MX2014011607A - Fluidos de acidificacion que comprenden un inhibidor de bloque de sal y metodos para su uso. - Google Patents

Abstract

Se describen fluidos de tratamiento que comprenden un ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos que se pueden utilizar en conjunto con la acidificación de una formación subterránea que contiene un material silíceo. La inclusión de un inhibidor de bloque de sal en los fluidos de tratamiento puede eliminar o reducir la formación de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles que se pueden producir cuando se lleva a cabo una operación de acidificación. Los métodos para tratar una formación subterránea pueden comprender: proporcionar un fluido de tratamiento que comprende un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y un ácido fluorhídrico, un compuesto que genere ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos, e introducir el fluido de tratamiento en la formación subterránea.

Description

FLUIDOS DE ACIDIFICACIÓN QUE COMPRENDEN UN INHIBIDOR DE BLOQUE DE SAL Y MÉTODOS PARA SU USO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a la acidificación matriz de las formaciones subterráneas y, más específicamente, a los fluidos de tratamiento que pueden eliminar o reducir la producción de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles que se pueden producir en conjunto con una operación de acidificación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los fluidos de tratamiento se pueden utilizar en una variedad de operaciones de tratamiento subterráneas. Tales operaciones de tratamiento pueden incluir, sin limitación, operaciones de perforación, operaciones de estimulación, operaciones de producción, tratamientos de control de arena y similares. Tal como se utiliza aquí, los términos "tratar", "tratamiento", "que trata", y sus equivalentes gramaticales se refieren a cualquier operación subterránea que utiliza un fluido en conjunción con el logro de una función deseada y/o para un propósito deseado. El uso de estos términos no implica ninguna acción en particular para el fluido de tratamiento. Las operaciones de tratamiento ilustrativas pueden incluir, por ejemplo, las operaciones de fracturación, las operaciones de empaquetado de grava, las operaciones de acidificación, de disolución escala y eliminación, las operaciones de consolidación y similares..

En las operaciones de acidificación, una formación subterránea que contiene un material soluble en ácido se puede tratar con un ácido para disolver al menos una porción del material. Los componentes de la formación de la matriz de la formación en algunos casos pueden comprender el material soluble en ácido. En otros casos, el material soluble en ácido pudo haber sido introducido deliberadamente en la formación subterránea junto con una operación de estimulación (por ejemplo, partículas de agente apuntalante). Los ejemplos ilustrativos de los componentes de la formación que pueden disolverse en un ácido incluyen, por ejemplo, carbonatos, silicatos y aluminosilicatos . La disolución de estos componentes de formación puede deseablemente hacer huecos y vías conductoras de flujo en la formación que puede mejorar el nivel de formación de la producción de hidrocarburos, por ejemplo. En un motivo similar, la acidificación puede ser utilizada para eliminar tipos similares de precipitación que puedan estar presentes en la formación.

A menudo las formaciones de carbonato contienen minerales que forman un anión de carbonato (por ejemplo, calcita) . Cuando se acidifica una formación de carbonato, la sola acidez del fluido de tratamiento puede ser suficiente para solubilizar los componentes de la formación. Ambos ácidos minerales (por ejemplo, ácido clorhídrico) y ácidos orgánicos (por ejemplo, ácidos acético y fórmico) se pueden utilizar para tratar una formación de carbonato, a menudo con grados similares de éxito.

Las formaciones silíceas pueden incluir minerales tales como, por ejemplo, zeolitas, arcillas, y feldespatos. La mayoría de las formaciones de arenisca contienen de aproximadamente 40% a aproximadamente 98% de partículas de arena de cuarzo (es decir, sílice) , unidas entre sí por diversas cantidades de material de cimentación, incluyendo carbonatos (por ejemplo, calcita), aluminosilicatos, y otros silicatos. Tal como se utiliza aquí, el término "silícea" se refiere a una sustancia que tiene las características de sílice, incluyendo silicatos y/o aluminosilicatos.

La acidificación de una formación silícea (por ejemplo, una formación de arenisca o una formación que contiene arcilla) se piensa que es considerablemente diferente que la acidificación de una formación de carbonato. Específicamente, el tratamiento de una formación silícea con los fluidos de tratamiento comúnmente usados para acidificar una formación de carbonato puede tener poco o ningún efecto, ya que los ácidos minerales y ácidos orgánicos no reaccionan de manera eficaz con los materiales silíceos. A diferencia de los ácidos minerales y los ácidos orgánicos, el ácido fluorhídrico puede reaccionar muy fácilmente con los materiales silíceos para producir sustancias solubles. A menudo, un ácido mineral o un ácido orgánico se puede utilizar junto con un fluido de tratamiento que contiene ácido fluorhídrico para mantener el fluido de tratamiento en un estado de pH bajo conforme el ácido fluorhídrico se desgaste. En algunos casos, el pH bajo del fluido de tratamiento puede promover la disolución de silicio inicial y ayuda con el mantenimiento del silicio en un estado disuelto. A temperaturas más altas, la formación subterránea (por ejemplo, por encima de aproximadamente 93°C (200°F)), puede ser indeseable para disminuir el pH muy por debajo de aproximadamente 1 debido a la inestabilidad mineral que puede tener como resultado. Adicionalmente , sin tener en cuenta la temperatura de la formación, la corrosión puede ser un problema inevitable que se produce cuando se utilizan fluidos de tratamiento con un pH muy bajo.

Aunque los fluidos de tratamiento con un pH bajo pueden ser deseables para ayudar a la disolución de silicio, la precipitación de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles todavía puede llegar a ser un problema en presencia de ciertos iones metálicos. Específicamente, en condiciones de un pH bajo (por ejemplo, un pH por debajo de aproximadamente 3) , de silicio disuelto puede reaccionar con los iones metálicos del Grupo 1 (por ejemplo, Na+ y K+) para producir fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles. Los términos "iones metálicos del Grupo 1" y "iones metálicos alcalinos" se utilizan como sinónimos en el presente documento. Otros iones metálicos, incluyendo los iones metálicos del Grupo 2 (por ejemplo, Ca2* y Mg2+) , también pueden ser un problema en este respecto. La precipitación de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles puede bloquear los cuellos de los poros y deshacer el aumento de la permeabilidad deseable lograda inicialmente con la operación de acidificación. Es decir, la formación de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles puede dañar la formación subterránea. En muchos casos, el daño producido por los fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles puede ser más problema si la operación de acidificación no se hubiera realizado desde el principio. En contraste con muchos iones metálicos, los iones de amonio (NH +) no se cree que promuevan la formación de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles. De acuerdo con esto, los fluidos de tratamiento que comprenden una sal de amonio se utilizan con frecuencia en combinación con una formación de acidificación silícea, como se discute más adelante.

Los iones metálicos alcalinos problemáticos u otros iones metálicos pueden venir de cualquier fuente incluyendo, por ejemplo, el fluido de tratamiento, un componente del fluido de tratamiento o la propia formación subterránea. Por ejemplo, el fluido portador de un fluido de tratamiento puede contener algunos iones de sodio o potasio, a menos que se tomen medidas sobre costos (por ejemplo, desionización) para limitar su presencia. Los iones de metales alcalinos, en particular, están ampliamente distribuidos en el medio ambiente y pueden ser particularmente difíciles de evitar por completo cuando se realiza una operación de tratamiento subterráneo. Como se analiza más adelante, se ha desarrollado una variedad de estrategias para hacer frente a las fuentes más comunes de iones metálicos problemáticos que surgen cuando se realizan operaciones de tratamiento subterráneas.

Una estrategia que ha sido utilizada con cierto éxito para evitar los efectos perjudiciales de los iones metálicos incluye introducir una secuencia de fluidos de tratamiento antes de la descarga en la formación subterránea antes de realizar una operación de acidificación con un fluido de tratamiento que contiene ácido fluorhídrico. Por ejemplo, se puede utilizar un fluido de tratamiento antes de la descarga que comprende un ácido mineral o un ácido orgánico para disolver los componentes solubles en ácido de la formación y retirar al menos una porción de los iones metálicos problemáticos de la formación. A partir de entonces, en la formación subterránea se puede introducir otro fluido de tratamiento antes de la descarga que comprende una sal de amonio para desplazar los iones metálicos restantes de la formación y dejar la formación enriquecida en iones de amonio. Aunque este enfoque puede ser utilizado con éxito, puede aumentar considerablemente el tiempo y los gastos necesarios para llevar a cabo una operación de acidificación.

Otra estrategia que se puede utilizar para mitigar los efectos de los iones de metal en las operaciones de acidificación es introducir un agente quelante en la formación subterránea. Aunque esta estrategia puede tener éxito para los iones metálicos e iones de metales de transición del Grupo 2, por ejemplo, se cree que la quelación en cierto modo es menos eficaz para los iones de metales alcalinos. Además, muchos agentes quelantes se utilizan en su forma de sal, que es muchas veces su forma de sal Na+ o K+. Asi, el uso de un agente quelante, aunque reduzca los efectos de precipitación de ciertos iones metálicos, en realidad puede exacerbar los efectos de precipitación de iones metálicos alcalinos. A veces las formas de ácido o de sal de amonio libre de agentes quelantes se pueden utilizar para evitar este problema, al menos al principio, pero las formas de ácido y/o sal de amonio libres de muchos agentes quelantes son desconocidos o no están comercialmente disponibles a un costo razonable. Por otra parte, muchos agentes quelantes comunes no son biodegradables o presentan otros asuntos de toxicidad que pueden hacer problemático su uso en una formación subterránea.

En concentraciones más altas, las mismas sales de metales alcalinos a veces se pueden precipitar en una formación subterránea. Las sales precipitadas de metales alcalinos también pueden dañar una formación subterránea y reducir su permeabilidad. Puede ser necesario que se lleven a cabo operaciones de remediación para eliminar cualquier sal precipitada mediante un fluido acuoso de limpieza. Como ya se mencionó, estas operaciones de remediación también pueden añadir el tiempo y gasto necesario para realizar una operación de tratamiento. Un método que se ha utilizado para retardar la precipitación de las sales metálicas del Grupo 1 en una formación subterránea es utilizar un inhibidor de bloque de sal. Los ejemplos de inhibidores de bloque de sal se describen en las patentes de Estados Unidos 7,028,776 y 7,977,283. Los inhibidores de bloque de sal pueden aumentar eficazmente la concentración de la sal en un fluido de tratamiento y reducir la probabilidad de precipitación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a la acidificación de la matriz de formaciones subterráneas y, más específicamente, a los fluidos de tratamiento que pueden eliminar o reducir la producción de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles que se pueden producir en conjunción con una operación de acidificación .

En algunas modalidades, la presente invención proporciona un método que comprende: proporcionar un fluido de tratamiento que comprende: un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos; e introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea.

En algunas modalidades, la presente invención proporciona un método que comprende: proporcionar un fluido de tratamiento que tiene un pH que varía entre aproximadamente 0 y aproximadamente 8 que comprende: un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos; introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea; y la realización de una operación de acidificación en la formación subterránea.

En algunas modalidades, la presente invención proporciona un método que comprende: proporcionar un fluido de tratamiento que comprende: un fluido portador que comprende iones metálicos alcalinos; un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico, o cualquier combinación de los mismos; introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea que tiene un material silíceo presente en la misma; y dejar que el ácido fluorhídrico, el compuesto que genera ácido fluorhídrico, o cualquier combinación de los mismos disuelva al menos de forma parcial el material silíceo en la formación subterránea .

Las características y ventajas de la presente invención serán fácilmente evidentes para un experto en la técnica después de una lectura de la descripción de las modalidades preferidas de la siguiente manera.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a la acidificación de la matriz de formaciones subterráneas y, más específicamente, a los fluidos de tratamiento que pueden eliminar o reducir la producción de fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles que se pueden producir en conjunción con una operación de acidificación.

Cono se describió anteriormente, los iones metálicos, especialmente los iones metálicos alcalinos, puede conducir a una serie de problemas cuando se presentan durante una operación de acidificación. Sobre todo en la presencia de silicio disuelto (por ejemplo, en forma de SiF4, SiF5~ o SiF62") , los iones metálicos alcalinos pueden resultar en precipitados de fluorosilicato alcalinos dañados. Los enfoques actuales para tratar el tema de precipitación de fluorsilicato y aluminosilicato pueden ser costosos y en algunos casos pueden ser insuficientes.

La presente descripción describe que los inhibidores de bloque de sal pueden ser incluidos en los fluidos de tratamiento que comprenden una fuente de ácido fluorhídrico (por ejemplo, ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o una combinación de los mismos) con el fin de abordar la cuestión de precipitación del fluorosi licato y aluminosilicato. Sin estar limitado por ninguna teoría o mecanismo, se cree que el inhibidor de bloque de sal puede aumentar la interacción eficaz de las sales de metales alcalinos con los fluidos de tratamiento acuosos, de modo que sea menos fácil que las sales provoquen la precipitación de los fluorosilicatos y aluminosilicatos . Además, los inhibidores de bloque de sal también pueden aumentar la solubilidad de fluorosilicatos metálicos alcalinos que se forman. El solicitante no cree que haya habido algún reconocimiento en el arte de utilizar inhibidores de bloques de sal en cualquiera de las formas anteriores .

Puede haber un número de ventajas al utilizar los fluidos de tratamiento que comprenden un inhibidor de bloque de sal y una fuente de ácido fluorhídrico, como se describe en el presente documento, con la acidificación de una formación subterránea. Una ventaja principal es que puede ser necesario tomar menos precauciones significativas para excluir los iones de metal alcalino del medio subterráneo. Por ejemplo, puede que no sea necesario llevar a cabo un tratamiento antes de la descarga con una NH4+ - que contiene fluido de tratamiento antes de la acidificación o quizá sean necesarios menos ciclos de tratamiento antes de la descarga. Esto puede reducir el tiempo y los gastos necesarios para llevar a cabo la operación de acidificación. Asimismo, puede haber más tolerancia para los iones de metal alcalino en el fluido portador utilizado para formular los fluidos de tratamiento, permitiendo así que se utilicen las fuentes de agua más salada.

El uso de fluidos de tratamiento que comprenden un inhibidor de bloque de sal, como se describe en el presente documento, también puede expandir de manera significativa la amplitud de los agentes quelantes que pueden ser utilizados en conjunto con la recolección de los iones metálicos en una formación subterránea. Específicamente, el uso de un inhibidor de bloque de sal en los fluidos de tratamiento puede tener la ventaja de que las sales de sodio o potasio de un agente quelante sean utilizadas en lugar de las formas libres de ácido o de sal de amonio, que pueden ser desconocidas, no están comercialmente disponibles o son costosas. En este sentido, algunos de los agentes quelantes más comunes conocidos en la técnica están disponibles en sus formas de sal de amonio, pero los agentes quelantes no son biodegradables. En contraste, sólo un número limitado de agentes quelantes biodegradables están disponibles en sus formas libres de ácido o de sal de amonio. Así, el uso de un inhibidor de bloque de sal en los fluidos de tratamiento, como se describe aquí, puede permitir un rango más amplio de los agentes quelantes biodegradables para que sean utilizados en conjunto con una operación de acidificación, que puede mejorar el perfil ambiental de la operación de acidificación y reducir los costos asociados con el agente quelante. A continuación una discusión adicional de los agentes quelantes biodegradables .

En algunas modalidades de la presente invención, el inhibidor de bloque de sal puede ser un fructano o cualquier derivado del mismo, particularmente una inulina, un levano, una graminina, o cualquier derivado de los mismos. Los fructanos son una clase de polisacáridos que comprenden oligómeros de la fructosa de monosacárido . Los fructanos se pueden obtener de un número de fuentes naturales a un costo relativamente bajo, y por lo tanto, no aumentan en gran medida el gasto de un fluido de tratamiento en el cual están incluidos. Además, dado que los fructanos son polisacáridos biodegradables , se cree que no produce daños perjudiciales al perfil ambiental de un fluido de tratamiento en el cual están incluidos .

En algunas modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento descritos en este documento pueden comprender un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos.

En algunas modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento descritos en el presente documento pueden comprender un fluido portador acuoso como su fase continua. Los fluidos portadores acuosos adecuados pueden incluir, por ejemplo, agua potable, agua acidificada, agua salada, agua de mar, salmuera (por ejemplo, una solución saturada de sal) o una solución salina acuosa (por ejemplo, una solución que no esté saturada de sal) . Los fluidos portadores acuosos se pueden obtener de cualquier fuente adecuada. En modalidades más preferidas de la presente invención, los fluidos de tratamiento pueden comprender un fluido portador acuoso que está sustancialmente libre de iones metálicos alcalinos o contiene una concentración muy baja de iones metálicos alcalinos que se puedan conseguir a un costo razonable. La elección de un fluido portador acuoso libre de sal o bajo en sal puede permitir una menor concentración del inhibidor de bloque de sal que se utilizará en los fluidos de tratamiento, permitir que se traten formaciones subterráneas más saladas y/o permitir que se utilicen mayores cantidades de sales de metales alcalinos de quelante agentes. En general, el uso de un inhibidor de bloque de sal puede permitir una mayor ligereza que se lleva a cabo al elegir un fluido portador acuoso para un fluido de tratamiento de acidificación, en medida de lo posible. En algunas modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento pueden comprender además un fluido portador que comprende iones metálicos alcalinos. En otras modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento pueden comprender además un fluido portador que está sustancialmente libre de iones metálicos alcalinos.

En algunas u otras modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento pueden comprender un solvente orgánico, como los hidrocarburos, como al menos una porción de su fase continua.

El volumen del fluido portador que se va a utilizar en los fluidos de tratamiento descritos en este documento se pueden elegir por ciertas características de la formación subterránea que se está tratando, tales como por ejemplo, la cantidad de material silíceo que se debe eliminar, la química del material silíceo y la porosidad de la formación. La determinación de un volumen apropiado del fluido portador que se va a utilizar en los fluidos de tratamiento también puede tener influencia de otros factores, como lo comprenderá un experto ordinario en la técnica.

En diversas modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento pueden tener un pH de aproximadamente 8 o menos. Hemos encontrado que tales valores de pH, y especialmente los valores de pH de aproximadamente 3 o menos, pueden ser eficaces para la disolución de los silicatos y/o aluminosilicatos en una formación silícea y/o mantener el silicio disuelto en los fluidos de tratamiento. Además, en modalidades en las que un agente quelante está presente, el agente quelante puede ser más eficaz en la formación de un complejo metálico que puede recolectar un ión metálico en ciertos valores de pH. En algunas modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento pueden tener un pH que varia entre aproximadamente 0 y aproximadamente 8. En otras modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento pueden tener un pH que varia entre aproximadamente 0 y aproximadamente 6, o entre aproximadamente 0 y aproximadamente 4, o entre aproximadamente 1 y aproximadamente 6, o entre aproximadamente 1 y aproximadamente 4, o entre aproximadamente 2 y aproximadamente 5, o entre aproximadamente 0 y aproximadamente 3, o entre aproximadamente 3 y aproximadamente 6. Un experto en la técnica será capaz de determinar un pH efectivo que funcione en los fluidos de tratamiento descritos en el presente documento para mantener el silicio en un estado disuelto a través de la experimentación de rutina y, con el beneficio de esta descripción.

En diversas modalidades de la presente invención, se pueden utilizar los fluidos de tratamiento que comprenden un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos en conjunción con el tratamiento de una formación subterránea. Más específicamente, en algunas modalidades, los fluidos de tratamiento descritos en este documento pueden utilizarse en conjunción con una operación de acidificación, en particular una operación de acidificación llevada a cabo en una formación silícea que contiene silicatos y/o aluminosilicatos .

En algunas modalidades de la presente invención, los métodos descritos en este documento pueden comprender: proporcionar un fluido de tratamiento que comprende un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos; e introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea.

En algunas modalidades de la presente invención, los métodos descritos en este documento pueden comprender: proporcionar un fluido de tratamiento que tiene un pH que varía de entre aproximadamente 0 y aproximadamente 8 que comprende un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico, o cualquier combinación de los mismos; introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea y llevar a cabo una operación de acidificación en la formación subterránea.

En algunas modalidades de la presente invención, los métodos descritos en este documento pueden comprender: proporcionar un fluido de tratamiento que comprende un fluido portador que comprende iones metálicos alcalinos; un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico, o cualquier combinación de los mismos; introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea que tiene un material silíceo presente en el mismo; y permitir que el ácido fluorhídrico, el compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos disuelva al menos de forma parcial el material silíceo en la formación subterránea .

Los fluidos de tratamiento descritos en el presente documento pueden comprender el ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos. Los compuestos generadores de ácido fluorhídrico adecuados pueden incluir, por ejemplo, ácido fluorobórico, ácido fluorosulfúrico, ácido hexafluorofosfórico, ácido hexafluoroantimónico, ácido difluorofosfórico, ácido hexafluorosilícico, difluoruro ácido de potasio, difluoruro ácido de sodio, completo acetonitrilo trifluoruro de boro, complejo ácido acético trifluoruro de boro, completo dimetil éter trifluoruro de boro, completo éter dietílico trifluoruro de boro, complejo dipropil éter trifluoruro de boro, complejo dibutil éter trifluoruro de boro, complejo t-butil metil éter trifluoruro de boro, complejo ácido fosfórico trifluoruro de boro, dihidrato de trifluoruro de boro, complejo metanol trifluoruro de boro, complejo etanol trifluoruro de boro, complejo propanol trifluoruro de boro, complejo isopropanol trifluoruro de boro, complejo fenol trifluoruro de boro, complejo ácido propiónico trifluoruro de boro, complejo tetrahidrofurano trifluoruro de boro, complejo piperidina trifluoruro de boro, complejo etilamina trifluoruro de boro, complejo metilamina trifluoruro de boro, complejo trietanolamina trifluoruro de boro, fluoruro de polivinilamonio , fluoruro de polivinilpiridinio, fluoruro de piridinio, fluoruro de imidazolio, fluoruro de amonio, bifluoruro de amonio, sales de tetrafluoroborato, sales de hexafluoroantimoniato, sales de hexafluorofosfato, sales de bifluoruro, y cualquier combinación de los mismos.

Cuando es utilizado, un compuesto que genera ácido fluorhídrico puede estar presente en los fluidos de tratamiento descritos en este documento en una cantidad comprendida entre aproximadamente 0.1% a aproximadamente 20% en peso del fluido de tratamiento. En otras modalidades de la presente invención, una cantidad del compuesto que genera ácido fluorhídrico puede variar entre aproximadamente 0.5% a aproximadamente 10% o entre aproximadamente 0.5% a aproximadamente 8% en peso del fluido de tratamiento. El ácido fluorhídrico, cuando está presente, puede utilizarse en grados de concentración similares.

En algunas modalidades de la presente invención, otro ácido, un compuesto generador de un ácido, o cualquier combinación de los mismos puede estar presente en los fluidos de tratamiento, además del ácido fluorhídrico o un compuesto que genera ácido fluorhídrico. En algunas modalidades de la presente invención, el ácido adicional puede ser un ácido mineral tal como por ejemplo el ácido clorhídrico, o un ácido orgánico tal como por ejemplo el ácido acético o el ácido fórmico. Otros ácidos, que también pueden ser adecuados para uso incluyen, por ejemplo, el ácido cloroacético, ácido dicloroacético, ácido tricloroacético o ácido metansulfónico . Los ejemplos de compuestos adecuados que generan ácido pueden incluir, por ejemplo, ésteres, poliésteres alifáticos, ortoésteres, poli (orto-ésteres ) , poli ( láctidos ) , poli (glicólidos) , poli ( e-caprolactonas ) , poli (hidroxibutiratos ) , poli (anhídridos) , monoformiato de etilen glicol, diformiato de etilen glicol, formiato de dietilen glicol, monoformiato de glicerilo, diformiato de glicerilo, triformiato de glicerilo, diformiato de trietilenglicol y ésteres de formiato de pentaeritritol . Entre otras cosas, el ácido adicional o el compuesto que genera ácido puede mantener el pH de los fluidos de tratamiento a un nivel bajo deseado conforme el ácido fluorhídrico o el compuesto que genera ácido fluorhídrico se desgasta. Como se describe a continuación, cuando un agente quelante está presente, el ácido adicional o compuesto que genera ácido también puede ayudar a mantener el pH de los fluidos de tratamiento a un nivel donde el agente quelante sea más activo para que se produzca la quelación.

En algunas modalidades de la presente invención, un inhibidor adecuado de bloque de sales para la inclusión en los fluidos de tratamiento descritos en el presente documento puede comprender un fructano o un derivado del mismo. Los fructanos adecuados pueden incluir, por ejemplo, una inulina, un levano, una graminina, cualquier derivado de los mismos o cualquier combinación de los mismos. Las inulinas son fructanos lineales que generalmente están vinculados por enlaces glicosídicos ß(2?1). Los lévanos son fructanos lineales que generalmente están vinculados por enlaces glicosídicos. ß(2?6). Las gramininas son fructanos ramificados que están vinculados por enlaces glicosídicos ß(2?1) y ß(2?6). En modalidades más específicas de la presente invención, el inhibidor de bloque de sal puede comprender un derivado de inulina. Los derivados de inulina particularmente adecuados pueden incluir, por ejemplo, carboximetilinulina, carboxiethilinulina o cualquier combinación de las mismas.

En algunas modalidades de la presente invención, se pueden incluir otros tipos de inhibidores de bloque de sal, además de o en combinación con un fructano. En algunas modalidades de la presente invención, un inhibidor adecuado bloque de sal puede comprender nitrilotriacetamida , que se describe en la Patente de Estados Unidos 7,028,776.

En algunas modalidades de la presente invención, en los fluidos de tratamiento se puede incluir un agente quelante, una sal de metal alcalino de la misma, una sal de metal no alcalino de la misma o cualquier combinación de las mismas. Como se describió anteriormente, un agente quelante puede ser incluido en los fluidos de tratamiento, por ejemplo, cuando es deseable proporcionar la recolección adicional de iones metálicos en una formación subterránea. Un experto en la técnica será capaz de elegir un agente quelante adecuado y la cantidad del mismo para incluir en un fluido de tratamiento destinado a una aplicación particular, dado el beneficio de la presente descripción.

En algunas modalidades de la presente invención, el agente quelante puede ser biodegradable . Aunque el uso de un agente quelante biodegradable puede ser particularmente favorable en algunas modalidades de la presente descripción, no hay ningún requisito para ello y, en general, se puede utilizar cualquier agente quelante adecuado. Tal como se usa aquí, el término "biodegradable" se refiere a una sustancia que se puede degradar cuando se expone a las condiciones ambientales, incluyendo los microbios nativos o no nativos, la luz del sol, el aire, el calor y similares. El uso del término "biodegradable" no implica un determinado grado de biodegradabilidad, un mecanismo de biodegradabilidad o una duración media especificada de biodegradación.

En algunas modalidades de la presente invención, los agentes quelantes adecuados pueden incluir compuestos de agentes quelantes comunes tales como por ejemplo el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), ácido propilendiaminatetraacético (PDTA), ácido nitrilotriacético (NTA) , ácido N (2-hidroxietil ) etilendiaminatriacético (HEDTA) , ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA), ácido hidroxietiliminodiacético (HEIDA) , ácido ciclohexilendiaminatetraacético (CDTA) , ácido difenilaminosulfónico (DPAS), ácido etilendiaminadi (o-hidroxifenilacético) (EDDHA) , ácido glucoheptónico , ácido glucónico, ácido cítrico, cualquier sal de los mismos, cualquier derivado de los mismos, y similares. Es de señalar que el NTA se puede considerar como un compuesto biodegradable, pero puede presentar problemas indeseables de toxicidad .

En algunas modalidades de la presente invención, los agentes quelantes adecuados pueden incluir agentes quelantes biodegradables tales como, por ejemplo, ácido glutámico, ácido diacético (GLDA por sus siglas en inglés) , ácido metilglicina diacético (MGDA) , ácido ß-alanina diacético (ß-ADA), ácido etilendiaminodisuccinico, ácido S,S-etilendiaminodisuccinico (EDDS), ácido iminodisuccinico (IDS), ácido hidroxiiminodisuccinico (HIDS), ácidos poliamino disuccinicos, N-bis [2- (1, 2-dicarboxietoxi) etil] glicina (BCA6) , ácido N-bis [2- ( 1 , 2-dicarboxietoxi ) etil ] aspártico (BCA5) , N-bis [ 2- ( 1 , 2-dicarboxietoxi ) etil ] metilglicina (MCBA5), N-tris [ (1, 2-dicarboxietoxi) etil] amina (TCA6) , ácido N-metiliminodiacético (MIDA), ácido iminodiacético (IDA), ácido N (2-acetamido) iminodiacético (ADA), ácido hidroximetil-iminodiacético, ácido 2- (2-carboxietilamino) succinico (CEAA) , ácido 2- ( 2-carboximetilamino ) succinico (CMAA) , ácido dietilentriamina-N, "-disuccinico, ácido trietilentetramina-N,N'''- disuccinico, ácido 1 , 6-hexametilendiamina-N, N' -disuccinico, ácido tetraetilenpentamina-N, N""-disuccinico, ácido 2-hidroxipropilen-l , 3-diamina-N, N ' -disuccinico, ácido 1 , 2-propilendiamina-N, N' -disuccinico, ácido 1,3-propilendiamina-N-N' -disuccinico, ácido cis-ciclohexanodiamina-N, N ' -disuccinico, ácido trans-ciclohexanodiamina-N, N ' -disuccinico, ácido etilenbis (oxietilenonitrilo ) -N, N ' -disuccinico, ácido glucoheptanoico, ácido cistéico-ácido , N-diacético, ácido cisteico-ácido N-monoacético, ácido alanin--N-monoacético, ácido N- ( -3-hidroxisuccinil ) aspártico, N-[2-(3-hidroxisuccinil) ] -L-serina, ácido aspártico-ácido N,N-diacético, ácido aspártico-ácido N-monoacético, cualquier sal de los mismos, cualquier derivado de los mismos, o cualquier combinación de los mismos.

Cuando está presente, el agente quelante puede comprender aproximadamente 1% a aproximadamente 50% en peso de los fluidos de tratamiento. En otras modalidades de la presente invención, el agente quelante puede comprender aproximadamente 3% a aproximadamente 40% en peso de los fluidos de tratamiento.

Cuando están presentes, las constantes de disociación ácida del agente quelante puede señalar un rango de pH en el que los fluidos de tratamiento se pueden utilizar más eficazmente. El GLDA, por ejemplo, tiene un valor de pKa de aproximadamente 2.6 por su funcionalidad de ácido carboxilico más ácido. Por debajo de un valor de pH de aproximadamente 2.6, la disolución de iones metálicos se promoverá principalmente por la acidez de un fluido de tratamiento que contiene GLDA, en lugar de la quelación, ya que el agente quelante estará en un estado completamente lleno de protones. El GDA, en cambio, tiene un valor de pKa en el intervalo de aproximadamente 1.5 a 1.6 para su grupo de ácido carboxilico más ácido, y no se volverá totalmente lleno de protones hasta que el pH se reduce por debajo de aproximadamente -1.5 a 1.6. Con respecto a esto, el GDA puede ser particularmente favorable para su uso en fluidos de tratamiento ácido, ya que puede extender el rango de acidez en casi una unidad completa de pH superior a la que el agente quelante alcanza como quelante activo. El pH más bajo del fluido de tratamiento tiene la ventaja de puede producir una operación de acidificación más vigorosa.

En modalidades adicionales de la presente invención, es opcional que los fluidos de tratamiento descritos en este documento además puedan comprender cualquier número de aditivos adicionales utilizados comúnmente en los fluidos de tratamiento incluyendo, por ejemplo, tensoactivos , estabilizadores en gel, antioxidantes, aditivos para prevenir la degradación del polímero, modificadores de la permeabilidad relativa, inhibidores de incrustaciones, inhibidores de corrosión, agentes espumantes, agentes des-espumantes, agentes antiespumantes , agentes emulsionantes, agentes no emulsionantes, agentes de control de hierro, agentes de soporte u otras partículas, desviadores de partículas, sales, ácidos, aditivos de control de pérdida de fluido, gas, catalizadores, agentes de control de arcilla, dispersantes, floculantes, depuradores (por ejemplo, depuradores de H2S, eliminadores de C02 o depuradores de 02) , agentes gelificantes , lubricantes, separadores de viscosidad, reductores de fricción, agentes formadores de puentes, viscosificadores, agentes de ponderación, solubilizantes , agentes de control de pH (por ejemplo, soluciones amortiguadoras), inhibidores de hidratos, agentes consolidantes, bactericidas, catalizadores, estabilizadores de arcilla y similares. También se pueden utilizar las combinaciones de estos aditivos.

En algunas modalidades de la presente invención, los presentes métodos pueden comprender además dejar que el fructano interactúe con un ion de metal alcalino. El tipo de interacción entre el fructano y el ion de metal alcalino puede variar sin limitación, y no hay explicación mecanicista de la interacción que se exponga en el presente documento o esté implícita. En algunas modalidades de la presente invención, la interacción entre el ion de metal alcalino y el fructano puede ser de un tipo que aumente la solubilidad efectiva de los iones metálicos alcalinos, tales como los que se producen cuando se utiliza el fructano en las aplicaciones tradicionales de inhibición de bloques de sal. Como se describió anteriormente, se cree que las mismas interacciones que inhiben la eliminación de sal para reducir la propensión de iones de metal alcalino para que reaccionen con el silicio disuelto y formen fluorosilicatos y aluminosilicatos insolubles. En algunas modalidades de la presente invención, la interacción entre el fructano y el ion de metal alcalino puede reducir o eliminar la formación de fluorosilicatos o aluminosilicatos insolubles en una formación subterránea, en relación con un fluido de tratamiento parecido que carezca de fructano. Tal como se utiliza aquí, el término "fluido de tratamiento parecido" se refiere a un fluido de tratamiento que tiene una composición similar a otro fluido de tratamiento pero que carecen de al menos un componente del mismo. En algunas modalidades de la presente invención, el fructano puede aumentar la solubilidad efectiva de fluorosilicatos de metales alcalinos por medio de una interacción con el mismo.

En algunas modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento descritos en este documento pueden usarse para realizar una operación de acidificación en una formación subterránea, en particular una formación subterránea que comprende un mineral silíceo o al que se le ha introducido un material silíceo. En algunas modalidades de la presente invención, la formación subterránea que está en tratamiento con la operación de acidificación puede comprender una piedra arenisca y/o una formación que contiene arcilla. En algunos u otras modalidades de la presente invención, la formación subterránea al que se le puedo haber introducido un silicato o aluminosilicato. Por ejemplo, en una operación de fracturación, las partículas de arena (un silicato) o un material de cerámica de soporte se pueden introducir a la formación subterránea. En consecuencia, las partículas de silicato y de aluminosilicato que se introdujeron en una formación subterránea no silícea también pueden ser tratadas de manera eficaz de acuerdo con los métodos descritos aquí.

En algunas modalidades de la presente invención, las operaciones de acidificación hechas con los fluidos de tratamiento descritos en el presente documento puede llevarse a cabo en ausencia de una sal NH4+. Como se describió anteriormente, el uso de un inhibidor de bloque de sal en los fluidos de tratamiento en combinación con ácido fluorhídrico o un compuesto que genera ácido fluorhídrico puede permitir que por lo menos algunos iones metálicos alcalinos estén presentes. En modalidades alternativas de la presente invención, los fluidos de tratamiento descritos en este documento pueden comprender una sal NH,j+ o ser utilizados en conjunción con otro fluido de tratamiento que comprende una sal NH4+. Por ejemplo, se podría elegir utilizar un fluido de tratamiento que comprende una sal NH4+ en combinación con un fluido de tratamiento que comprende un inhibidor de bloque de sal si la cantidad de iones de metal alcalino en la formación subterránea es lo suficientemente alta para que el inhibidor de bloque de sal no se pueda reducir solo de forma eficaz o eliminar la formación de fluorosilicatos o aluminosilicatos insolubles cuando se realice una operación acidificación.

En algunas modalidades de la presente invención, los fluidos de tratamiento descritos en este documento pueden usarse para realizar una operación de acidificación. Es decir, se pueden utilizar los fluidos de tratamiento que comprenden un inhibidor de bloque de sal y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o una combinación de los mismos para acidificar una formación subterránea mediante la disolución de un silicato o aluminosilicato en la formación subterránea. En modalidades alternativas de la presente invención, los fluidos de tratamiento que comprenden un inhibidor de bloque de sal se pueden utilizar junto con una operación de acidificación llevada a cabo con un fluido de tratamiento por separado que comprende ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, los fluidos de tratamiento que comprenden un inhibidor de bloque de sal se pueden introducir en una formación subterránea después de un fluido que contiene fluoruro de acidificación (es decir, un fluido de tratamiento que comprende ácido fluorhídrico o un compuesto que genera ácido fluorhídrico) para lograr un efecto similar a los fluidos de tratamiento combinados descritos anteriormente.

Por lo tanto, la presente invención se adapta muy bien para alcanzar 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 evidentes para los expertos en la técnica que tengan el beneficio de las enseñanzas del presente documento. Además, no hay limitaciones que estén 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, combinadas o modificadas y todas estas variaciones se consideran dentro del alcance y espíritu de la presente invención. La invención descrita con ilustraciones en este documento se puede poner en práctica adecuadamente, en ausencia de cualquier elemento que no se describa de forma específica en el presente documento y/o cualquier elemento opcional aquí descrito. Aunque las composiciones y métodos se describen en términos de "que comprende", "que contiene" o "que incluye" varios componentes o pasos, las composiciones y los métodos también pueden "consistir esencialmente en" o "consistir en" los diversos componentes y etapas. Todos los números y rangos descritos anteriormente pueden variar en una cierta cantidad. Cada vez que se describe un rango numérico con un limite inferior y un limite superior, cualquier número y cualquier rango incluido se encuentra dentro del rango que se describe de manera especifica. En particular, cada rango de valores (de la forma, "de aproximadamente A hasta aproximadamente B", o, equivalente, "de aproximadamente A hasta B", o, equivalente, "de aproximadamente a-b") descrito en este documento se debe entender que se establece cada número y rango abarcado dentro del rango más amplio de valores. Además, los términos en las reivindicaciones tienen su significado común y corriente, a menos que el titular de la patente defina lo contrario de manera explícita y clara. Por otra parte, los artículos indefinidos "un/una", o "el/la", como se usa en las reivindicaciones, se definen en el presente documento porque significan uno o más de uno de los elementos que introducen. Si hay algún conflicto en los usos de una palabra o término en esta descripción y una o más patentes, u otros documentos que puedan ser incorporados aquí por referencia, deben adoptarse las definiciones que sean consistentes con esta especificación.

Claims (22)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar un fluido de tratamiento que comprende: un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano; y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos; e introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: permitir que el fructano interactúe con un ion de metal alcalino .

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la interacción entre el fructano y el ion de metal alcalino reduce o elimina la formación de fluorosilicatos o aluminosilicatos insolubles en la formación subterránea, con relación a un fluido de tratamiento parecido carente de fructano.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el fructano comprende una inulina, un levano, una graminina, cualquier sal de los mismos, cualquier derivado de los mismos o cualquier combinación de los mismos.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el fructano comprende carboximetilinulina, carboxietilinulina, cualquier sal del mismo o cualquier combinación de los mismos.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido de tratamiento comprende además un fluido portador que comprende iones de metales alcalinos.

7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido de tratamiento además comprende un agente quelante, una sal de metal alcalino de un agente quelante, una sal de metal no alcalino de un agente quelante o cualquier combinación de las mismas .

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido de tratamiento tiene un pH de aproximadamente 8 o menos.

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido de tratamiento tiene un pH que varia entre aproximadamente 0 y aproximadamente 8.

10. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar un fluido de tratamiento que tiene un pH que va de aproximadamente 0 y aproximadamente 8 que comprende : un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano; y ácido fluorhídrico, un compuesto que qenera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos; introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea; y llevar a cabo una operación de acidificación en la formación subterránea.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque llevar a cabo una operación de acidificación en la formación subterránea comprende disolver al menos de forma parcial un silicato o un aluminosilicato en la formación subterránea.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el fluido de tratamiento además comprende un fluido portador que comprende iones de metales alcalinos .

13. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11 o 12, caracterizado porque el fluido de tratamiento comprende además otro ácido, un compuesto generador de un ácido o cualquier combinación de los mismos.

14. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11, 12 o 13, caracterizado porque la operación de acidificación se lleva a cabo en ausencia de una sal NH4+.

15. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11, 12, 13 o 14, caracterizado porque el fluido de tratamiento lleva a cabo la operación de acidificación.

16. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11, 12, 13, 14 o 15, caracterizado porque el fructano interactúa con un ion de metal alcalino en la formación subterránea con el fin de reducir o eliminar la formación de fluorosilicatos o aluminosilicatos insolubles, con relación a un fluido de tratamiento parecido carente de fructano; en donde los fluorosilicatos o aluminosilicatos insolubles se generan durante la operación de acidificación.

17. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11, 12, 13, 14, 15 o 16, caracterizado porque el fluido de tratamiento comprende además un agente quelante, una sal de metal alcalino de un agente quelante, una sal de metal no alcalino de un agente quelante o cualquier combinación de las mismas .

18. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 o 17, caracterizado porque el fructano comprende una inulina, un levano, una graminana, cualquier sal de los mismos, cualquier derivado de los mismos o cualquier combinación de los mismos.

19. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 o 18, caracterizado porque el fructano comprende carboximetilinulina, carboxietilinulina o cualquier combinación de los mismos.

20. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar un fluido de tratamiento que comprende: un fluido portador que comprende iones de metales alcalinos ; un inhibidor de bloque de sal que comprende un fructano; y ácido fluorhídrico, un compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos; introducir el fluido de tratamiento en una formación subterránea que tiene un material silíceo presente en el mismo; y permitir que el ácido fluorhídrico, el compuesto que genera ácido fluorhídrico o cualquier combinación de los mismos disuelva al menos de forma parcial el material silíceo en la formación subterránea.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el fluido de tratamiento comprende además un agente quelante, una sal de metal alcalino de un agente quelante, una sal de metal no alcalino de un agente quelante o cualquier combinación de los mismos.

22. El método de conformidad con la reivindicación 20 o 21, caracterizado porque el fructano comprende una inulina, un levano, una graminana, cualquier sal de los mismos, cualquier derivado de los mismos o cualquier combinación de los mismos.