MX2011000340A - Aplicacion de explosivo de alta temperatura para uso en el fondo de una perforacion. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para el fondo de una perforación que tiene un componente explosivo, incluye un explosivo estable a alta temperatura, que tiene estabilidad térmica mayor a 200°C, en donde los explosivos tienen un compuesto de la fórmula (I) o (II).

Description

APLICACIÓN DE EXPLOSIVO DE ALTA TEMPERATURA PARA USO EN EL FONDO DE UNA PERFORACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a los campos de exploración, producción, y pruebas en yacimiéntos petrolíferos, y más específicamente a los métodos y apárato para la perforación y formaciones de fracturaciones utilizando explosivos estables a alta temperatura.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los explosivos se utilizan en numerosas aplicaciones en el fondo de una perforación. Una consideración esencial en la selección de explosivos para su uso en aplicaciones en el fondo de una perforación, tales como operaciones de perforación, es que los explosivos deberán tener un cierto rango de tiempo y temperatura, en los cuales los explosivos sean térmicamente estables. Es decir, un explosivo dado ' será estable a una temperatura · para una cierta duración sin descomposición apreciable o pérdida de desempeño. Típicamente, entre más alta sea la temperatura, más corta será la duración, y viceversa. Si los explosivos se someten a condiciones más allá de sus rangos de temperatura-tiempo estables, ; los explosivo pueden comenzar a descomponerse, quemarse, o auto-detonarse. La descomposición de los explosivos generalmente reduce su eficacia y puede causar una falla, tal como un fallo de encendido (una falla al detonar) .

Las fallas de explosivos podrían ser costosas y peligrosas. Por ejemplo, en aplicaciones de perforación, cuando una columna del cañón de perforación se baja a una profundidad deseada pero por alguna razón no se puede activar, ha ocurrido un mal llenado. Este mal llenado requiere que la columna del cañón de perforación sea retirada de la i perforación del pozo y reemplazada con una nueva columna del cañón. Tal reemplazo requiere tiempo y costoso. Además la recuperación de un cañón con fallo de encendido de ; una I perforación de pozo puede ser peligrosa. ; Debido a las consideraciones de rango de tiempo- ! temperatura, el uso de dispositivos explosivos en aplicaciones para el fondo de una perforación puede ser impráctico o -imposible en algunas situaciones. En muchas operaciones, cuando se deseaba el accionamiento de explosivos (es decir, un dispositivo que utiliza un miembro frangible),, se seleccionaron medios de accionamiento alternativos debido a que puede ser peligroso utilizar los explosivos en el ambiente a alta temperatura. Con el fin de utilizar dispositivos explosivos en operaciones para el fondo de una perforación, es deseable que los rangos de temperatura-tiempo de ; los explosivos se incrementen, es decir, que el tiempo1 de operación para los explosivos se incremente a una temperatura dada .

La Publicación de Solicitud de Patente Norteamericana No. 2002/0129940 da a conocer varias composiciones de explosivos adaptadas para usarse en aplicaciones para el fondo de una perforación donde se requieren explosivos para alta temperatura. Estos explosivos para alta temperatura púeden exponerse a temperaturas elevadas durante periodos prolongados de tiempo. Los ejemplos de estos explosivos incluyen nonanitroterfenilo (NONA) , octanitroterfenilo (ONT) , pentanitrobenzofenona (PENCO), tetranitronaftaleno (TNN) , tripicriltriazina (TPT) , tetranitrobenzotriazolo- [1, 2-a] -benzotriazol (T-Tacot) , picrilaminotriazol (PATO) , dinitropicrilbenzotriazol (BTX) , dodecanitrocuaterfenilo (DODECA) , tripicrilmelamina (TPM) , axobishexanitrobifenilo (ABH) , tetranitrobenzotriazolo- [2 , 1-a] -benzotriazol (Z-Tacot), sal de potasio de hexanitrodifenilamina (KHND) , tripicrilbenceno (TPB) , dipicramida (DIPAM) , hexanitroazobenceno (HNAB) , bis-hexanitroazobenceno (bis-HNAB) , hexanitrobifenilo (HNBP) , dipicrilbenzobiatriazoled ona (DPBT) , dipicrilpiromelitude (DPP ) , hexanitrodifenilsulfona (HNDS) , y bis- [picrilazo] -dinitropiridina (PADP-I) , tetranitrocarbozol de sodio (NaTNC) , hexanitrobibencilo (HNBIB) , tetranitro-carbazol ' (TNC) , 3, 6-diamino-1, 2, 4, 5-tetraceno (DAT), 2 , 6-diamino-3 , 5-dinitropiridino-l-óxido (DADNPO) , octanitromacrociclo (ONM) , , 6-dinitrobenzofuroxan (ADNBF) , 2, 5-dipcril-l, 3, 4-oxadiazol (DPO) y m-picrilpicramida (PIPA) .

Si bien estos explosivos estables a alta temperatura son útiles para aplicaciones para el fondo de una perforación, tales como en aplicaciones de perforación, cortadores de tuberías y entubados, casquillos accionados por explosivos, dispositivos de fracturacion sónica o sísmica, dispositivos de colocación de explosivos, válvulas de producción abiertas con explosivos, casquillos desplazables accionados por explosivos (válvulas o lanzaderas) , elementos fraccionables o frangibles, dispositivos para la liberación de tuberías, dispositivos de accionamiento, y montajes de propulsores. Todavía existe la necesidad de explosivos con estabilidad térmica mejorada para su uso en el fondo de una perforación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la invención se refiere a un dispositivo para el fondo de una perforación. Un dispositivo para el fondo de una perforación de acuerdo con una modalidad de; la invención incluye un explosivo estable a alta temperatura que tiene estabilidad térmica mayor a 200°C, en donde ,10s explosivos estables a alta temperatura tienen un compuesto de la fórmula ( I ) : en donde R1, R2, R3, R4, R7, R8, R11, y R12 cada uno se selecciona independientemente de hidrógeno y -N02; '¦ R5, R6, R9, y R10 cada uno se selecciona independientemente, de hidrógeno, oxigeno, o / > l y R13 se selecciona independientemente de hidrógeno y -NO2. 1 Un dispositivo para el fondo de una perforación de acuerdo con una modalidad de la invención incluye un explosivo estable a alta temperatura que tiene estabilidad térmica mayor a 200°C, en donde los explosivos estables a alta temperatura tienen un compuesto de la fórmula (II) : en donde R1, R2, R3, R4/ R5, y R6 se seleccionan independientemente de hidrógeno y oxigeno.

Otro aspecto de la invención se refiere a métodos para utilizar uno o más explosivos estables a alta temperatura en una operación para el fondo de una perforación. Un método de acuerdo con una modalidad de la invención incluye bajar a una perforación de pozo un dispositivo para el fondo de una perforación que tenga un explosivo estable a alta temperatura con una estabilidad térmica mayor a 200°C, y encender el explosivo estable a alta temperatura para realizar; la operación para el fondo de una perforación, en donde los explosivos estables a alta temperatura tienen un compuesto de la fórmula (I) ó (II) como se muestra anteriormente. > Otros aspectos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones anexadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención, antes de la denotación de las cargas de perforación.

La FIG. 2 muestra un diagrama esquemático de un sistema de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención, después de la denotación de las cargas; de perforación.

La FIG. 3 muestra una carga de embudo o carga cónica de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La FIG. 4 muestra una representación esquemática de un montaje de propulsores en un pozo subterráneo de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La FIG. 5 muestra una representación esquemática de un montaje de propulsores que tiene un alojamiento con orificios con sellos para orificios temporales y un propulsor incorporado en el mismo de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Las modalidades de la invención se refieren a métodos y aparatos para perforación y formaciones de fracturaciones utilizando explosivos estables a alta temperatura. En la siguiente descripción detallada del contenido de la presente invención, los explosivos estables a alta temperaturá se describe que principalmente se utilizan en aplicaciones de pozos de petróleo. Tales aplicaciones se proponen para propósitos de ilustración solamente y no se pretende que limiten el alcance de la presente invención. Por ejemplo, los explosivos estables a alta temperatura de la presente invención pueden utilizarse para cualquier dispositivo/aplicación concebible para el fondo de una perforación para la cual los dispositivos sean adecuados. Más específicamente, los explosivos estables a alta temperatura son particularmente adecuados para aplicaciones que requieran capacidad de alto desempeño (es decir, producción de chorro) combinada con estabilidad térmica a alta temperatura y/o exposiciones a temperaturas elevadas durante periodos prolongados de tiempo. Los explosivos estables a alta temperatura también pueden utilizarse en operaciones dentro de pozos de gas, pozos de agua, pozos de inyección y pozos de control. Se pretende que la totalidad de tales aplicaciones caigan dentro del alcance de la presente invención. j Sin embargo, para propósitos de ilustración, se describirá que los explosivos estables a alta temperatura se utilizan; en aplicaciones de pozos de petróleo.

Los "explosivos estables a alta temperatura" que se utilizan en la presente se refieren a explosivos que se caracterizan por descomposición mínima (que puede estimarse por pérdida de gas) causada por exposición a temperaturas elevadas durante periodos prolongados de tiempo. , La estabilidad térmica de tal explosivo puede analizarse en un laboratorio utilizando un horno ajustado a una temperatura seleccionada. El explosivo se coloca en el horno y a ciertos puntos de tiempo puede analizarse para cualquier descomposición en una porción del explosivo (usualmente por el volumen de gas emitido o pérdida de peso) . Para usarse en aplicaciones para el fondo de una perforación, los "explosivos estables a alta temperatura" adecuados son aquéllos que son estables a las temperaturas del fondo de una perforación (típicamente, 200°C ó más altas) para una duración de las operaciones previstas, por ejemplo, varias horas. Las calificaciones de adecuabilidad o desempeño de temperatura/tiempo de los explosivos identificados para el fondo de una perforación a alta temperatura, proporcionan un beneficio sustancial en la capacidad de herramientas y equipo para realizar perforaciones a . temperaturas elevadas durante periodos prolongados de tiempo.

De acuerdo con las modalidades de la invención, los explosivos estables a alta temperatura, por ejemplo, tienen un compuesto de la fórmula (I) : en donde R1, R2, R3, R4, R7, R8, R11, y R12 cada uno se selecciona independientemente de hidrógeno y -N02; R5, R6, R9, y R10 cada uno se selecciona independientemente de hidrógeno, oxígeno, o y R13 se selecciona independientemente de hidrógeno y -N02.

Un ejemplo de un compuesto que tiene la fórmula (I) es IV, N'-bis (1, 2, 4-triazol-3-il) -4, 4' -diamino-2 , 2 ' ,3, 3', 5, 5', 6, 6'- octanitroazobenceno (BTDAONAB) . ¦ La estructura química de BTDAONAB se muestra a continuación: N, N' -bis (1,2, -triazol-3-il) -4,4' -diamino- 2, 2' , 3, 3' , 5, 5' , 6, 6' -octanitroazobenceno (BTDAONAB) La síntesis del BTDAONAB se ha reportado por Sikder et al. (Indian J. Engineering & Materials Sci. 11:516-520, 2004) y Agrawal et al. (Organic Chemistry of Explosives, John Wiley & Sons, 2007, ISBN- 13 978-0-4.70-029667-1 (HB) ) . Brevemente, el BTDAONAB puede sintetizarse mediante acoplamiento oxidativo con nitración en tándem de 4-cloro-3 , 5-dinitroanilina, seguido por desplazamiento de los grupos cloro con 3-amino-l , , 4-triazol.

Se ha encontrado que BTDAONAB tiene una velocidad de detonación de aproximadamente 8.321 km/seg y una primera DSC (Calorimetría de Exploración Diferencial) exotérmica1 de aproximadamente 550 °C, que es significativamente más alta a la de NONA, ONT, TACOT, y PYX . En particular, BTDAONAB tiene una estabilidad térmica excepcional de aproximadamente 80°C (con una duración de prueba de una hora) mayor a la de NONA u ONT, que actualmente son los explosivos más estables conocidos -para su uso en el campo petrolífero. La estabilidad térmica de un explosivo involucra dos aspectos. Primero, deberá ser lo suficientemente explosivo después de que el mismo se ha descompuesto parcialmente de modo que la porción restante todavía sea útil, es decir que tenga suficiente energía para hacer trabajos útiles. Segundo, el explosivo restante después de su descomposición deberá ser lo suficientemente sensible para iniciarse o denotarse. La estabilidad térmica de un explosivo puede, especificarse en tiempo (duración) , dentro del cual los mismos sean estables, a una temperatura definida. Más comúnmente, la estabilidad térmica de un explosivo se define como un límite de temperatura al cual el mismo es estable a una duración seleccionada (por ejemplo, 1 hora, 100 horas, o cualquier duración específica) . Cuando se utiliza en la presente, "estabilidad térmica" o "térmicamente estable" se refiere a un límite de temperatura al que un explosivo es estable durante 1 hora.

De acuerdo con algunas modalidades de la invención, los explosivos estables a alta temperatura pueden incluir un compuesto que tiene la fórmula (II) : en donde R1, R2, R3, R4, R5, y R6 se seleccionan independientemente de hidrógeno y oxigeno .

Un ejemplo de un compuesto que tiene la fórmula (II) es dinitrato de melaminio (MDN) . La estructura química de MDN se muestra más adelante: El MDN es una sal térmicamente estable de (2,4,6-triamino-1, 3, 5-triazina) de melamina y ácido nítrico. ! La síntesis de MDN se ha reportado por Fríedemann et al. (New Trends Res. Energetic Materials . Part II, Pardubice, Czech Republic, 876-882, April 25-27, 2007). En breve, el MDN púede prepararse mezclando lentamente ácido nítrico caliente con solución de melamina (100°C). Después de enfriarse' a temperatura ambiente, los cristales de MDN pueden precipitarse y obtenerse mediante filtración. Utilizando el método de Rothstein y Peterson ( Propellants , Explosives , [and Pyrotechnics, 4:56, 1979), la velocidad de detonación del MDN se estima que es de 8.91 kg/seg. La estabilidad térmica para el MDN puede probarse utilizando un horno a una temperatura de ajuste para un periodo de tiempo. Por ejemplo, se encontró que el MDN es estable a 137 °C durante 48 horas sin descomposición detectable. Por lo tanto, el MDN deberá ser estable a una temperatura de aproximadamente 200 °C (la temperatura encontrada en la perforación del pozo) durante varias horas, haciéndolo adecuado para usarse en aplicaciones para perforaciones de pozos.

Como un explosivo, el MDN parece exhibir propiedades (tales como densidades, velocidades de detonación,1 y estábilidad térmica) similares a otros explosivos, incluyendo RDX y HMX. Sin embargo, las ventajas de utilizar MDN incluyen la facilidad y el bajo costo de fabricación del MDN, en comparación con las del RDX o HMX. Por lo tanto, el MDN o sus análogos pueden ser alternativas de bajo costo para el RDX o HMX con buen desempeño y buen balance de oxigeno.

Los siguientes ejemplos son ilustrativos de las aplicaciones para el fondo de una perforación para las cuales los explosivos estables a alta temperatura de la presente invención pueden utilizarse ventajosamente. Estos ejemplos se proponen para propósitos de ilustración solamente y no se pretende que limiten el alcance de la presente invención. De hecho, los explosivos estables a alta temperatura de la presente invención pueden utilizarse ventajosamente en cualquier aplicación para el fondo de una perforación que requiera explosivos estables a alta temperatura, tales como perforadoras de campos petrolíferos, reforzadores, cartuchos de cebado, cuerda de detonación, detonadores, propulsores, y mezclas pirotécnicas. Se pretende que la totalidad de tales aplicaciones caigan dentro del alcance de la presente invención.

La FIG. 1 muestra una representación esquemática dé un sistema de perforación en el cual pueden utilizarse . los explosivos estables a alta temperatura anteriormente descritos. Un barreno 10 que se ha perforado desde' la superficie hacia abajo a través de formulaciones 12 subterráneas que contienen fluidos de formación de hidrocarburos, particularmente petróleo y/o gas. Un entubado 14 en general cilindrico recubre la pared del barreno, definiendo la perforación de pozo 16. Un cañón 18' de perforación se ha bajado hacia el pozo en un rosario 20 de herramientas de perforación, por ejemplo, cable. El cañón perforadora incluye al menos una y usualmente varias cargas 22 de explosivos para perforación que contienen explosivos estables a alta temperatura de la presente invención. Estas cargas pueden orientarse de tal manera que las mismas se detonen, la fuerza de la explosión principalmente estará dirigida hacia afuera hacia el entubado (es decir, horizontalmente hacia afuera en la FIG. 1) . La detonación puede desencadenarse mediante una señal suministrada a través de una cuerda de detonación desde la superficie y ¦ los reforzadores (o carga de cebado) en estas cargas (no mostradas en las figuras) . Cuando los explosivos estables a alta temperatura se detonan, se forman perforaciones 26 en el entubado 14 y en la formación 12, como se muestra en la FIG. 2.

La FIG. 3 muestra una carga cónica o de embudo típica adaptada para usarse en un cañón de perforación (no mostrado en la figura) . Los ejemplos de cargas cónicas o de embudo se discuten en la Patente Norteamericana No.1 4,724,767 de Aseltine expedida el 16 de Febrero de 1988; Patente Norteamericana No. 5,413,048 de erner et al., expedida el 9 de Mayo de 1995; y en la Patente Norteamericana No. 5, 597 974 de Voreck, Jr. et al., expedida el 28 de Enero 1997. ' En la FIG. 3, la carga de embudo o carga cónica incluye una cubierta 30, un cuerpo principal del material 32 explosivo, el cual en el pasado ha sido, por ejemplo, RDX, HMX, PYX, o HNS empacado contra la pared interna de la cubierta 30, un reforzador (o carga de cebado) 33 colocado adyacente al cuerpo principal del explosivo 32 que está adaptado para detonar el cuerpo principal del explosivo 32 cuando el reforzador 33 se detona, y el forro 34 que cubre el reforzador 33 y el cuerpo principal del material 32 explosivo. La carga de embudo también incluye un ápice 38 y un faldón 36. Una cuerda 31 de detonación hace contacto con la cubierta 30 de la carga de embudo en un punto cercano al ápice 38 , del forro 34 de la carga. Cuando la onda de detonación se propaga dentro de la cuerda 31 de detonación, la onda de detonación detonará el reforzador 33. Cuando el reforzador 33 se detona, la detonación además detonará el cuerpo principal del explosivo 32 de la carga. En respuesta a la detonación del cuerpo principal del explosivo 32, el forro 34 formará una propulsión a chorro o chorro 35 que se propagará a lo largo de un eje longitudinal de la carga de embudo. La propulsión a chorro 35 perforará una formación penetrada por la perforación del pozo.

De acuerdo con las modalidades de la presente invención, la cuerda 31 de detonación, el cuerpo principal del explosivo 32, y el reforzador (o carga de cebado) 33 puede incluir uno o más explosivos estables a alta temperatura de la invención, tales explosivos tienen la estructura química de la fórmula (I), por ejemplo BTDAONAB, o la fórmula (II), por ejemplo, MDN. Además, los mismos también pueden incluir uno o más de otros explosivos estables a alta temperatura, tales como NONA, PATO, BTX, DIPAM, PENCO, TNÑ, HNAB, TPM, ABH, bis-HNAB, DODECA, HNBP, Z-Tacot, T-Tacot, DPBT, DPPM, HNDS , KHND, ONT, TPB, TPT, PADP-I, NaTNC, HNBIB, TNC, DAT, DADNPO, ONM, ADNBF, DPO, y PIPA. Además, los mismos pueden incluir mezclas de uno o más explosivos estables a alta temperatura y uno o más de otros compuestos explosivos, tales como HNS, PYX, HMX, o uno o más explosivos estables a alta temperatura combinados/mezclados con uno o más de un material energético y/o un combustible. Como resultado, la carga de embudo puede exhibir características de estabilidad térmica excepcionales.

Los explosivos estables a alta temperatura utilizados en una carga de embudo pueden adaptarse para usarse, por ejemplo, en un cortador de tubo o entubado, un mecanismo de liberación de tubería, un mecanismo' de fracturación sónica, un aparato para colocar explosivos en el fondo de una perforación, un ' aparato para abrir con. explosivos una válvula de producción, y un aparato para accionar herramientas en el fondo de una perforación encendiendo una carga explosiva para generar una presión de operación, como se da a conocer en la Publicación de Solicitud Norteamericana No. 2002/0129940.

La FIG. 4 muestra un montaje 40 de propulsores de acuerdo con una modalidad de la invención. Como se muestra, un montaje 40 de propulsores puede usarse en un pozo 41 que tiene una zona 44 objetivo del pozo para realizar operaciones de fracturación . El pozo 41 puede soportarse por un entubado 42 u otro pozo tubular (por ejemplo, forro, conducto, tubería, etc.) o de alguna otra forma una abertura o pozo sin entubar (no mostrado) . El montaje 40 de propulsores puede utilizarse en el pozo 41 a través de un rosario 43 de herramientas de perforación, pero no limitado a, un cable, una línea flotante, o tubería en espiral. En la operación, el montaje 40 de propulsores puede utilizarse en el pozo 41 para realizar una operación en la zona 44 objetivo del pozo.

La FIG. 5 muestra una modalidad de un montaje 50 de propulsores, que tiene un propulsor 51 y cuerda 52 de detonación sellada en un alojamiento 43 con aberturas que tiene uno o más sellos 54 para orificios provisionales ¿ El alojamiento 53 puede fabricarse de cualquier material estructuralmente robusto (por ejemplo, metal o plástico) que tiene uno o más orificios. En algunas modalidades,, el alojamiento puede ser reutilizable y en otros el mismo puede fabricarse únicamente para un solo uso. En la modalidad ilustrada en la FIG. 5, el propulsor 51 se quema alrededor del perímetro dentro del alojamiento 53. La presión se acumula hasta ventilarse a la perforación del pozo a través de uño o más sellos 54 para orificios provisionales. Los sellos 54 para orificios provisionales ilustrados en la FIG. 5 son tapones de quemado fabricados de un material sensible al calor o flama (por ejemplo, aluminio, magnesio, plástico, compuesto de plástico, cerámica, o. una combinación del material antes mencionado con un revestimiento o capa aglutinada de material energético tal como H X, RDX, HNS, TATB, aglutinados : con plástico u otros, un compuesto de termita, u otro propulspr o material pirotécnico) que se consume en llamas duranté la ignición del propulsor 51 o de . algún otro modo se calentará rápidamente y consumirá o causará que falle el tapón. ; Los sellos 54 para orificios provisionales pueden fabricarse para emanación a una presión particular de la perforación de pozo. Aunque las modalidades ilustradas en la FIG. 5 muestran la cuerda 52 de detonación distribuida a lo largo del perímetro del propulsor 51 y ligeramente intercalada, en otras modalidades la cuerda de detonación puede envolverse alrededor de la superficie externa del propulsor, ' intercalada completamente dentro del propulsor, o de algún otro modo solamente se tiende a lo lago de la superficie externa del propulsor. En la operación, el propulsor 51 se enciende mediante la detonación de la cuerda 52 de detonación y cuándo el propulsor se quema, la presión del gas incrementa dentro del barreno axial del alojamiento 53. Una vez que la presión del gas alcanza un nivel predeterminado, los sellos 54 para orificios provisionales se accionan para establecer una comunicación entre el barreno axial del alojamiento 53 y la perforación del pozo. De esta manera, se logra una presión de ventilación del gas más alta y más predecible para facilitar la fracturacion de la zona objetivo del pozo.

De acuerdo con las modalidades de la presente invención, el propulsor 51, la cuerda 52 de detonación, y los sellos 54 i para orificios temporales pueden incluir uno o más' explosivos estables a alta temperatura de la invención, tal como aquéllos que tienen la estructura química de la fórmula (I) , por ejemplo, BTDAONAB, o la fórmula (II), por ejemplo, MDN. Además los mismos pueden incluir otros explosivos estables a , alta temperatura, tales como NONA, PATO, BTX, DIPAM, PENCO, TNN, HNAB, TPM, ABH, bis-HNAB, DODECA, HNBP, Z-Tacot, T-Tacot, DPBT, DPP ,. HNDS, KHND, ONT, TPB, TPT, PADP-I, NaTNC, HNBIB, TNC, DAT, DADNPO, ONM, ADNBF, DPO, y PIPA. Además, los mismos - pueden incluir uno o más explosivos estables a alta temperatura de la invención y uno o más de otros compuestos explosivos, tales como HNS, PYX, HMX, o uno o más explosivos estables a alta temperatura de la invención combinados/mezclados con uno o más de un material energético y un combustible. Como resultado, el propulsor, la cuerda: de detonación, y los sellos para orificios provisionales pueden exhibir características de estabilidad térmica excepcionales.

Deberá observarse que los ejemplos anteriores que utilizan los explosivos estables a alta temperatura de la presente invención se proponen para propósitos de ilustración solamente, y no se proponen como limitaciones al alcance de la presente invención. ? partir de la discusión anterior, un experto en la técnica reconocerá que los explosivos estables a alta temperatura de acuerdo con las modalidades de la invención, se pueden utilizar en un gran número de aplicaciones para el fondo de una perforación. Por ejemplo, en operación de perforación, los explosivos estables a alta temperatura pueden utilizarse no solamente como el cuerpo principal de explosivos de la carga de embudo, aunque también pueden utilizarse, por ejemplo, para reforzadores, cargas de cebado, cuerdas de detonación, y detonadores. Adicionalmeñte, los explosivos estables a alta temperatura de la presente invención pueden utilizarse para favorecer aplicaciones que involucren cortadores de tuberías y entubados, casquillos accionados por explosivos, dispositivos de fracturación sónica o sísmica, dispositivos de colocación de explosivos, válvulas de producción abiertas con explosivos, casquillos desplazables accionados por explosivos (válvulas o lanzaderas), elementos fraccionables o frangibles, dispositivos para la liberación de tuberías, dispositivos de accionamiento, y montajes de propulsores.

Las modalidades de la invención pueden incluir una o más de las siguientes ventajas. Los explosivos estables a alta temperatura pueden ser útiles en cualquier número de fondos de una perforación y cualquier número de aplicaciones que requieran capacidad de desempeño a temperaturas elevadas! y/o exposiciones a temperaturas elevadas durante periodos prolongados de tiempo. Debido a la naturaleza peligrosa de los explosivos regulares y las condiciones del fondo de ¦ una perforación a alta temperatura, el uso de explosivos estables a alta temperatura de la presente invención en aplicaciones para el fondo de una perforación es especialmente benéfico. El uso del método anteriormente descrito mejorará significativamente la seguridad y eficacia en función de costos en aplicaciones para el fondo de una perforación.

Aunque la invención ha sido descrita con respecto á un número limitado de modalidades, aquellos expertos eni la técnica, que se beneficien de esta descripción, apreciarán que pueden idearse otras modalidades que no se aparten del alcance de la invención que se da a conocer en la presente. De acuerdo con esto, el alcance de la invención deberá limitarse solamente por las reivindicaciones anexadas.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. - Un dispositivo para el fondo de una perforación que tiene un componente explosivo, caracterizado porque comprende: un explosivo estable a alta temperatura que tiene estabilidad térmica mayor a 200°C.

2. - El dispositivo de la reivindicación 1, caracterizado porque los explosivos tienen un compuesto de la fórmula (I) : en donde R1, R2, R3, R4, R7, R8, R11, y R12 cada uno se selecciona independientemente de hidrógeno y -N02; R5, R6, R9, y R10 cada uno se selecciona independientemente de hidrógeno, oxigeno, y R se selecciona independientemente de hidrógeno y -N02.

3. - El dispositivo de la reivindicación 2, caracterizado porque R1, R2, R3, R4 , R7, R8, R11, y R12 son cada uno -N02.

4. - El dispositivo de la reivindicación 3, caracterizado porque R5, R6, R9, y R10 se seleccionan cada uno independientemente de hidrógeno y

5.- El dispositivo de la reivindicación 4, caracterizado porque R5 y R9 son hidrógeno, y R6 y R10 son

6. - El dispositivo de la reivindicación 5, caracterizado porque R13 es hidrógeno.

7. - El dispositivo de la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo se selecciona del grupo que consiste de pistolas de perforación, dispositivos de perforación, cortadores de tuberías y entubados, casquillos accionados por explosivos, dispositivos de fracturación sónica o sísmica, dispositivos para colocación de explosivos, válvulas' de producción abiertas con explosivos, casquillos desplazarles accionados por explosivos, válvulas o lanzaderas, elementos fraccionables o frangibles, dispositivos para la liberación de tuberías, dispositivos de accionamiento, y montaje de propulsores.

8. - El dispositivo de la reivindicación 1, caracterizado porque el explosivo estable a alta temperatura comprende un compuesto de la fórmula (II) : (?) en donde R1, R2, R3, R4, R5, y R6 se seleccionan independientemente de hidrógeno y oxigeno.

9. - El dispositivo de la reivindicación 8, caracterizado porque R1, R2, R3, R4, R5, y R6 son hidrógeno.

10. - El dispositivo de la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo se selecciona del grupo que consiste de pistolas de perforación, dispositivos de perforación, cortadores de tuberías y entubados, casquillos accionados por explosivos, dispositivos de fracturación sónica o sísmica, dispositivos para colocación de explosivos, válvulas de producción abiertas con explosivos, casquillos desplazables accionados por explosivos (válvulas o lanzaderas) , elementos fraccionables o frangibles, dispositivos para la liberación de tuberías, dispositivos de accionamiento, y montaje de propulsores.

11. - Un método- para realizar una operación en el fondo de una perforación, caracterizado porque comprende: ' bajar a una perforación de pozo un dispositivo para el fondo de una perforación que tiene un explosivo estable a alta temperatura que tiene una estabilidad térmica mayor a 200°C; y encender el explosivo estable a alta temperatura para realizar la operación en el fondo de una perforación.

12. - El método de la reivindicación 11, caracterizado porque el explosivo estable a alta temperatura comprende: el compuesto de la fórmula en donde R1, R2, R3, R4, R7, R8, R11, y R12 cada uno se selecciona independientemente de hidrógeno y -N02; R5, R6, R9, y R10 cada uno se selecciona independientemente de hidrógeno, oxigeno, y R13 se selecciona independientemente de hidrógeno y -N02.

13. - El método de la reivindicación 12, caracterizado porque R1, R2, R3, R4, R7, R8, R11, y R12 son cada uno -N02.

14. - El método de la reivindicación 13, caracterizado porque R5, R6, R9, y R10 se seleccionan cada uno N—^-R13 independientemente de hidrógeno y <\ N lH

15. - El método de la reivindicación 14, caracterizado porque R5 y R9 son hidrógeno, y R6 y R10 son ^,R13

16. - El método de la reivindicación 15, caracterizado porque R13 es hidrógeno.

17. - El método de la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo para el fondo de una perforación se selecciona del grupo que consiste de pistolas de perforación, dispositivos de perforación, cortadores de tuberías y entubados, caequillos accionados por explosivos, dispositivos de fracturación sónica o sísmica, dispositivos para colocación de explosivos, válvulas de producción abiertas con explosivos, casquillos desplazables accionados por explosivos (válvulas o lanzaderas), elementos fraccionables o frangibles, dispositivos para la liberación de tuberías, dispositivos de accionamiento, y montaje de propulsores.

18. - El método de la reivindicación 11, caracterizado porque el explosivo estable a alta temperatura comprende un compuesto de la fórmula (II) : ' ! en donde R1, R2, R3, R4, . R5, y R6 - se selecciqnan independientemente de hidrógeno y oxígeno.

19.- El método de la reivindicación 18, caracterizado porque R1, R2, R3, R4, R5, y R6 son hidrógeno.

20.- El método de la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo se selecciona del grupo que consiste de pistolas de perforación, dispositivos de perforación, cortadores de tuberías y entubados, casquillos activados por explosivos, dispositivos de fracturación sónica o sísmica, dispositivos para colocación de explosivos, válvulas de producción abiertas con explosivos, casquillos desplazables accionados por explosivos (válvulas o lanzaderas) , elementos fraccionables o frangibles, dispositivos para la liberación de tuberías, dispositivos de accionamiento, y montaje de propulsores.