qualquer salmoura. A Figura 2 é um gráfico em porcentagem de ACCOLADE limpo como uma função do tipo de amostra para o teste de limpeza realizado a 23,8° C e à velocidade de ensaio de 300 rpm. Os resultados demonstraram que as Amostras 1 e 2 foram capazes de remover mais de 90% de ACCOLADE do béquer, no entanto, a Amostra 4 foi capaz de remover cerca de 70% de ACCOLADE. Amostra 4 também teve uma baixa densidade (cerca de 7,5 ppg) e não era compatível com qualquer salmoura. Quando a água adicional foi acrescentada à Amostra 4, a amostra foi observada a tornar-se uma solução opaca, o que sugere que Amostra 4 não forma uma microemulsão com água. Sem querer ser limitado pela teoria, a solução opaca era uma emulsão de curta duração cineticamente estabilizada.

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Amostra 4 com a solução de água adicional iria separar a fase em duas fases dentro de uma hora demonstrando que essa é uma emulsão altamente instável. EXEMPLO 4 [0052] A capacidade de OSFs do tipo aqui descrito, também conhecido como fluido de limpeza, para solubilizar lama de campo de diesel foi investigada e comparada a um limpador de tubulação interna convencional. O OSF usado no presente exemplo foi Amostra 2 do Exemplo 1. O limpador de tubulação interna convencional era Amostra 4 do Exemplo 3. A lama de campo de diesel teve uma alta carga de sólidos com uma densidade de 17,1 ppg. A Figura 3 é um gráfico de porcentagem de diesel solubilizado como uma função do tipo de amostra para o teste de limpeza realizado a 23,8° C e a velocidade de ensaio de 300 rpm. Os resultados demonstraram que a Amostra 2 foi capaz de remover mais de 30% de lama de campo de diesel do béquer enquanto que a amostra 4 foi capaz de remover cerca de 10% de lama de campo de diesel.

[0053] Enquanto modalidades da divulgação foram mostradas e descritas, modificações da mesma podem ser feitas por um técnico no assunto, sem se afastar do espírito e dos ensinamentos da divulgação. As modalidades aqui descritas são exemplares apenas, e não se destinam a ser um fator limitante. Muitas variações e modificações de divulgação aqui divulgadas são possíveis e estão dentro do escopo da divulgação. Onde intervalos numéricos ou limitações expressamente constantes, tais faixas expressas ou limitações devem ser entendidas para incluir escalas interativas ou limitações do tipo magnitude se enquadrando nos limites ou limitações expressamente estabelecidas (por exemplo, de cerca de 1 a cerca de 10 inclui 2, 3, 4 , etc; superior a 0,10 inclui 0,11, 0,12, 0,13, etc.) Por exemplo, sempre que um intervalo numérico com um limite inferior, RL, e um limite superior, Ru, é divulgado, qualquer número abrangido dentro da faixa são especificamente divulgados. Em particular, os seguintes números no intervalo são

Petição 870180124931, de 03/09/2018, pág. 28/32 / 20 especificamente divulgados: R = RL + k* + (Ru-RL), onde k é uma variável variando de 1 por cento a 100 por cento com um incremento de 1 por cento ou seja, k é 1 por cento, 2 por cento, 3 por cento, 4 por cento, 5 por cento, ... 50 por cento, 51 por cento, 52 por cento,......95 por cento, 96 por cento, 97 por cento, 98 por cento, 99 por cento, ou 100 por cento. Além disso, qualquer intervalo numérico definido por dois números R, tal como definido acima é também especificamente divulgado. O uso do termo opcionalmente com respeito a qualquer elemento de uma reivindicação destina-se a dizer que o elemento sujeito é necessário, ou, alternativamente, não é necessário. Ambas as alternativas são destinadas a estar dentro do escopo da reivindicação. O uso de termos mais amplos, tais como compreende, inclui, tendo, etc, devem ser entendidas para fornecer suporte para termos mais específicos, tais como consistindo de, consistindo essencialmente de, compreendido substancialmente de, etc.

[0054] Por conseguinte, o escopo de proteção não se limita à descrição acima enunciadas, mas só é limitado pelas reivindicações que se seguem, aquele escopo incluindo todos os equivalentes da matéria das reivindicações. Toda e qualquer reivindicação é incorporada ao relatório como uma modalidade da presente divulgação. Assim, as reivindicações são uma descrição mais detalhada e são um complemento às modalidades da presente divulgação. A discussão de uma referência não é uma admissão de que é técnica anterior à presente divulgação, especialmente qualquer referência que possa ter uma data de publicação após a data de prioridade deste pedido. As divulgações de todas as patentes, pedidos de patentes e publicações citadas aqui são incorporadas por referência, na medida em que eles fornecem detalhes exemplares, processuais ou outros para detalhes além dos aqui estabelecidos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para formar uma microemulsão, caracterizado pelo fato de que compreende introduzir um primeiro fluido de serviço de furo de poço que compreende pelo menos um fluido oleaginoso em um furo de poço, onde o primeiro fluido de serviço de furo de poço forma sólidos umectados com óleo e/ou superfícies umectadas com óleo no furo de poço, e contatar os sólidos umectados com óleo e/ou superfícies umectadas com óleo no furo de poço com um segundo fluido de serviço de furo de poço que compreende um tensoativo zwiteriônico selecionado entre óxidos de alquil amina, alquil betaínas, alquil amidopropil betaína, alquil sulfobetaínas, alquil sultaínas, dihidroxil alquil glicinato, amfo acetato de alquila, fospolipídios, ácidos alquil aminopropiônico, ácidos alquil imino monopropiônico, ácidos alquil imino dipropiônico, ou combinações dos mesmos, um co-tensoativo, e uma salmoura para formar uma microemulsão.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a salmoura compreende soluções que compreendem sais contendo haleto, sais de metal alcalino, sais de metal alcalino terroso, compostos contendo formiato, brometo de sódio (NaBr), cloreto de cálcio (CaCl2), brometo de cálcio (CaBr2), cloreto de sódio (NaCl), brometo de zinco (ZnBr2), formiato de etila, formiato de sódio, formiato de césio, formiato de potássio, formiato de metila, cloro formiato de metila, ortoformiato de trietila, ortoformiato de trimetila, derivados dos mesmos, ou combinações dos mesmos.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a salmoura compreende brometo de sódio, cloreto de cálcio, brometo de cálcio, cloreto de sódio, brometo de zinco, ou combinações dos mesmos.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a salmoura tem uma densidade na faixa de 8,5 ppg a 15,1 ppg.

Petição 870180164155, de 17/12/2018, pág. 6/6

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5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido oleaginoso compreende olefina, óleo com base em olefina interna, óleo mineral, querosene, óleo diesel, óleo combustível, óleo sintético, parafina linear ou ramificada, éster de parafina, acetal, misturas de óleo cru, derivados dos mesmos, ou combinações dos mesmos.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sólidos umectados com óleo e/ou superfícies umectadas com óleo compreendem resíduos em uma tubulação interna, componentes de uma torta de filtro, componentes de uma face de formação, componentes de uma face com fratura, componentes de uma perfuração, componentes em uma tela, componentes em uma tela de recheio de cascalho, ou combinações dos mesmos.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende remover a microemulsão do furo de poço.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende prover uma primeira composição que compreende um tensoativo zwiteriônico e um co-tensoativo; contatar a primeira composição com uma salmoura para formar o segundo fluido de serviço de furo de poço; e contatar segundo fluido de serviço de furo de poço com os sólidos umectados com óleo e/ou superfícies umectadas com óleo no furo de poço.