MXPA02000288A - Fluidos para perforacion y servicio de pozos y metodos para remover la torta de filtro depositada con los mismos. - Google Patents
Fluidos para perforacion y servicio de pozos y metodos para remover la torta de filtro depositada con los mismos.Info
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Abstract
Se proveen fluidos para perforacion y servicio de pozos que se utilizan en formaciones productoras y metodos para remover la torta de filtro de las mismas. Los metodos comprenden basicamente utilizar un fluido para perforacion o servicio constituido por agua, una sal soluble en agua y un agente formador de puente, solido en particulas que se selecciona del grupo que consiste de cemento a base de oxicloruro de magnesio, cemento a base de oxisulfato de magnesio, fosfato de magnesio y potasio hexahidratado, bifosfato de magnesio trihidratado y fosfato de magnesio amoniacal hexahidratado. Despues de esto, la torta de filtro depositada por el fluido para perforacion o servicio se pone en contacto con una solucion acuosa para limpieza durante un periodo suficiente para que el agente formador de puente sea disuelto por la misma.
Description
FLUIDOS PARA PERFORACIÓN Y SERVICIO DE POZOS Y MÉTODOS PARA REMOVER LA TORTA DE FILTRO DEPOSITADA
CON LOS MISMOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a fluidos para perforación y servicio de pozos utilizados para producir formaciones y a la remoción de la torta de filtro depositada por los fluidos en las formaciones .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El uso de fluidos especiales para perforación o para dar servicio a las formaciones productoras de hidrocarburos penetradas por barrenos es bien conocido. Los fluidos de perforación se utilizan cuando los barrenos se introducen en las formaciones productoras para reducir al mínimo el daño a la permeabilidad de las formaciones y a su capacidad para producir hidrocarburos. Los fluidos de servicio se utilizan cuando se efectúan operaciones de terminado en las formaciones productoras y cuando se ejecutan operaciones de tratamiento en las formaciones. Los fluidos para perforación y servicio depositan torta de filtro en las paredes de los barrenos dentro de las formaciones productoras lo cual evita que los fluidos para perforación y servicio se pierdan en las formaciones y evita que los sólidos entren en las porosidades de las formaciones productoras. Después que se ha completado la perforación o servicio de una formación productora, se retira la torta de filtro antes de hacer que la formación produzca . En el pasado la remoción de la torta de filtro de una formación productora se ha logrado incluyendo un agente formador de puente, sólido en partículas, soluble en ácido en el fluido para perforación o servicio para formar puentes a través de los poros de la formación. Hasta hoy día, la torta de filtro formada por el fluido para perforación o servicio que incluye al agente formador de puente, sólido en partículas, soluble en ácido y un agente suspensor polimérico se ha puesto en contacto con una solución fuertemente acida, y se ha permitido que la solución acida permanezca en contacto con la torta de filtro durante un lapso de tiempo suficiente para disolver las partículas formadoras de puente y el polímero. A pesar de los esfuerzos para evitarlo, la solución fuertemente acida con frecuencia corroe las superficies metálicas y el equipo para terminado tal como los filtros o mallas para arena y ocasiona su falla muy temprana. También podría presentarse el caso que la solución acida sea incompatible con la formación productora y ocasione daños a la misma . También se han utilizado agentes formadores de puente sólidos, en partículas, solubles en agua en los fluidos para perforación o servicio, y se ha puesto en contacto la torta de filtro que contiene el agente formador de puente soluble en agua con una solución salina acuosa la cual está subsaturada con respecto a las partículas formadoras de puente solubles en agua. Sin embargo, tales soluciones acuosas sub- saturadas requieren un lapso de tiempo relativamente largo para disolver las partículas debido principalmente a los agentes suspensores poliméricos incluidos en los fluidos para perforación o servicio. Es decir, el polímero o polímeros presentes en la torta de filtro protegen a las partículas formadoras de puente solubles en agua de entrar en contacto con la solución acuosa. Con el fin de remover los materiales poliméricos en la torta de filtro y con esto permitir que el agente formador de puentes de la torta de filtro se disuelva con las soluciones acuosas, se incluye un peróxido de metal tal como un peróxido de metal alcalinotérreo, peróxido de zinc o similares en el fluido para perforación y servicio. Durante el procedimiento de remoción de la torta de filtro se coloca una solución de ácido mineral en contacto con la torta de filtro la cual activa al peróxido de metal y con esto ocasiona que los materiales poliméricos en la torta de filtro se desintegren. Después de esto, la torta de filtro se pone en contacto con una solución acuosa subsaturada para disolver la torta de filtro. Por lo general, el tiempo requerido para que el peróxido de metal y la solución de ácido mineral desintegren los polímeros y para que la solución acuosa sub-saturada disuelva el agente formador de puente ha sido relativamente largo, haciendo al procedimiento costoso y sometiendo las herramientas y partes metálicas en contacto con la solución de ácido mineral a la corrosión por ácido. Por lo tanto, existe la necesidad continua de fluidos para perforación y servicio mejorados y de métodos para remover la torta de filtro depositada por los fluidos de las formaciones productoras .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención provee fluidos mejorados para perforación y servicio de pozos para ser utilizados en formaciones productoras los cuales satisfacen las necesidades antes descritas y superan las deficiencias de la técnica antecedente. De manera más específica, la presente invención provee fluidos para perforación y servicio los cuales incluyen agentes mejorados para formación de puentes que tienen propiedades deseadas y pueden ser removidos fácilmente sin utilizar soluciones de limpieza que contengan ácidos minerales fuertes. Los fluidos para perforación y servicio de esta invención básicamente están constituidos por agua, una sal soluble en agua y un agente formador de puente, sólido, en partículas sintético que se puede disolver o que puede ser disuelto por una solución para limpieza, acuosa que contenga un ácido orgánico suave, un éster que se pueda hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante, o una mezcla de una sal de amonio y de un agente quelante. El agente formador de puente inorgánico se sintetiza a partir de una clase de materiales que se conoce generalmente como compuestos cerámicos unidos químicamente. El agente inorgánico sintético, formador de puente puede incluir materiales de volumen para incrementar o reducir la densidad del agente formador de puentes según se requiera por las condiciones del pozo y/o ciertos materiales de relleno para reducir la cantidad de solución para limpieza requerida. El fluido para perforación y servicio de pozos o el agente formador de puente contenido en el mismo o la solución para limpieza también puede incluir un peróxido de metal u otro agente oxidante o desintegrante que funcione para oxidar y desintegrar el polímero en la torta de filtro depositada por el fluido. La presente invención también provee métodos para remover la torta de filtro de las paredes de los barrenos que penetran las formaciones productoras depositada en el mismo por los fluidos para perforación o servicio. Los métodos incluyen utilizar, como el agente formador de puente, sólido en partículas en el fluido para perforación o servicio, un compuesto sintético, inorgánico que se puede disolver en una solución acuosa para limpieza que contienen un ácido orgánico suave, un éster que se pueda hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante, o una mezcla de una sal de amonio y de un agente quelante. La torta de filtro formada por el fluido para perforación o servicio se pone en contacto con la solución para limpieza durante un periodo suficiente para que el agente formador de puente se disuelva en la misma. En un método preferido, el agente formador de puente es una cerámica químicamente unida que se selecciona a partir de cemento a base de oxicloruro de magnesio, cemento a base de oxisulfato de magnesio, fosfato de magnesio y potasio hexahidratado , bifosfato de magnesio trihidratado o fosfato de magnesio amoniacal hexahidratado . Como se mencionó anteriormente, el agente formador de puente puede incluir materiales de volumen y/o ciertos materiales de relleno. El fluido para perforación y servicio, el agente formador de puentes contenido en el mismo o la solución acuosa para limpieza también puede incluir un agente oxidante u otro desintegrante el cual desintegra el polímero en la torta de filtro. Por lo tanto, es un objetivo general de la presente invención proveer fluidos mejorados para perforación y servicio de pozos para ser utilizados en formaciones productoras y métodos para remover la torta de filtro a partir de los mismos. Estos y otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se harán evidentes fácilmente para los expertos en la técnica después de leer la descripción de las siguientes modalidades preferidas.
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
La presente invención provee fluidos mejorados para perforación y servicio de pozos para ser utilizados en las formaciones productoras los cuales depositan una torta de filtro que se puede remover fácilmente sin utilizar ácidos minerales fuertes u otros productos químicos peligrosos. Los fluidos para perforación y servicio de pozos de esta invención básicamente están constituidos por agua, una sal soluble en agua y un agente formador de puente, sólido, en partículas. El agente formador de puente, sólido, en partículas es un compuesto inorgánico sintético del t po conocido generalmente como una cerámica químicamente unida. El agente para formar puentes, sólido, en partículas es soluble en una solución para limpieza que contenga un ácido orgánico suave, un éster que se pueda hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante o una mezcla de una sal de amonio y un agente quelante. Cuando se requiera, se puede incluir en forma opcional en los fluidos para servicio y perforación de pozos un agente suspensor de sólidos polimérico que se pueda hidratar y/o un agente para control de pérdida de fluido. La sal soluble en agua en los fluidos para perforación y servicio de esta invención puede ser una o más de cloruro de sodio, bromuro de sodio, acetato de sodio, formiato de sodio, citrato de sodio, cloruro de potasio, formiato de potasio, formiato de cesio, cloruro de calcio, bromuro de calcio y mezclas de las mismas. Se pueden utilizar las salmueras comunes en los campos petrolíferos en los fluidos para perforación y servicio en lugar de agua y de una sal soluble en agua. Con frecuencia se prefieren las salmueras de los campos petrolíferos debido a que se consiguen fácilmente en el campo petrolífero.
Se puede utilizar una variedad de agentes para control de pérdida de fluido en los fluidos para perforación o servicio, incluyendo, pero no limitándose a, almidón, derivados de éter de almidón, hidroxietilcelulosa, hidroxietilcelulosa entrecruzada y mezclas de las mismas. De estos, el almidón es el más preferido. Cuando se utiliza, el agente para control de pérdida de fluido generalmente está incluido en la solución salina o salmuera en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 2% en peso de la solución salina o salmuera, de manera más preferida en el intervalo desde aproximadamente 1% hasta aproximadamente 1.3% y en forma más preferida aproximadamente 1.3%. También se puede utilizar una variedad de agentes suspensores sólidos, poliméricos hidratables, incluyendo, pero no limitándose a, biopolímeros tales como xantano y succinoglucón , derivados a de celulosa tales como hidroxietilcelulosa y guar y sus derivados tales como hidroxipropilguar . De estos se prefiere el xantano. Cuando se utiliza, el polímero hidratable por lo general está incluido en el fluido para perforación o servicio en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 0.6% en peso de la solución salina o salmuera, más preferido en el intervalo desde aproximadamente 0.3% hasta aproximadamente 0.16% y más preferido aproximadamente 0.13%. De conformidad con esta invención, los agentes para formación de puente, sólidos en partículas son compuestos inorgánicos sintéticos del tipo conocido generalmente como cerámicas químicamente unidas que son sustancialmente insolubles en agua, pero que son sustancialmente solubles en la solución acuosa para limpieza utilizada. Los ejemplos de tales cerámicas unidas químicamente incluyen, pero no se limitan a, cemento de oxicloruro de magnesio, cemento de oxisulfato de magnesio, difosfato de magnesio t rihidrat ado , fosfato de magnesio y potasio hexahidratado y fosfato de magnesio amoniacal hexahidratado . El cemento de oxicloruro de magnesio se prepara mezclando óxido de magnesio, cloruro de magnesio y agua. El oxisulfato de magnesio se prepara mezclando óxido de magnesio, sulfato de magnesio y agua. El difosfato de magnesio trihidratado se prepara mezclando óxido de
magnesio, ácido fosfórico y agua. El fosfato de magnesio y potasio hexahidratado se prepara mezclando óxido de magnesio, fosfato monopotásico y agua. El fosfato de magnesio amoniacal se prepara mezclando óxido de magnesio, fosfato monoamónico, y agua . Se pueden agregar otros materiales a los compuestos orgánicos de cerámica descritos anteriormente para obtener los resultados o propiedades deseadas. Por ejemplo, los materiales de volumen en partículas tales como barita, óxido de hierro y dióxido de manganeso se pueden incluir en el mismo. Como se mencionó anteriormente, también se pueden incluir oxidantes y otros desintegrantes poliméricos. Muchos otros aditivos útiles serán evidentes para los expertos en la técnica . El agente formador de puente utilizado en el fluido para perforación o servicio por lo general se incluye en el mismo en una cantidad desde aproximadamente 5% hasta aproximadamente 60% en peso de la solución salina acuosa o salmuera, más preferido en el intervalo desde aproximadamente 10% hasta aproximadamente 27% y de manera más preferida aproximadamente 14%.
Como será entendido por los expertos en la técnica, el agente formador de puente, sólido en partículas se deposita mediante el fluido para perforación o servicio en las paredes del barreno en la zona productora que está siendo perforada que se está dando servicio junto con otras partículas sólidas y polímeros para agente para control de pérdida de fluido en forma de gel, polímeros de agente suspensor y similares. Después de completar la operación de perforación o de servicio, se introduce en el barreno una solución acuosa para limpieza que contiene un ácido orgánico suave, un éster que se pueda hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante o una mezcla de una sal de amonio y de un agente quelante con lo cual se disuelve el agente formador de puente, sólido en partículas que está en la torta de filtro. El fluido para perforación y servicio de pozos o el agente formador de puente contenido en el mismo o la solución para limpieza pueden contener un oxidante u otro desintegrante que funcione para oxidar y desintegrar los aditivos para control de pérdida de fluido poliméricos en gel, los agentes de suspensión y similares en la torta de filtro. La desintegración de los materiales poliméricos permite que el agente formador de puente, sólido en partículas sea disuelto por la solución para limpieza en un lapso más breve. En forma general, se puede utilizar cualquier oxidante u otro desintegrante que se pueda depositar con la torta de filtro y que sea sustancialmente inactivo hasta que entre contacto con una solución acuosa para limpieza en el fluido para perforación o servicio o en el agente formador de puente. Por ejemplo, se pueden utilizar oxidantes que sean sustancialmente insolubles en agua pero que sean solubles en la solución para limpieza. También se pueden utilizar oxidantes u otros desintegrantes que se puedan encapsular con un material que sea insoluble en agua pero que sea soluble en la solución para limpieza o que se pueda encapsular en el agente formador de puente. Los diversos oxidantes y degradadores que se pueden incorporar en el agente formador de puente, sólido en partículas cuando éste se prepara incluyen, pero no se limitan a, peróxido de hidrógeno, persulfato de amonio, persulfato de sodio, permanganato de potasio, bromato de sodio, peryodato de sodio, yodato de potasio, peryodato de potasio, clorito de sodio, hipoclorito de sodio, hipoclorito de litio, hipoclorito de calcio, enzimas xantanasa y enzimas amilasa. Los diversos oxidantes y desintegrantes sustancialmente insolubles que se pueden utilizar en el fluido para perforación o servicio, incluyen, pero no se limitan a, peróxido de magnesio, peroxidi fosfato de magnesio, peróxido de estroncio, peróxido de bario, peróxido de calcio, perborato de magnesio, bromato de bario y mezclas de los mismos. El oxidante o desintegrante utilizado por lo general está incluido en el fluido para perforación o servicio en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 6% en peso de la solución salina o salmuera acuosa, más preferido en el intervalo desde aproximadamente 0.3% hasta aproximadamente 3% y más preferido aún aproximadamente 0.3%. Como se mencionó anteriormente, la solución acuosa para limpieza puede contener un ácido orgánico suave. Los ejemplos de tales ácidos apropiados incluyen, pero no se limitan a, ácido acético, ácido cítrico, ácido adípico, ácido succínico y ácido glutárico. Cuando se utiliza, el ácido orgánico suave por lo general está incluido en la solución acuosa para limpieza en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 5% en peso de la solución, más preferido desde aproximadamente 0.5% hasta aproximadamente 2% y más preferido aún desde aproximadamente 1% hasta aproximadamente 1.5%. Los ejemplos de esteres que se pueden hidrolizar que pueden ser utilizados incluyen, pero no se limitan a, citrato de trietilo, glutarato de dimetilo, succinato de dimetilo y adipato de dimetilo. Cuando se utiliza, el éster hidrolizable por lo general está incluido en la solución acuosa para limpieza en una cantidad en el intervalo desde aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 20% en peso de la solución, más preferido desde aproximadamente 0.5% hasta aproximadamente 5% y más preferido desde aproximadamente 1% hasta aproximadamente 3%. La sal de amonio utilizada en la solución acuosa para limpieza puede ser una o más sales de amonio que tengan la siguiente fórmula:
RnNH4 _nX
en la cual R es un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, n es un entero de 0 a 3 y X es un radical aniónico que se selecciona a partir de halógenos, nitrato, citrato, acetato, sulfato, fosfato y bisulfato. Los ejemplos de tales sales de amonio apropiadas incluyen, pero no se limitan a, cloruro de amonio, bromuro de amonio, nitrato de amonio, citrato de amonio dibásico, acetato de amonio y mezclas de los mismos. La sal de amonio utilizada por lo general está incluida en la solución para limpieza en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 3% hasta aproximadamente 25% en peso de agua en la misma, más preferido en el intervalo desde aproximadamente 5% hasta aproximadamente 14% y más preferido aún aproximadamente 5%. Se puede utilizar una variedad de agentes quelantes en la solución acuosa para limpieza para disolver los agentes formadores de puente descritos anteriormente. El término "agente quelante" se utiliza en la presente invención para indicar un compuesto químico que formará un complejo soluble en agua con la porción catiónica del agente formador de puente que se va a disolver. Se pueden utilizar diversos agentes quelantes incluyendo, pero no limitándose a, ácido et i lendiamintetra acético (EDTA) y sales del mismo, ácido nitrilotriacét ico (NTA) y sales del mismo, ácido diet ilentriaminpenta acético (DTPA) y sales del mismo, ácido trans - 1 , 2 -diaminciclohexan-N , , N ' , N ' -tetra acético (DCTA) y sales del mismo, ácido cítrico y sales del mismo, ácido diglicólico y sales del mismo, ácido fosfónico y sales del mismo, ácido aspártico y sus polímeros y mezclas del mismo. El agente quelante utilizado por lo general está incluido en la solución acuosa para limpieza en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 40% en peso de la solución, más preferido en el intervalo de aproximadamente 5% hasta aproximadamente 20% y más preferido aún aproximadamente 20%. La solución para limpieza también puede incluir en forma opcional uno o más de los oxidantes u otros desintegrantes descritos anteriormente para oxidar y desintegrar los materiales poliméricos en la torta de filtro. Como se mencionó anteriormente, las sales de amonio y los agentes quelantes se pueden utilizar solos o en combinación dependiendo del agente formador de puente particular utilizado. También como se mencionó anteriormente, después que se ha completado la perforación o servicio de una formación productora, se introduce la solución para limpieza en la formación productora en contacto con la torta de filtro depositada en la misma. Se desea que la solución para limpieza permanezca en contacto con la torta de filtro durante un lapso suficiente para que el polímero en forma de gel en la torta de filtro se desintegre y el agente formador de puente se disuelva. Después de esto, se puede hacer producir la formación para remover la torta de filtro remanente. Si fuera necesario, se puede circular una solución para lavado apropiada a través del barreno en la formación productora para lavar la torta de filtro remanente de las paredes del barreno. Por lo general, la solución para lavado utilizada deberá ser una solución acuosa que no afecte en forma adversa la permeabilidad de la formación productora que contiene hidrocarburo. De esta manera, la solución para lavado puede ser una solución acuosa que contenga una o más sales que inhiban la expansión y/o dispersión de las partículas dentro de la formación tales como cloruro de potasio, cloruro de sodio, cloruro de amonio y cloruro de tetrametilamonio. De las sales anteriores, se prefiere el cloruro de amonio.
La sal de amonio, el agente quelante o la mezcla de sal de amonio y agente quelante utilizada en la solución para limpieza se pueden suministrar en solución como se describió anteriormente o éstas se pueden encapsular para retardar la disolución de los sólidos formadores de puente hasta que se desee limpiar la torta de filtro. Otra técnica similar es generar la sal y/o agente in situ. También se puede obtener una degradación retardada de la torta de filtro utilizando un agente quelante que no disuelva las partículas de agente formador de puente sin la presencia de una sal o sales de amonio. El agente quelante puede estar incluido en el fluido para perforación o servicio y se puede suministrar la sal de amonio utilizada en forma encapsulada o se puede generar in situ. También se pueden utilizar algunas otras técnicas conocidas por los expertos en la técnica para proveer retrasos, tales como el suministrar al agente quelante como un éster que lentamente se hidrolice hasta la forma acida del agente quelante, utilizando un agente quelante que no sea efectivo a un pH particular e introduciendo un segundo agente para cambiar el pH a un nivel en el cual la solución quelante disuelva las partículas formadoras de puente, y otras variaciones similares . De conformidad con los métodos de esta invención, se remueve la torta de filtro de las paredes de un barreno que penetra a una formación productora. La torta de filtro se deposita en el barreno utilizando un fluido para perforación o para dar servicio de esta invención constituido básicamente por agua, una sal soluble en agua y un agente formador de puente, sólido en partículas. Los métodos están constituidos básicamente por los siguientes pasos. El agente formador de puente, sólido en partículas utilizado en el fluido para perforación o para dar servicio es un compuesto inorgánico sintético que se disuelve en una solución acuosa para limpieza que contiene un ácido orgánico suave, un éster que se puede hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante o una mezcla de una sal de amonio y de un agente quelante. Después que se remueve el fluido para perforación o servicio del barreno, la torta de filtro remanente en las paredes del barreno que incluye al agente formador de puente se pone en contacto con la solución para limpieza utilizada durante un periodo tal que el agente formador de puente se disuelve con la misma. Como se mencionó anteriormente, el fluido para perforación o servicio puede incluir un agente para control de pérdida de fluido y un agente de suspensión de sólidos poliméricos. También como se mencionó anteriormente, el fluido para perforación o servicio, el agente formador de puente contenido en el mismo o la solución acuosa para limpieza puede incluir un oxidante u otro desintegrante que oxide y desintegre el polímero gelificado en la torta de filtro. Además, como se mencionó anteriormente, después que la solución para limpieza desintegra al polímero gelificado en la torta de filtro y disuelve el agente formador de puente contenido en el mismo, se puede utilizar una solución para lavado para remover la torta de filtro remanente de las paredes del barreno o la torta de filtro remanente se puede remover haciendo que la formación produzca. Un método particularmente apropiado de esta invención para remover la torta de filtro de las paredes de un barreno que penetra una formación productora depositada en la misma utilizando un fluido para perforación o servicio está constituido de los siguientes pasos. Se utiliza un fluido para perforación o servicio constituido de agua, una sal soluble en agua que se selecciona del grupo que consisten de cloruro de sodio, bromuro de sodio, acetato de sodio, formiato de sodio, citrato de sodio, cloruro de potasio, formiato de potasio, formiato de cesio, cloruro de calcio, bromuro de calcio y mezclas de las mismas o una o más salmueras que contengan a tales sales, un agente para control de pérdida de fluido constituido de almidón, un agente suspensor de sólidos poliméricos a base de xantano y un agente formador de puente de cerámica químicamente unida, sólido, en partículas que se selecciona de cemento de oxicloruro de magnesio, cemento de oxisulfato de magnesio, fosfato de magnesio y potasio hexahidratado, difosfato de magnesio trihidratado o fosfato de magnesio amoniacal hexahidratado, y un agente oxidante a base de peróxido de magnesio sólido en partículas el cual se activa por contacto con una sal de amonio para oxidar y desintegrar el polímero gelificado en la torta de filtro. Después de esto, la torta de filtro producida por el fluido para perforación o servicio se pone en contacto con una solución acuosa para limpieza que contienen cloruro de amonio, un agente quelante o cloruro de amonio y un agente quelante durante un periodo tal que el polímero gelificado en la torta de filtro se oxida y desintegra mediante el peróxido de magnesio y el agente formador de puente se disuelve mediante la solución para limpieza. Si se requiere, después se puede utilizar una solución para lavado para hacer contacto con las paredes del barreno y lavar cualquier torta de filtro remanente sobre las mismas o se puede retirar la torta de filtro remanente haciendo que la formación produzca. Como se mencionó anteriormente, se pueden suministrar diversos componentes del fluido para perforación o servicio y/o la solución para limpieza a la formación productora en forma encapsulada o se pueden generar in situ. Con el fin de ilustrar en forma adicional los fluidos y métodos para perforar y dar servicio de esta invención se brindan los siguientes ej emplos .
EJEMPLO 1
Con frecuencia los pozos horizontales se completan utilizando fluidos para servicio que incluyen agentes formadores de puente, sólidos, en partículas que se depositan como parte de la torta de filtro en las paredes de los barrenos. Los pozos se completan colocando empaques de grava en las zonas productoras y se colocan soluciones para limpieza en los empaques de grava y se dejan remojar para que la torta de filtro se disuelva y se pueda remover. En un pozo horizontal típico completado con un empaque de grava en un barreno de 21.6 cm de diámetro con mallas de 14 cm de diámetro, la solubilidad de las partículas formadoras de puente en la torta de filtro debe estar en el intervalo de 0.5 cm3 aproximadamente hasta 1.25 cm3 aproximadamente de partículas formadoras de puente por cada 100 cm3 de solución para limpieza. Para partículas formadoras de puente con gravedades específicas mayores de 0.6 aproximadamente, esto significa que se disolverán de 1.5 aproximadamente hasta 3 gramos aproximadamente de agente formador de puente por cada 100 cm3 de solución para limpieza. Se desarrolló un procedimiento para probar las soluciones para limpieza para disolver diversos agentes formadores de puente en partículas como sigue: se agregan 0.5 cm3 del agente formador de puente en partículas evaluado a un frasco de 50 mililitros. El frasco se llena después con la solución para limpieza, se tapa y se coloca en un baño de agua a 150° durante 24 horas. Después de esto, se filtran los sólidos en el frasco utilizando un filtro previamente pesado. El filtro con los sólidos en el mismo se seca y se pesa para determinar el peso de los sólidos no disueltos. Después se calcula la solubilidad del agente formador de puente en partículas en por ciento de sólidos disueltos. Se evaluaron varios agentes formadores de
puente y varias soluciones para limpieza utilizando el procedimiento antes descrito, y los resultados de la prueba se presentan en el siguiente cuadro I.
CUADRO I D i so luc ión de agente s f ormad ore s de puent e sól ido s , en p ar t í cul as con soluc ione s de s al de amonio
Agente formador de Solución acuosa de sal Solubilidad, puente en partículas de amonio para limp ieza % disuelto
Oxicloruro de magnesio Cloruro de amonio 4 M 99.2 Oxisulfato de magnesio Cloruro de amonio 4 M 99.6
EJEMPLO 2
Con frecuencia los pozos se limpian utilizando un tratamiento posterior con empaque de grava bajo condiciones dinámicas. En el laboratorio se prepara una variedad de soluciones para limpieza que contienen agua y cloruro de amonio o un agente quelante o tanto cloruro de amonio y un agente quelante. Las soluciones de limpieza se neutralizan hasta un pH de 7 con una solución de hidróxido de sodio al 50% en peso. Se combinan 50 mililitros de cada solución para limpieza con cantidades de 1 gramo de fosfato de magnesio y potasio en partículas y las mezclas resultantes se observan mientras se agitan con calentamiento para determinar si se disuelve el fosfato de magnesio y potasio. Los componentes de la solución de limpieza y sus cantidades, así como los resultados de las pruebas se dan en el siguiente cuadro II.
CUADRO II Solubilidad de fosfato de magnesio y potasio en diversas soluciones para limpieza
Solución para limpieza Cloruro de Agente quelante Observaciones Agua, No. amonio, utilizado, ml gramos gramos 1 50 DTPA1/3.1 Se disuelve en 45 min. 2 50 DCTA2/ .6 Se disuelve en 10 min. 3 50 Ninguno DTPA1/3.1 Se disuelve en 30 min.
4 50 Ninguno DCTA2/2 . 6 Se disuelve en 30 min
50 8 Sal de EDTA3/2 .5 Se disuelve en 3 min .
6 50 Ninguno Sal de EDTA4/2 .8 Se disuelve en 3 min .
7 50 Ninguno NTA5/ 1 . 5 Se disuelve en 3 min.
8 50 Ninguno Sal de NTA6/2 . 1 Se disuelve en 20 min
1 Acido dietilentpaminpenta-acético . 2 Acido trans-1 , 2-diaminociclohexan-N,N,N' , N' -tetra-acético .
3 Etilendiamintetra-acetato de diamonio. 4 Etilendiamintetra-acetato disódico. Acido nitrilotriacético . Nitrilotriacetato trisódico
A partir del cuadro II se puede observar que las diversas soluciones para limpieza disuelven fácilmente el fosfato de magnesio y potasio en part í culas .
EJEMPLO 3
Se prepara un número de soluciones acuosas para limpieza que contienen diversos esteres hidrolizables y un agente quelante. Se colocan porciones de 50 mililitros en contacto con 1 gramo de fosfato de magnesio y potasio (MgKP04'H20) y se determinan los tiempos requeridos para disolver el fosfato de magnesio y potasio. Los componentes de la solución para limpieza y sus cantidades así como los resultados de las pruebas se dan en el siguiente cuadro III
CUADRO III Solubilidad de fosfato de magnesio y potasio en soluciones para limpieza adicionales Solución para limpieza Observaciones Agua , m No. Ester Agente quelante /s 1 50 Citrato de Citrato de sodio Se disuelve en 24 h trietilo (2 g) (4.4 g) 2 50 Ftalato de Citrato de sodio Se disuelve en 48 h dimetilo (3 g) (4.4 g) 3 50 Glutarato de Citrato de sodio Se disuelve en 48 h dimetilo (2.6 g) (4.4 g) 4 50 DBE1 (3 g) Citrato de sodio Se disuelve en 72 h (4.4 g) 1 DBE (esteres dibásicos) es una mezcla de glutarato de dimetilo, succinato de dimetilo y adipato de dimetilo.
A partir del cuadro III se puede observar que las soluciones para limpieza disuelven al fosfato de magnesio y de potasio. Por lo tanto, la presente invención está bien adaptada para realizar los objetivos y obtener los fines y ventajas mencionados así como aquellos que están inherentes en la misma. Aunque los expertos en la técnica pueden efectuar numerosos cambios, tales cambios quedan abarcados dentro del alcance de esta invención tal como queda definido
por las reivindicaciones anexas.
Claims (9)
- NOVEDAD DE LA INVENCIÓN
- Habiendo descrito el presente invento se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
- REIVINDICACIONES
- Se 1.- La mejora en un fluido para perforación o servicio de pozos que se utiliza en formaciones productoras y que deposita torta de filtro en las mismas que contienen agua, una sal soluble en agua y un agente formador de puente, sólido en partículas, caracterizada porque dicho agente formador de puente, sólido en partículas comprende una cerámica químicamente unida que se selecciona a partir de cemento a base de oxicloruro de magnesio, cemento a base de oxisulfato de magnesio, fosfato de magnesio y potasio hexahidratado, bifosfato de magnesio trihidratado o fosfato de magnesio amoniacal hexahidratado, la cual se puede disolver utilizando una solución acuosa para limpieza que contiene un ácido orgánico suave, un éster que se puede hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante o una mezcla de una sal de amonio y un agente quelante. 2. - El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicho agente formador de puente, sólido en partículas está constituido por un cemento de oxicloruro de magnesio 3 El fluido de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicho agente formador de puente incluye un oxidante u otro desintegrante encapsulado en el mismo para desintegrar el polímero en dicha torta de filtro depositada por dicho fluido. 4.- El fluido de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante se seleccionan del grupo que consiste de peróxido de magnesio, peroxidi fosfato de magnesio, peróxido de estroncio, peróxido de bario, peróxido de calcio, perborato de magnesio, bromato de bario y mezclas de los mismos.
- 5.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende también un oxidante u otro desintegrante para desintegrar el polímero en dicha torta de filtro depositada por dicho fluido el cual se activa utilizando dicha solución para limpieza.
- 6.- El fluido de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante se seleccionan del grupo que consiste de peróxido de magnesio, peroxidifosfato de magnesio, peróxido de estroncio, peróxido de bario, peróxido de calcio, perborato de magnesio, bromato de bario y mezclas de los mismos.
- 7.- El fluido de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante es peróxido de magnesio El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha sal soluble en agua se selecciona del grupo que consiste de cloruro de sodio, bromuro de sodio, acetato de sodio, formiato de sodio, citrato de sodio, cloruro de potasio, formiato de potasio, formiato de cesio, cloruro de calcio, bromuro de calcio y mezclas de las mismas. 9.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque también comprende un agente para control de pérdida de fluido que se seleccionan del grupo que consiste de almidón, derivados de éter de almidón, hidroxi etil celulosa, hidroxiet ilcelulosa entrecruzada y mezclas de las mismas. 10.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque también comprende un agente suspensor de sólidos poliméricos hidratable que se selecciona del grupo que consiste de xantano, succinoglucón , derivados de celulosa, guar, derivados de guar y mezclas de los mismos . 11.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene un ácido orgánico suave que se seleccionan del grupo que consiste de ácido acético, ácido cítrico, ácido adípico y ácido glutárico . 12.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene un éster que se puede hidrolizar que se selecciona del grupo que consiste de citrato de trietilo, glutarato de dimetilo, succinato de dimetilo y adipato de dimet ilo . 13 El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene una sal de amonio y dicha sal de amonio tiene la fórmula: RnNH4-nX en la cual R es un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, n es un entero de 0 a 3 y X es un radical aniónico que se selecciona a partir de halógenos, nitrato, citrato, acetato, sulfato, fosfato y bisulfato. 14.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene una sal de amonio y dicha sal de amonio se selecciona del grupo que consiste de cloruro de amonio, bromuro de amonio, nitrato de amonio, citrato de amonio, acetato de amonio y mezclas de los mismos. 15.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene una sal de amonio y dicha sal de amonio es cloruro de amonio. 16.- El fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene un agente quelante y dicho agente quelante se selecciona del grupo que consiste de ácido et ilendiamint et ra acético y sales del mismo, ácido ni trilot riacét ico y sales del mismo, ácido diet i lentriaminpenta acético y sales del mismo, ácido trans - 1 , 2 -diaminciclohexan-N, N, N' , N' -tetra acético y sales del mismo, ácido cítrico y sales del mismo, ácido diglicólico y sales del mismo, ácido fosfórico y sales del mismo, ácido aspártico y sus polímeros y mezclas de los mismos . 17.- El fluido de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho agente quelante es ácido et ilendiamintetra acético y sales del mismo. 1
- 8.- Un método para remover la torta de filtro de las paredes de un barreno que penetra una formación productora depositada en la misma mediante un fluido para perforación o para servicio constituido por agua, una sal soluble en agua y un agente formador de puente, sólido en partículas que comprende los pasos de: (a) utilizar como el agente formador de puente, sólido en partículas en dicho fluido para perforación o servicio una cerámica químicamente unida que se selecciona del grupo que consiste de cemento a base de oxicloruro de magnesio, cemento a base de oxisulfato de magnesio, fosfato de magnesio y potasio hexahidratado, bífosfato de magnesio trihidratado o fosfato de magnesio amoniacal hexahidratado, la cual se puede disolver utilizando una solución acuosa para limpieza que contiene un ácido orgánico suave, un éster que se puede hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante o una mezcla de una sal de amonio y un agente quelante; y (b) poner en contacto dicha torta de filtro con la solución para limpieza durante un periodo suficiente para que el agente formador de puente se disuelva con la misma. 1
- 9.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque el agente formador de puente está constituido por cemento de oxicloruro de magnesio. 20.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque el agente formador de puente incluye un oxidante u otro desintegrante encapsulado en el mismo para desintegrar el polímero en dicha torta de filtro depositada por dicho fluido. 21.- El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante se seleccionan del grupo que consiste de peróxido de magnesio, peroxidifosfato de magnesio, peróxido de estroncio, peróxido de bario, peróxido de calcio, perborato de magnesio, bromato de bario y mezclas de los mismos. 22.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicho fluido para perforación o para servicio comprende también un oxidante u otro desintegrante para desintegrar el polímero en dicha torta de filtro el cual se activa utilizando dicha solución para 1 impieza . 23.- El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante se seleccionan del grupo que consiste de peróxido de magnesio, peroxidifosfato de magnesio, peróxido de estroncio, peróxido de bario, peróxido de calcio, perborato de magnesio, bromato de bario y mezclas de los mismos. 24.- El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante es peróxido de magnesio 25 El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha sal soluble en dicho fluido para perforación o para servicio se selecciona del grupo que consiste de cloruro de sodio, bromuro de sodio, acetato de sodio, formiato de sodio, citrato de sodio, cloruro de potasio, formiato de potasio, formiato de cesio, cloruro de calcio, bromuro de calcio y mezclas de las mismas. 26.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene un ácido orgánico suave que se seleccionan del grupo que consiste de ácido acético, ácido cítrico, ácido adípico y ácido glutárico. 27.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene un éster que se puede hidrolizar que se selecciona del grupo que consiste de citrato de trietilo, glutarato de dimetilo, succinato de dimetilo y adipato de dimet ilo. 28 El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene una sal de amonio y dicha sal de amonio tiene la fórmula: K-n H4-11? en la cual R es un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, n es un entero de 0 a 3 y X es un radical aniónico que se selecciona a partir de halógenos, nitrato, citrato, acetato, sulfato, fosfato y bisulfato. 29.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene una sal de amonio y dicha sal de amonio se selecciona del grupo que consiste de cloruro de amonio, bromuro de amonio, nitrato de amonio, citrato de amonio, acetato de amonio y mezclas de los mismos. 30.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene una sal de amonio y dicha sal de amonio es cloruro de amonio. 31.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene un agente quelante y dicho agente quelante se selecciona del grupo que consiste de ácido et ilendiamint etra acético y sales del mismo, ácido ni t ri lot riacét ico y sales del mismo, ácido diet i lent riaminpenta acético y sales del mismo, ácido trans-1,2-diaminciclohexan-N, N, ' , N' -tetra acético y sales del mismo, ácido cítrico y sales del mismo, ácido diglicólico y sales del mismo, ácido fosfórico y sales del mismo, ácido aspártico y sus polímeros y mezclas de los mismos 32 El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicho agente quelante es ácido et ilendiamintet ra acético y sales del mismo. 33.- Un método para remover la torta de filtro de las paredes de un barreno que penetra una formación productora depositada en la misma mediante un fluido para perforación o para servicio que comprende los pasos de: (a) utilizar como el fluido para perforación o para servicio, un fluido constituido por agua, una sal soluble en agua que se selecciona del grupo que consiste de cloruro de sodio, bromuro de sodio, cloruro de potasio, cloruro de calcio, bromuro de calcio y mezclas de las mismas, un agente para control de pérdida de fluido constituido por almidón, un agente suspensor de sólidos polimérico, hidratable constituido por xantano y un agente formador de puente, sólido en partículas que se selecciona del grupo que consiste de cemento a base de oxicloruro de magnesio, cemento a base de oxisulfuro de magnesio, fosfato de magnesio y potasio hexahidratado, bifosfato de magnesio trihidratado y fosfato de magnesio amoniacal hexahidratado, la cual es soluble en una solución acuosa para limpieza que contiene un ácido orgánico suave, un éster que se puede hidrolizar, una sal de amonio, un agente quelante o una sal de amonio y un agente quelante; y (b) poner en contacto dicha torta de filtro con la solución para limpieza durante un periodo suficiente para que el agente formador de puente se disuelva con la misma. 34.- El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque el agente formador de puente está constituido por cemento de oxicloruro de magnesio. 35.- El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque el agente formador de puente incluye un oxidante u otro desintegrante encapsulado en el mismo para desintegrar el polímero en dicha torta de filtro depositada por dicho fluido. 36.- El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante se seleccionan del grupo que consiste de peróxido de magnesio, peroxidi fosf ato de magnesio, peróxido de estroncio, peróxido de bario, peróxido de calcio, perborato de magnesio, bromato de bario y mezclas de los mismos. 37 El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque dicho fluido para perforación o para servicio comprende también un oxidante u otro desintegrante para desintegrar el polímero en dicha torta de filtro el cual se activa utilizando dicha solución para 1 impieza . 38.- El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante se seleccionan del grupo que consiste de peróxido de magnesio, peroxidi fosf ato de magnesio, peróxido de estroncio, peróxido de bario, peróxido de calcio, perborato de magnesio, bromato de bario y mezclas de los mismos. 39.- El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque dicho oxidante u otro desintegrante es peróxido de magnesio . 40 El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque dicha solución para limpieza contiene una sal de amonio, un agente quelante o una sal de amonio y un agente quelante y dicha sal de amonio es cloruro de amonio 41 El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque dicho agente quelante es ácido et ilendiamintetra- acético y sales del mismo.
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