MX2014009589A - Composiciones y metodos para el tratamiento de alquitran del hueco de un pozo. - Google Patents
Composiciones y metodos para el tratamiento de alquitran del hueco de un pozo.Info
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Abstract
De las muchas composiciones y métodos proporcionados en este documento, un método incluye un método que comprende: poner un alquitrán residente en contacto en el hueco de un pozo con un polímero estabilizador de alquitrán que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero de acrilato de estireno y cualquier combinación de los mismos; y permitir que el polímero estabilizador de alquitrán interactúe con el alquitrán para reducir al menos parcialmente la tendencia del alquitrán a adherirse a una superficie.
Description
COMPOSICIONES Y MÉTODOS PARA EL TRATAMIENTO DE ALQUITRÁN DEL
HUECO DE UN POZO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a métodos y composiciones para su uso en operaciones subterráneas. Más particularmente, la presente invención se refiere a polímeros estabilizadores de alquitrán utilizados para tratar alquitrán residente en el hueco de un pozo y los métodos asociados de uso.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Muchas de las operaciones subterráneas implican la perforación del hueco de un pozo desde la superficie con roca y/o tierra para penetrar una formación subterránea que contiene fluidos que son deseables para la producción. En el curso de las operaciones de perforación y otras operaciones subterráneas, la sarta de perforación y/u otros equipos pueden entrar en contacto con zonas de roca y/o tierra que contiene alquitrán (por ejemplo, hidrocarburos pesados, asfalto y bitumen) ; en muchas de estas operaciones, puede ser deseable perforar el hueco del pozo a través de estas zonas que contienen alquitrán. Sin embargo, el alquitrán es una sustancia relativamente pegajosa que puede adherirse
fácilmente a cualquier superficie con la que entra en contacto, incluyendo las superficies del hueco del pozo y/o cualquier equipo utilizado durante la operación de perforación. El alquitrán también puede disolverse en muchos fluidos sintéticos de tratamiento utilizados en el curso de las operaciones de perforación, aumentar las propiedades pegajosas y adhesivas del alquitrán. Si se adhiere una cantidad suficiente de alquitrán a las superficies e el hueco del pozo o equipos de perforación, puede, entre otros problemas, prevenir que la sarta de perforación rote, prevenir la circulación de fluido, o impedir la eficacia de una operación de perforación. En algunos casos, puede ser necesario retirar y/o desmontar la sarta de perforación con el fin de eliminar acumulaciones de alquitrán, un proceso que puede ocasionar numerosos problemas de costos y seguridad. La acumulación de alquitrán en el equipo de perforación y/o en el pozo de perforación también puede impedir cualquier otra operación posterior en el fondo del pozo, incluyendo la cementación, acidificación, agrietamiento, control de arena y tratamientos de recuperación. Además, el alquitrán blando, pegajoso que llega la superficie puede contaminar los equipos de superficie, incluidos los equipos de control de sólidos.
Los métodos existentes para el manejo de estos problemas resultantes de la incursión de alquitrán en el hueco del pozo
puede ser problemático. Algunos de estos métodos implican efectuar un aumento en la presión hidrostática del hueco del pozo a fin de empujar el alquitrán del hueco del pozo hacia la superficie. Sin embargo, este aumento de la presión hidrostática puede dañar el hueco del pozo y/o una porción de la formación subterránea. Otros métodos convencionales utilizan fluidos de tratamiento que comprenden dispersantes, tensoactivos y/o solubilizantes, que permiten que las partículas de alquitrán se disuelvan u homogenicen con los fluidos de tratamiento. Sin embargo, las partículas de alquitrán no se pueden separar fácilmente del fluido una vez que se hayan disuelto u homogeneizado con el fluido. La presencia de las partículas de alquitrán en el fluido de tratamiento puede alterar sus propiedades reológicas y/o capacidad de suspensión, que pueden limitar su uso en operaciones posteriores. Por otra parte, la adición de estos dispersantes, agentes tensoactivos, solubilizantes y puede aumentan la complejidad y el costo de la operación de perforación.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe métodos y composiciones para su uso en operaciones subterráneas. Más particularmente, la presente invención describe polímeros estabilizadores de
alquitrán utilizados para tratar alquitrán residente en el hueco de un pozo y los métodos de uso asociados.
Una modalidad de la presente invención proporciona un método para el tratamiento de alquitrán del hueco de un pozo. El método puede comprender poner en contacto alquitrán residente en el hueco de un pozo con un polímero estabilizador de alquitrán que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste de un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero acrilato de estireno y cualquier combinación de los mismos. El método puede comprender además permitir que el polímero estabilizador de alquitrán interactúe con el alquitrán para reducir al menos de forma parcial la tendencia del alquitrán a adherirse a una superficie.
Otra modalidad de. la presente invención proporciona un método para el tratamiento de alquitrán en el hueco de un pozo. El método puede comprender el uso de una barrena para agrandar el hueco de un pozo en una formación subterránea que comprende alquitrán. El método puede comprender además la circulación de un fluido de perforación por la barrena de perforación para eliminar recortes de la barrena de perforación, en donde el fluido de perforación comprende un fluido acuoso y un polímero estabilizador de alquitrán que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que
consiste de un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero acrilato de estireno y . cualquier combinación de los mismos.
También, otra modalidad de la presente invención proporciona un fluido de tratamiento. El fluido de tratamiento puede comprender un fluido acuoso. El fluido de tratamiento puede comprender además un polímero estabilizador de alquitrán que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste de un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero acrilato de estireno y cualquier combinación de los mismos.
Las características y ventajas de la presente invención serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica. Ya que los expertos en la técnica, pueden hacer numerosos cambios, estos cambios están dentro del espíritu de la invención .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe métodos y composiciones para su uso en operaciones subterráneas. Más particularmente, la presente invención : describe polímeros estabilizadores de alquitrán utilizados para tratar el alquitrán residente en el hueco de un pozo y los métodos de uso asociados. Como se usa aquí, el término "polímero estabilizador de alquitrán" se
refiere a un polímero que puede interactuar con el alquitrán residente en el hueco de un pozo, de tal modo que el alquitrán sea menos pegajoso y/o menos capaz de adherirse a una superficie. Una de las muchas ventajas de la presente invención, muchas de los cuales no se discuten o mencionan en el presente documento, es que el alquitrán tratado con las composiciones y métodos descritos en este documento puede ser sustancialmente menos pegajoso y/o menos capaz de adherirse a una superficie. Como resultado, el alquitrán tratado de esta manera puede ser susceptible a separación con rejilla de los fluidos de tratamiento, los recortes en la perforación, arenas de alquitrán y similares.
Las modalidades de la presente invención describen polímeros estabilizadores de alquitrán que comprenden un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero acrilato de estireno o cualquier combinación de los mismos. Los polímeros estabilizadores- de alquitrán adecuados generalmente se pueden emulsionar en un fluido acuoso de acuerdo con las modalidades presentes. En algunas modalidades, los polímeros estabilizadores de alquitrán pueden ser iónicos o no iónicos por naturaleza. En ciertas modalidades, los . polímeros estabilizadores de alquitrán pueden interactuar con el alquitrán residente en el hueco de un pozo de tal modo que se alteren las propiedades del
alquitrán. En ciertas modalidades, los polímeros estabilizadores de alquitrán se pueden unir o recubrir el alquitrán de tal modo que el alquitrán se haga menos pegajoso. .
Los ejemplos de polímeros de estireno que pueden ser adecuados para su uso en las modalidades de la presente invención incluyen,, pero no se limitan a, copolímeros de estireno que incluyen los co-monómeros de estireno o cualquier derivado del mismo. En algunas modalidades, el polímero de estireno se puede hacer co la polimerización de estireno, que puede ser sustituido o no sustituido. El estireno puede ser sustituido por cualquier número de diferentes grupos que serán evidentes para los expertos en la técnica, incluyendo sin limitación, grupos cloro, grupos bromo, grupos fluoro, grupos alquilo, grupos alcoxi, grupos alquenilo, grupos alquinilo, grupos arilo y versiones sustituidas de los mismos. Las combinaciones de polímeros de estireno también pueden ser adecuadas, en ciertas modalidades. En algunas modalidades, el polímero de estireno puede comprender estireno en una cantidad en un rango de aproximadamente 90% a aproximadamente 100% en peso del polímero de estireno, aproximadamente 95% a aproximadamente 100% en peso del polímero de estireno, o alrededor de 99% a aproximadamente 100% en peso del polímero de estireno. En una
modalidad, el polímero de estireno puede consistir en estireno. En algunas modalidades, el polímero de estireno puede estar esencialmente libre de acrilato y/o ácido acrílico.
Los ejemplos de polímeros de acrilato que pueden ser adecuados para su uso en las modalidades de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, copolímeros de acrilato, que incluyen los co-monómeros de acrilato o cualquier derivado del mismo. El acrilato de alquilo puede ser sustituido por cualquier número de diferentes grupos que serán evidentes para los expertos en la técnica, incluyendo sin limitación, grupos cloro, grupos bromo, grupos fluoro, grupos alquilo, grupos alcoxi, grupos alquenilo, grupos alquinilo, grupos arilo. y versiones sustituidas de los mismos. De acuerdo con las presentes modalidades, el acrilato puede comprender dos o más unidades seleccionadas individualmente del grupo que consiste en -acrilato, metacrílato, -etilacrilato, -propilacrilato, -butilacrilato, -tert-butilacrilato, metacrílato de n-hidroxietilo, acrilato de potasio, acrilato de pentabromobencilo, metacrílato de metilo, metacrílato de etilo, acrilato de n-nitrofenilo, acrilato de metil 2 (aciloximetilo) , acrilato de ciclohexilo, acrilato de n-etilhexilo y cualquier derivado de los mismos. Las combinaciones de polímeros de acrilato también pueden ser
adecuadas, en ciertas modalidades. En algunas modalidades, el polímero de acrilato puede formarse por la polimerización de ácido acrílico, que posteriormente puede neutralizarse para formar el copolímero de acrilato. En algunas modalidades, el polímero de acrilato puede comprender acrilato en una cantidad de un rango de aproximadamente 90% a aproximadamente 100% en peso del polímero de acr lato, aproximadamente 95% a aproximadamente 100% en peso del polímero de acrilato o alrededor de 99% a aproximadamente el 100% en peso del polímero de acrilato. En una modalidad, el polímero de acrilato puede consistir en acrilato. En algunas modalidades, el polímero de acrilato puede estar esencialmente libre de estireno.
Los ejemplos de polímeros de acrilato de estireno que pueden ser adecuados para su uso en las modalidades de la presente invención pueden incluir, pero no se limitan a, copolímeros de acrilato de estireno y copolímeros mixtos que incluyen al menos una unidad que comprende estireno, un estireno sustituido y cualquier derivado del mismo; y al menos una que comprende -acrilato, -metacrilato, etilacrilato, -propilacrilato, -butilacrilato, -tert-butilacrilato, metacrilato de n-hidroxietilo, acrilato de potasio, acrilato de pentabromobencilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de n-nitrofenilo,
acrilato de metilo 2 (aciloximetilo) acrilato de ciclohexilo, acrilato de n-etilhexilo y cualquier derivado de los mismos. Las combinaciones de polímeros de acrilato de estireno adecuados también pueden ser adecuadas, en ciertas modalidades.
En algunas modalidades, se pueden proporcionar los polímeros estabilizadores de alquitrán en forma de una emulsión de látex o un polvo. Por ejemplo, una emulsión de látex que se puede utilizar comprende el polímero estabilizador de alquitrán. En algunas modalidades, la emulsión de látex puede estar en el rango de aproximadamente 5% a aproximadamente 60% activo en peso. En algunas modalidades, la emulsión de látex puede tener un pH en el rango de aproximadamente 2 a aproximadamente 4. La emulsión de látex puede comprender además un tensoactivo. Generalmente, cualquier tensoactivo que emulsione y/o suspenda los polímeros estabilizadores de alquitrán se puede utilizar en las modalidades de los fluidos de la presente invención. En ciertas modalidades, puede ser deseable seleccionar un agente tensoactivo que no emulsione el alquitrán que se busca tratar. En ciertas modalidades, los agentes tensoactivos pueden estar presentes en una cantidad suficiente para emulsionar y/o suspender los polímeros estabilizadores de alquitrán. Esta cantidad puede depender
de, entre otras cosas, el tipo de tensoactivo utilizado y la cantidad de polímero estabilizador de alquitrán que se va a emulsionar y/o suspender. Un experto en la técnica reconocerá, con el ben.eficio de esta descripción, el tipo y la cantidad de tensoactivo que debe añadirse para una aplicación particular. En otra modalidad, los polímeros estabilizadores de alquitrán pueden proporcionarse en la forma de un polvo que puede, por ejemplo, dispersarse en agua. En algunas modalidades, el polímero estabilizador de alquitrán puede tener, por ejemplo, un tamaño de partícula de menos de aproximadamente 1 miera, menos de aproximadamente 500 nanometros o menos de aproximadamente 100 nanómetros.
De acuerdo con las presentes modalidades, uno o más de los polímero estabilizadores de alquitrán pueden estar incluidos en un fluido de tratamiento tal como se describe en el presente documento. Como se usa aquí, el término "fluido de tratamiento" se refiere a cualquier fluido que puede ser utilizado en una aplicación subterránea en conjunto con una función deseada y/o para un propósito deseado. El término "fluido de tratamiento" no implica ninguna acción particular del fluido o cualquier componente del mismo. Los fluidos de tratamiento pueden ser utilizados, por ejemplo, para perforar, completar, reacondicionar, fracturar, reparar, o de cualquier manera preparar el hueco de un pozo para la
recuperación de materiales que residen en una , formación subterránea penetrada por el hueco del pozo. Los ejemplos de fluidos de tratamiento incluyen, pero no se limitan a, composiciones de cemento, fluidos de perforación, fluidos espaciadores y fluidos de marcado.
En algunas modalidades, al menos un polímero estabilizador de alquitrán puede incluirse en un fluido de tratamiento en una cantidad suficiente para tratar el alquitrán en el hueco del pozo. En ciertas modalidades, la concentración del polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento puede ser al menos de aproximadamente 1% en volumen del fluido, y hasta una cantidad tal que el polímero estabilizador de alquitrán se precipite fuera del fluido. En ciertas modalidades, la concentración de polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento puede estar en el rango de aproximadamente 1% a aproximadamente 70% en volumen del fluido. En ciertas modalidades, la concentración del polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento puede estar en el rango de aproximadamente 1% a aproximadamente 10% en volumen del fluido. En ciertas modalidades, el alquitrán de polímero estabilizador se puede añadir al fluido de tratamiento en forma de una emulsión de tipo látex o partículas dispersas. Un experto en la técnica, con el beneficio de esta
descripción, será capaz de determinar la concentración apropiada del polímero estabilizador de alquitrán en el fluido para una aplicación particular.
En algunas modalidades, el fluido de tratamiento puede comprender además un fluido acuoso. Por ejemplo, el polímero estabilizador de alquitrán puede estar disperso en el líquido acuoso para formar el. fluido de tratamiento. En una modalidad, una emulsión de látex que comprende un polímero estabilizador de alquitrán puede estar dispersa en el fluido acuoso. En otra modalidad, un polvo que comprende un polímero estabilizador de alquitrán puede estar disperso en el líquido acuoso. El fluido, acuoso utilizado en los fluidos de tratamiento de la presente invención puede ser agua fresca, agua destilada o agua salada (por ejemplo, agua que contiene una o más sales disueltas en la misma) . En ciertas modalidades, el fluido de tratamiento puede ser un fluido a base de acuosa. Generalmente, el agua puede ser de cualquier fuente, a condición de que no contenga compuestos que afecten de forma indeseable a otros componentes del fluido de tratamiento.
En ciertas modalidades, .los fluidos de tratamiento de la presente invención pueden comprender además un agente de viscosidad, por ejemplo, para ayudar en la suspensión de los polímeros estabilizadores de alquitrán en el fluido de
tratamiento. Los agentes viscosidificadores adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, agentes coloidales (por ejemplo, arcillas tales como bentonita, polímeros y goma guar) , agentes de formación de emulsión, tierras diatomáceas, biopolimeros , polímeros sintéticos, quitosanos, almidones, gelatinas, o mezclas de los mismos.
También se pueden añadir otros aditivos adecuados para su uso en los fluidos de tratamiento subterráneo a las modalidades de los fluidos de tratamiento. Los fluidos de tratamiento de la presente invención pueden comprender cualquiera de esos aditivos adicionales que no interactúan de forma indeseable con el polímero estabilizador de alquitrán o con otros componentes del fluido. Los fluidos de tratamiento utilizados en los métodos de la presente invención opcionalmente pueden comprender cualquier número de aditivos adicionales, incluyendo, pero no limitado a, sales, agentes tensoactivos, aditivos de^ control de pérdida de fluido, gases (por ejemplo, nitrógeno, dióxido de carbono) agentes modificadores de la superficie, agentes de adherencia, agentes espumantes, inhibidores de corrosión, inhibidores de incrustaciones, catalizadores, agentes de control de arcilla, biocidas, reductores de fricción, agentes antiespumantes , agentes de obturación, dispersantes, floculantes, eliminadores de sulfuro de hidrógeno, eliminadores de dióxido
de carbono, secuestradores de oxigeno, lubricantes, separadores de viscosidad, agentes ponderantes (por ejemplo, barita), modificadores de permeabilidad relativa, resinas, materiales particulados (por ejemplo, partículas de sustentantes), agentes humectantes, agentes de intensificación de recubrimiento y similares. Los agentes ponderantes se pueden utilizar, .por ejemplo, en los fluidos de tratamiento, como los fluidos de perforación para proporcionar una densidad suficiente para, por ejemplo, controlar las presiones de formación. Un experto en la técnica, con el beneficio de esta descripción, será capaz de determinar qué aditivos adicionales son apropiados para una aplicación particular.
Como lo apreciarán los expertos en la técnica, con el beneficio de esta descripción, las modalidades de los fluidos de tratamiento pueden utilizarse en una variedad de operaciones subterráneas para el tratamiento de alquitrán residente en una perforación de pozo. Con el tratamiento de del alquitrán con un polímero estabilizador de alquitrán, tal como se describe en el presente documento, la adhesividad del alquitrán puede reducirse, facilitando la remoción del alquitrán del hueco de un pozo u otra superficie, por ejemplo. En algunas modalidades, la presente invención describe un método que comprende alquitrán residente en
contacto con el hueco de un pozo con un polímero estabilizador de alquitrán, y permitiendo que el polímero estabilizador de alquitrán interactúe con el alquitrán para reducir al menos parcialmente la tendencia del alquitrán a adherirse a una superficie. De esta manera, se puede facilitar la eliminación del alquitrán del hueco del pozo u otra superficie puede. En una modalidad, un fluido de tratamiento que comprende el polímero estabilizador de alquitrán se puede introducir en el hueco del pozo de modo que el polímero estabilizador de alquitrán tenga contacto con el alquitrán. Un experto en la técnica, con el beneficio de esta descripción, debe ser capaz de determinar la cantidad apropiada de tiempo- para permitir que el polímero estabilizador de alquitrán interactúe con el alquitrán a fin de reducir al menos parcialmente la adhesividad del alquitrán. En ciertas modalidades, después de se dejó que el polímero estabilizador de alquitrán interactuara con el alquitrán, entonces se puede retirar el alquitrán del hueco del pozo con cualquier medio posible de la aplicación dada.
En algunas modalidades,' un fluido de tratamiento que comprende un polímero estabilizador de alquitrán puede ser introducido en el hueco de un pozo como un fluido de perforación. Por ejemplo, se puede utilizar una barrena para ampliar el agujero del pozo, y el fluido de tratamiento que
comprende el polímero estabilizador de alquitrán puede circular en el hueco del pozo hasta la broca. En algunas modalidades, el fluido de perforación puede pasar a través del interior de una sarta de perforación, que sale por un extremo distal del mismo (por ejemplo, a través de la barrena) , y regresa a la superficie a través de un espacio anular entre la sarta de perforación y la pared del hueco de un pozo. Entre otras cosas, el fluido de perforación circulante debe lubricar la sarta de perforación, llevar los recortes de perforación a la superficie y/o equilibrar la presión de la formación ejercida en el hueco del pozo. En ciertas modalidades, el fluido de perforación puede tener una densidad en el rango de alrededor de 0.899 kg/1 (7.5 libras por galón) a aproximadamente 2.15 kg/1 (18 Ib/gal); y de forma alternativa de aproximadamente 1.43 kg/1 (12 libras/gal) a aproximadamente 2.15 kg/1 (18 lb/gal) .
En algunas modalidades, el alquitrán se puede encontrar durante la perforación del hueco del pozo. Las zonas del hueco del pozo pueden estar en. contacto intencionalmente o no durante la perforación. Por ejemplo, las modalidades pueden incluir la perforación en zonas del hueco del pozo que contienen arenas de alquitrán. El término "arenas de alquitrán" no implica o requiere ninguna cantidad específica presente de alquitrán. En algunas modalidades, uno o más
huecos de pozos generalmente horizontales se pueden perforar a través de las arenas de alquitrán. De acuerdo con las modalidades presentes, un polímero estabilizador de alquitrán se puede incluir en el fluido de perforación mientras se perora el hueco del pozo en estas zonas que contienen alquitrán. De esta manera, el. polímero estabilizador de alquitrán contenido en el fluido de tratamiento puede modificar al menos una parte de alquitrán de modo que sea menos pegajoso, haciéndolo menos probable de que se adhiera a las sartas de perforación y otros tubulares utilizados en las operaciones de perforación. El alquitrán modificado de esta manera puede producir recortes de alquitrán que se pueden eliminar de manera más efectiva desde el agujero del pozo. Además, el alquitrán que se perfora puede ser menos probable que fluya en el hueco del pozo o la formación subterránea ya que se pueden alterar las .propiedades plásticas del alquitrán. Del mismo modo, el alquitrán tratado que se forma sobre la superficie del hueco del pozo puede actuar para estabilizar el agujero del pozo. Además, el alquitrán tratado con los polímeros estabilizadores de alquitrán se puede separar de un fluido de tratamiento haciendo pasar el fluido a través de una rejilla o aparato de separación similar.
En algunas modalidades, un fluido de tratamiento que comprende un polímero estabilizador de alquitrán puede ser
introducido en el hueco de un pozo como pildora para el tratamiento local, en donde el fluido de tratamiento se introduce en el hueco del pozo para interactuar con el alquitrán en una parte especifica del hueco del pozo. En algunas modalidades, la pildora puede ser introducida en una zona del hueco del pozo que contiene arenas de alquitrán. La pildora debe entrar en el hueco del pozo e interactuar con el alquitrán residente en el pozo, modificando asi,, al menos, una parte del alquitrán, de modo que se haga menos pegajoso. En ciertas modalidades de este tipo, el polímero estabilizador de alquitrán se deja interactuar con el alquitrán residente en el pozo por lo menos un tiempo suficiente para reducir al menos de forma parcial la adhesividad del alquitrán. En algunas modalidades, esto puede ser más de aproximadamente una hora. En otros, se requerirá más tiempo para reducir al menos parcialmente la adhesividad del alquitrán, dependiendo de, entre otros factores, la temperatura en el interior del hueco del pozo y la cantidad de alquitrán en la parte del hueco del pozo que está en tratamiento. Un experto en la técnica, con el beneficio de esta descripción, será capaz de determinar la. cantidad apropiada de tiempo para permitir que el polímero estabilizador de alquitrán interactúe con el alquitrán. En ciertas modalidades, después de que se ha dejado que el
polímero estabilizador de alquitrán interactúe con el alquitrán, entonces se puede retirar el alquitrán del hueco del pozo con cualquier medio practicable para la aplicación dada. En algunas modalidades, la pildora se puede utilizar antes y/o después de u fluido de perforación no acuoso, que puede comprender cualquier número de líquidos orgánicos, incluyendo, pero sin limitarse a, aceites minerales, aceites sintéticos, ésteres, aceites de parafina, aceite diesel y similares.
En algunas modalidades, la cantidad del polímero estabilizador de alquitrán presente en el fluido de tratamiento se puede monitorizar mientras que el polímero estabilizador de alquitrán circula por el pozo. Por ejemplo, una vez que una unidad del polímero estabilizador de alquitrán en un fluido' de tratamiento se deja que interactúe con una unidad del alquitrán en el hueco de un pozo, la unidad del polímero estabilizador de alquitrán pudo disminuir desde el fluido de tratamiento y por lo tanto es incapaz de interactuar con alquitrán adicional. Por esta razón, puede ser deseable supervisar la concentración del polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento para determinar si debe añadirse más. En algunas modalidades, se puede añadir el polímero estabilizador de alquitrán al fluido de tratamiento antes de que el fluido de tratamiento se
introduzca en el hueco del pozo, por ejemplo, un proceso de mezcla por lotes. En algunas modalidades, puede ser deseable continuar añadiendo el polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento (por ejemplo, en la mezcla "sobre la marcha") de acuerdo con. la concentración monitoreada del polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento. En algunas modalidades, la concentración de polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento se puede monitorear de forma directa. En algunas modalidades, la concentración de polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento se puede monitorear de forma indirecta mediante la medición de la disminución del polímero estabilizador de alquitrán del fluido de tratamiento. La concentración del polímero estabilizador de alquitrán en el fluido de tratamiento se puede monitorear, por ejemplo, por medio de espectroscopia analítica de polímero, cromatografía, gravimetría y precipitación cuantitativa.
Para facilitar una mejor comprensión de la presente invención, se dan los siguientes ejemplos de modalidades específicas. De ninguna manera se deben leer los siguientes ejemplos para limitar o definir todo el ámbito de la invención.
EJEMPLO 1
Se formuló un fluido de base acuosa como se muestra en la Tabla 1.
También se formuló un fluido de base acuosa como muestra en la Tabla 2.
Se colocó una muestra de 50g de arena de alquitrán (25% de alquitrán en masa) en un primer barril de laboratorio de 1/2 junto con 133. lg de fluido base 1 y una varilla de prueba de acero. Se colocó una muestra de 12.5g de alquitrán en un segundo barril de laboratorio de 1/2 junto con 216.9 g de fluido base 2 y una varilla de prueba de acero. Los barriles se laminaron en caliente durante 16 horas a 66.7°C (aprox. 150°F) bajo de 14.06 kg/cm2 (200 psi) en una cámara de laminado, y las barras de prueba se inspeccionaron para detectar la acumulación de alquitrán. El Fluido Base 1 estaba contaminado con arena de alquitrán, y el alquitrán se acumuló en la varilla de prueba. El Fluido 2 Base estaba contaminado con alquitrán y el alquitrán se acumuló en la varilla de prueba.
EJEMPLO 2
Como se muestra en la Tabla 3, se prepararon las dos muestras de fluido usando el fluido base 1 descrito en la Tabla 1. Las muestras de fluido se designan en la Muestra A y B en la tabla de abajo. Los polímeros de acrilato de estireno utilizados en este ejemplo se obtuvieron como una emulsión y se emplearon como tal. El inhibidor de corrosión Baracor 700™ es un aditivo anticorrosión disponible comercialmente con Halliburton Energy Services,' Houston, Texas. Después de la
laminación en caliente durante 16 horas a 66.7°C (150°F aprox.) abajo de 14.06 kg/cm2 (200 psi) en una cámara de laminado, la masa de la varilla de prueba se determinó con cualquier acumulación de alquitrán y después de que se limpió el alquitrán acumulado. Estas masas y la masa de la acumulación de alquitrán para' cada muestra se presentan en la Tabla 3.
EJEMPLO 3
En este ejemplo, el alquitrán se seleccionó de los fluidos que contienen alquitrán. El fluido base 1 se combinó con la arena de alquitrán y, en dos casos, un aditivo de tratamiento, como a continuación se muestra en la Tabla 4. Los fluidos que contienen alquitrán se laminaron en caliente y luego se vertieron con un material de tamiz vibratorio para evaluar las posibles propiedades de obstrucción del tamiz. Un tamiz 'puede ser considerado válido si el alquitrán es pegajoso y comienza a sellar/obstruir las aberturas del tamiz
evitando asi que un fluido se drene de manera efectiva. La muestra C fue una base de referencia del alquitrán no tratado y adhesivo, y dejó que el tamiz se ensuciara. La muestra D fue un tratamiento infructuoso con una sal de sodio, que también produjo que el tamiz se ensuciara. La muestra E era un tratamiento químico -de alquitrán con polímeros de acrilato de estireno que produjo que un alquitrán no adhesivo y un tamiz minimizado se ensuciaran. Los polímeros de acrilato de estireno utilizados en este ejemplo (E) fueron los mismos que en las pruebas anteriores.
EJEMPLO 4
En este ejemplo, se formuló otro fluido de base acuosa como se muestra en la Tabla 5. Este fluido de base acuosa en la Tabla 5 aparece como Fluido Base 3.
Las muestras de fluido se prepararon al agregar el copolimero de estireno al Fluido Base 3 en diferentes cantidades para determinar su efecto en el alquitrán del hueco del pozo, como se muestra en la Tabla 6 siguiente. Las muestras de fluido se muestran en las Muestras F y G de la tabla siguiente. El copolimero de estireno se obtuvo de una emulsión de látex (aproximadamente 45% en peso activo) y se utilizó como se recibió. El inhibidor de corrosión Baracor 700MN' disponible con Halliburton Energy Services, Inc., también se añadió a las muestras de fluido, como se indica en
la tabla siguiente. Las arenas de alquitrán con aproximadamente 80% de arenas y 20% de betún en peso fueron 'utilizadas para esta prueba. Se utilizó una varilla de acero para simular la interacción de la sarta de perforación con las arenas de alquitrán. Para cada prueba, las arenas de alquitrán se colocaron en un barril de laboratorio junto con la muestra de fluido respectiva y la varilla de acero. El sistema se aceleró al laminar a 25°C (aproximadamente 77°F) por 16 horas en una cámara de laminado. La masa de la varilla de acero se determinó antes de la prueba sin alquitrán acumulado y después de la prueba con alquitrán acumulado. La masa de la varilla también se midió después del enjuagado con un chorro de agua. Estas masas y la masa del alquitrán acumulado para cada muestra se reportan en la tabla siguiente.
muy poco
pegajoso y fácil de eliminar.
Como se muestra en la tabla anterior, las tierras de alquitrán se trataron con el copolimero de estireno con el
alquitrán que no se vuelve pegajoso por naturaleza. Una parte del alquitrán se pegó ligeramente a la varilla de acero pero se presionó únicamente de forma mecánica a la varilla pues se resbalaba fácilmente con un chorro de agua, revelando asi la naturaleza no adhesiva del alquitrán.
EJEMPLO 5
En este ejemplo, se prepararon dos muestras de fluidos adicionales mediante la adición de un copolimero de acrilato de Fluido Base 3 en diferentes cantidades para determinar su efecto sobre el alquitrán del hueco del pozo, como se muestra en la Tabla 7. Las muestras de fluido se designan en las Muestras H e I en la tabla siguiente. El copolimero de acrilato se obtuvo como una emulsión de látex (aprox. 45% en peso activo) y se utilizó como se recibió. El inhibidor de corrosión Baracor 700™, disponible con Halliburton Energy Services, Inc., también se añadió a las muestras de fluido, tal como se indica en la siguiente tabla. Las arenas de alquitrán, con aproximadamente 80% de arena y 20% de betún en
peso se utilizaron para esta prueba. Se utilizó una barra de acero para simular la interacción de las sartas de perforación con las arenas de alquitrán. Para cada prueba, las arenas de alquitrán se colocaron en un barril de laboratorio junto con la muestra de fluido respectiva y la varilla de acero. A continuación, el sistema se aceleró con el laminado en aproximadamente 25°C (aprox. 77°F) durante 16 horas en una cámara de laminado. La masa de la varilla de acero se determinó antes de la prueba sin alquitrán acumulado y después de la prueba con alquitrán acumulado. La masa de la varilla también se midió después de enjuagar con un chorro de agua. Estas masas y la masa de alquitrán acumulado para cada muestra se presentan en la tabla siguiente.
Aunque las composiciones y métodos se describen, en términos de "que comprende", "que contiene" o "que incluye"
diversos componentes o pasos, las composiciones y los métodos también pueden "consistir esencialmente en" o "consistir en" los diversos componentes y pasos. Siempre que se describa un rango numérico con un limite inferior y un limite superior, cualquier número y cualquier rango incluido que se encuentre dentro del rango es descrito de forma especifica. En particular, cada rango de valores (de la forma de "aproximadamente A hasta aproximadamente B," o de la forma equivalente, "de aproximadamente A hasta B," o de forma equivalente, "de aproximadamente A-B") descrito en este documento se entiende que establece sucesivamente cada número y rango englobados dentro del rango más amplio de valores. Por otra parte, los artículos indefinidos "un" o "una", como se utilizan en las reivindicaciones, se definen en el presente documento para significar uno o más de uno de los elementos que introduce. Además, los términos de las reivindicaciones tienen su significado común y corriente, a menos que el titular de la patente defina explícita y claramente lo contrario.
Por lo tanto, la presente invención se adapta bien para cumplir con los fines y ventajas mencionados, así como aquellos que son inherentes a la misma. Las modalidades particulares descritas anteriormente son sólo ilustrativas, ya que la presente invención se puede modificar y practicar
en diferentes pero equivalentes maneras por los expertos en la técnica que tengan el beneficio de las enseñanzas de este documento. Aunque se discuten modalidades particulares, la invención cubre todas las combinaciones de todas esas modalidades. Además, no hay limitaciones destinadas a los detalles de construcción o diseño mostrados en el presente documento, excepto como se describe en las reivindicaciones siguientes. Por lo tanto, es evidente que las modalidades particulares ilustrativas descritas anteriormente pueden ser alteradas o modificadas y todas las variaciones se consideran dentro del alcance y espíritu de la presente invención.
Claims (28)
1. Un método para el tratamiento de alquitrán del hueco de un pozo caracterizado porque comprende: poner en contacto alquitrán residente en el hueco de un pozo con un polímero estabilizador de alquitrán que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero de acrilato de estireno y cualquier combinación de los mismos; y permitir que el polímero estabilizador de alquitrán interactúe con el alquitrán para reducir al menos parcialmente la tendencia del alquitrán a adherirse a una superficie.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán comprende el polímero de estireno, el polímero de estireno comprende un copolímero de estireno.
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el copolímero de estireno comprende estireno en una cantidad dentro del rango de aproximadamente 90% a aproximadamente 100% en peso.
4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el copolímero de estireno comprende co-monómeros de estireno.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán comprende el polímero de acrilato, el polímero de acrilato comprende un copolímero de acrilato.
6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el copolímero de acrilato comprende dos o más unidades seleccionadas individualmente del grupo que consiste en -acrilato, . -metacrilato, -etilacrilato, propilacrilato, -bútilacrilato, -tert-butilacrilato, metacrilato de n-hidroxietilo, acrilato de potasio, acrilato de pentabromobencilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato - de . n-nitrofenilo, acrilato de metil 2 (aciloximetilo) acrilato de ciclohexilo, acrilato de n-etilhexilo y cualquier derivado de los mismos.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán comprende el polímero de acrilato d'e estireno, el polímero de acrilato de estireno comprende un copolímero de acrilato de estireno.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende la dispersión de al menos una emulsión de látex que comprende el polímero estabilizador de alquitrán en un fluido acuoso para formar un fluido de tratamiento, y la introducción del fluido de tratamiento en el hueco del pozo.
9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la dispersión del polímero estabilizador .'de alquitrán en forma de polvo en un fluido acuoso para formar un fluido de tratamiento; y la introducción del fluido de tratamiento en el hueco del pozo.
10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán está presente en un fluido de tratamiento en una cantidad de aproximadamente 1% a aproximadamente 70% en volumen del fluido de tratamiento.
11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán está presente en un fluido de tratamiento en una cantidad de aproximadamente 1% a aproximadamente 10% en volumen del fluido de tratamiento.
12. El método .de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán está presente en un fluido de' tratamiento, el fluido de tratamiento comprende' además un agente viscosificador seleccionado del grupo que consiste en un agente coloidal, una arcilla, un polímero, goma de guar, un agente formador de emulsión, tierras diatomáceas, un biopolímero, un polímero sintético, quitosan, un almidón, una gelatina y cualquier mezcla de los mismos.
13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán está presente en un fluido de tratamiento, el fluido de tratamiento además comprende al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste de una sal, un tensoactivo, un aditivo de control de pérdida de fluido, un gas, nitrógeno, dióxido de carbono, un agente modificador de la superficie, un agente de adhesión, un espumante, un inhibidor de la corrosión, un inhibidor de incrustación, un catalizador, un agente de control de arcilla, un biocida, un reductor de fricción, un agente antiespumante, un agente obturante, un dispersante, un floculante, un secuestrante de sulfuro de hidrógeno, un secuestrante de dióxido de carbono, un secuestrante de oxígeno, un lubricante, un viscosidificador, un separador de viscosidad, un agente ponderante, barita, un modificador de permeabilidad relativa, una resina, un material particulado, un agente sustentante particulado, un agente humectante, un agente de intensificación de recubrimiento, y cualquier combinación de los mismos.
14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán está presente en un fluido de tratamiento, y en donde el método comprende la circulación del fluido de tratamiento hasta una barrena de perforación para eliminar los recortes de la barrena de perforación.
15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán está presente en un fluido de tratamiento, y en donde el método comprende además la introducción del fluido de tratamiento en el pozo como una pildora para un tratamiento local del alquitrán del hueco del pozo.
16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además la supervisión de la concentración del polímero estabilizador de alquitrán en un fluido de tratamiento.
17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán se introduce en una zona del hueco del pozo que comprende arenas de alquitrán.
18. Un método para el tratamiento de alquitrán del hueco del pozo, caracterizado porque comprendé: utilizar una barrena de perforación para ampliar el hueco de un pozo en una formación subterránea que comprende alquitrán; y hacer circular un fluido de perforación hasta la barrena de perforación para eliminar los recortes de la barrena de perforación, en donde el fluido de perforación comprende un fluido acuoso y un polímero estabilizador de alquitrán que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero de acrilato de estireno, y cualquier combinación de los mismos.
19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la formación subterránea comprende arenas de alquitrán que componen el alquitrán.
20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán comprende el polímero de estireno, el polímero de estireno comprende un copolímero de estireno.
21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el copolímero de estireno comprende estireno en una cantidad dentro del rango de aproximadamente 90% a aproximadamente 100% en peso.
22. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el copolímero de estireno comprende co-monómeros de estireno.
23. El método de conformidad con la reivindicación 18., caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán comprende el polímero de acrilato, el polímero de acrilato comprende un copolímero de acrilato.
24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el copolímero de acrilato comprende dos o más unidades seleccionadas individualmente del grupo que consiste en -acrilato, -metacrilato, -etilacrilato, propilacrilato, . -butilacrilato, -tert-butilacrilato, metacrilato de n-hidroxietilo, acrilato de potasio, acrilato de pentabromobencilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de n-nitrofenilo, acrilato de metil 2-(aciloximetilo) , acrilato de ciclohexilo, acrilato de n-etilhexilo y cualquier derivado de los mismos.
25. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán comprende el polímero de acrilato de estireno, el polímero de acrilato de estireno comprende un copolímero de acrilato de estireno.
26. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el polímero estabilizador de alquitrán está presente en el fluido de perforación en una cantidad de aproximadamente 1%. a aproximadamente 10% en volumen del fluido de perforación.
27. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el fluido de perforación comprende además un agente de ponderación.
28. Un fluido de tratamiento, caracterizado porque comprende: un fluido acuoso; y . un polímero estabilizador de alquitrán que comprende al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polímero de estireno, un polímero de acrilato, un polímero de acrilato de estireno y cualquier combinación de los mismos.
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