BRPI1003097A2 - processo e sistema para criar cavitação aumentada - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E SISTEMA PARA CRIAR UMA CAVITAçãO AUMENTADA. A presente invenção refere-se a um método e a um sistema para cavitar uma formação produzível, O método inclui conglomerar a formação, produzir a formação acima de sua pressão crítica de arrasto, resultando na cavitação da formação e produzindo a formação cavitada abaixo de uma taxa máxima livre de areia mais elevada (MSFR).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E SISTEMA PARA CRIAR UMA CAVITAÇÃO AUMENTADA"
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
1. Campo da Invenção
Modalidades desta invenção referem-se a um processo e a um sistema para criar cavidades no interior de uma formação produzível ou em uma zona da mesma para reduzir ou eliminar a coprodução de areia. Em certas modalidades, o processo e o sistema permitem um aumento de uma MSFR de uma formação cavitada.
Mais particularmente, as modalidades desta invenção se referem a um processo e a um sistema para criar cavidades no interior de uma for- mação produzível ou em uma zona da mesma para reduzir ou eliminar a co- produção de areia, onde o método e o sistema incluem introduzir uma com- posição de agregação, aglomeração ou conglomeração em uma formação produzível ou zona da mesma para impedir ou reduzir o colapso da forma- ção, e em seguida produzir a formação acima de sua pressão crítica de ar- rasto para criar uma cavidade ou cavidades em torno ou ao redor do furo do poço na formação produzível ou em uma zona da mesma, e em seguida re- duzir a pressão relativa de arrasto na qual a zona ou formação produzível pode ser produzida.
2. Descrição da Técnica Relacionada
Na técnica anterior, operadores tentaram criar cavidades atrás dos tubos de produção ou luvas no esforço de incrementar a área de esco- amento da produção e para reduzir uma pressão de arrasto relativa de uma formação ou poço de produção e para permitir taxas mais elevadas de pro- dução livre de areia. Entretanto, enfrentam-se, por vezes, problemas de co- lapso da formação quando se tentar criar cavidades em formações fraca- mente consolidadas, semiconsolidadas ou não consolidadas, diminuindo os efeitos benéficos da formação da cavidade.
Assim sendo, existe a demanda por um método e um sistema que forme cavidades nas zonas ou formações produtoras que promovam a resistência da formação de modo que o colapso da formação seja eliminado ou reduzido durante o processo de criação da cavidade.
DEFINIÇÃO
O termo particulado da formação significa qualquer material sóli- do como areia, partículas finas da formação, propante, etc. que é produzido junto com o fluido de produção quando um poço de óleo e/ou gás é colocado em produção.
O termo MSFR significa uma taxa máxima de produção livre de areia, que é a taxa de produção máxima que um poço pode alcançar sem a produção conjunta de areia ou particulado da formação.
O termo cavitação ou cavitar significa formar cavidades em torno do revestimento, revestimento cimentado ou tubos de produção, isto é, pro- duzir um volume isento ou substancialmente isento do particulado da forma- ção que circunda o revestimento, revestimento cimentado ou tubos de produção.
O termo formação cavitada significa uma formação que possui uma cavidade ou cavidades que circundam o revestimento, revestimento cimentado ou tubos de produção.
O termo pressão de arrasto significa uma redução da pressão necessária para mover o conteúdo, tais como, sem fins de limitação, óleo, gás e/ou água, da formação ou zona para o interior do revestimento, luvas ou tubulação.
O termo pressão de arrasto crítica significa uma redução da pressão necessária para coproduzir particulado da formação no interior do revestimento, luva ou tubulação.
O termo pressão de arrasto relativo significa uma pressão de arrasto por unidade de área da zona de formação ou produção.
O termo elimina substancialmente a coprodução livre de particu- lado ou outro uso similar significa que os fluidos produzidos possuem níveis inferiores a 5% em peso de particulado da formação. Em certas modalida- des, o termo significa que os fluidos produzidos possuem níveis inferiores a 2,5% em peso de particulado da formação. Em certas modalidades, o termo significa que os fluidos produzidos possuem níveis inferiores a 1% em peso de particulado da formação. Em certas modalidades, o termo significa que os fluidos produzidos possuem níveis inferiores a 0,5% em peso de particulado da formação. Em certas modalidades, o termo significa que os fluidos produ- zidos possuem níveis inferiores a 0,1% em peso de particulado da formação.
O termo formação produzível significa uma formação contendo hidrocarboneto não consolidado, semiconsolidado ou fracamente consolida- do que é capaz de produzir tais hidrocarbonetos. Esses hidrocarbonetos, tais como, sem fins limitantes, gás, óleo ou condensado de gás, podem ser pro- duzidos separadamente ou em combinação entre si. Em certos casos, a formação de produção também pode produzir uma combinação de água e esses hidrocarbonetos.
O termo zona produzível significa uma porção ou seção de uma formação produzível.
O termo formação não produzível significa uma formação que é incapaz de produzir hidrocarbonetos.
O termo zona não produzível significa uma porção ou seção con- tida tanto em uma formação produzível quanto em uma formação não pro- duzível que é incapaz de produzir hidrocarbonetos.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Uma modalidade desta invenção fornece um método para cavi- tar formações produzíveis ou zonas na mesma. O método inclui introduzir uma composição de agregação, aglomeração ou conglomeração em uma formação produzível ou zona da mesma para impedir ou reduzir o colapso ou o desmoronamento da formação. Quando a composição de agregação, aglomeração ou conglomeração é introduzida em uma formação produzível, o método também inclui produzir a formação acima de sua pressão crítica de arrasto para criar uma cavidade ou cavidades em torno do furo do poço e/ou revestimento e/ou luva ou revestimento cimentado na formação produzível ou em uma zona da mesma. Após cavitar a zona ou formação, o método também inclui produzir a zona ou formação cavitada abaixo de sua pressão crítica de arrasto, onde a cavidade ou cavidades diminuem a pressão relati- va de arrasto e assim reduzem, eliminam ou eliminam substancialmente a coprodução de areia.
Uma modalidade da presente invenção fornece um método para cavitar formações produzíveis ou zonas nas mesmas. O método inclui intro- duzir uma composição de agregação, aglomeração ou conglomeração em uma formação produzível ou zona da mesma para impedir ou reduzir o co- lapso ou o desmoronamento da formação. Quando a formação é conglome- rada, o método também inclui produzir a formação acima de sua pressão crítica de arrasto para criar uma cavidade ou cavidades em torno do furo do poço e/ou revestimento e/ou luva ou revestimento cimentado na formação produzível ou em uma zona da mesma. Após a posterior conglomeração ou consolidação da zona ou formação, o método inclui ainda produzir a zona ou formação posteriormente cavitada e conglomerada ou aglomerada abaixo de sua pressão crítica de arrasto, onde a cavidade ou cavidades diminuem a pressão relativa de arrasto e assim reduzem, eliminam ou eliminam substan- cialmente a coprodução de areia.
Uma modalidade da presente invenção fornece um sistema para cavitar formações produzíveis ou zonas nas mesmas. O sistema inclui uma composição de agregação, aglomeração ou conglomeração e um equipa- mento de injeção adaptado para introduzir a composição de agregação, a- glomeração ou conglomeração em uma formação produzível ou zona da mesma para formar uma formação conglomerada para impedir ou reduzir o colapso ou o desmoronamento da formação durante o tratamento subse- quente. O sistema também inclui o equipamento para produzir a formação acima de sua pressão crítica de arrasto para criar uma cavidade ou cavida- des em torno do furo do poço e/ou revestimento e/ou luva ou revestimento cimentado na formação produzível ou em uma zona da mesma. O sistema inclui ainda o equipamento para produzir o poço cavitado abaixo de sua pressão crítica de arrasto, onde a cavidade ou cavidades diminuem a pres- são relativa de arrasto e assim reduzem, eliminam ou eliminam substancial- mente a coprodução de areia.
Uma modalidade da presente invenção fornece um sistema para cavitar formações produzíveis ou zonas das mesmas. O sistema inclui uma composição de agregação, aglomeração ou conglomeração e um equipa- mento de injeção adaptado para introduzir a composição de agregação, a- glomeração ou conglomeração em uma formação produzível ou zona da mesma para formar uma formação conglomerada para impedir ou reduzir o colapso ou o desmoronamento da formação. O sistema também inclui o e- quipamento para produzir a formação acima de sua pressão crítica de arras- to para criar uma cavidade ou cavidades em torno do furo do poço e/ou re- vestimento ou luva ou revestimento cimentado na formação produzível ou em uma zona da mesma. O sistema inclui ainda uma segunda composição de agregação, aglomeração ou conglomeração e/ou uma composição de consolidação da aglomeração e um equipamento de injeção adaptado para introduzir a segunda composição de agregação, aglomeração ou conglome- ração e/ou uma composição de consolidação da aglomeração na formação ou zona cavitada para formar uma zona ou formação complementarmente cavitada, consolidada e/ou conglomerada. O sistema inclui ainda o equipa- mento para produzir a zona ou formação complementarmente cavitada, con- solidada e/ou conglomerada abaixo de sua pressão crítica de arrasto, onde a cavidade ou cavidades diminuem a pressão relativa de arrasto e assim redu- zem, eliminam ou eliminam substancialmente a co-produção de areia.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A invenção pode ser mais bem compreendida com referência à descrição detalhada adiante junto com os desenhos ilustrativos anexados, nos quais elementos similares recebem números iguais.
A Figura 1A representa a injeção de uma composição química de conglomeração, aglomeração ou agregação em uma formação produzível.
A Figura 1B representa uma formação conglomerada.
A Figura 2A representa a produção da formação conglomerada abaixo de sua pressão crítica de arrasto para cavitar a formação produzível ou para formar cavidades no entorno do furo do poço.
A Figura 2B representa uma formação conglomerada, cavitada.
A Figura 3 representa a produção de uma formação conglome- rada, cavitada.
A Figura 4A representa a injeção de uma composição química de conglomeração ou consolidação em uma formação conglomerada, cavitada.
A Figura 4B representa uma formação conglomerada, cavitada, conglomerada ou consolidada.
A Figura 5 representa a produção de uma formação conglome- rada, cavitada, conglomerada ou consolidada.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Os inventores descobriram que é possível estabelecer um méto- do e sistema para reduzir, eliminar ou eliminar substancialmente a co- produção de particulado da formação em formações fracamente consolida- das, semiconsolidadas ou não consolidadas ou zonas das mesmas. Os sis- temas e os métodos incluem um tratamento que permite a cavitação de for- mações ou zonas das mesmas, isto é, produzir uma cavidade ou cavidades entre os tubos de produção e/ou equipamento de produção e a formação ou zona produzível. Após a implantação desses sistemas e métodos, os poços tratados produzem em uma MSFR mais elevada.
Em certas modalidades, o método inclui tratar quimicamente a formação ou zona produzível pressionando ou forçando para o interior da formação ou zona uma composição química que promove a agregação, a- glomeração ou conglomeração de particulado da formação em uma forma- ção ou zona produzível. O tratamento químico alterará o potencial zeta da superfície das partículas de areia para um potencial zeta suficiente para a- glomerar os grãos de areia, resultando em uma melhor consolidação da for- mação. Ao se produzir o poço tratado acima de sua pressão crítica de arras- to, porções do particulado da formação conglomerada são removidas, crian- do uma cavidade ou cavidades na formação ou zona. A formação é produzi- da acima de sua pressão crítica de arrasto até que uma taxa desejada de produção de areia seja alcançada ou até que a areia não seja mais removida da formação ou zona, isto é, até que a produção de areia seja inferior a um nível desejado, o que pode ser a não produção de areia. O método inclui comprimir, injetar ou bombear uma composição química de agregação, aglomeração ou conglomeração em uma formação ou zona produzível, onde a composição química de agregação, aglomeração ou conglomeração é adaptada para reduzir ou impedir o colapso ou o des- moronamento da formação aglomerando suas partículas de modo que essas últimas possam se desprender e se prender novamente à formação aglome- rada. Após a aglomeração, a formação ou zona é colocada em produção acima de sua pressão crítica de arrasto para criar uma cavidade ou cavida- des em torno da zona ou do furo do poço de produção, por exemplo, reves- timento, luva, etc., coproduzindo areia ou particulado da formação até que uma taxa desejada de escoamento de areia ou particulado seja alcançada. O método inclui ainda a etapa opcional de comprimir, injetar ou bombear na formação ou zona cavitada uma composição química adicional ou suplemen- tar de consolidação ou conglomeração para favorecer a conglomeração da formação ou zona após a formação da cavitação. O método também inclui produzir a formação ou zona em uma pressão abaixo da pressão de arrasto crítica. O método e o sistema foram concebidos para proporcionar às zonas ou formações produzíveis uma cavitação e uma aglomeração controladas suficientes para permitir que a formação ou a zona produzam conjuntamente uma menor quantidade de areia ou outras partículas finas, reduzindo as o- corrências de desmoronamento ou colapso. Como resultado decorrente da aplicação do método e do sistema acima, a produção dos poços ocorrerá em uma MSFR mais elevada.
Princípios Gerais de Agregação, Aglomeração ou Conglomeração
Agregação, aglomeração ou conglomeração química é um tra- tamento da formação que é projetado para converter formações fracamente consolidadas, semiconsolidadas ou não consolidadas em formações con- glomeradas. A composição de tratamento é projetada para revestir, em cará- ter parcial ou completo, as partículas da formação alterando seu potencial ou propensão à aglomeração, conglomeração ou agregação e/ou potencial zeta de modo que as partículas tendam a agregar com uma resistência suficiente para reduzir ou eliminar o colapso ou o desmoronamento da formação du- rante a subsequente produção acima da pressão crítica de arrasto. Contrari- amente às composições de aglomeração, essas composições não interagem com as partículas da formação para formar uma matriz consolidada, mas formam simplesmente uma conglomeração de partículas, onde as "ligações" entre elas podem ser rompidas e reformadas em condições de escoamento.
Em melhores condições de escoamento, as "ligações" entre as partículas são rompidas e as partículas desalojadas são carregadas no escoamento do fluido. Nesse sentido, o material pode ser removido da formação que circun- da o furo do poço em zonas desejadas de uma formação produzível sem o risco de colapso ou desmoronamento durante a cavitação.
Composições Amina/Fosfato
A invenção se refere de modo amplo a uma composição que inclui um éster fosfato e uma amina. A composição modifica as superfícies de materiais sólidos ou de porções deles alterando e/ou as propriedades físicas das superfícies. A modificação das propriedades permite que as su- perfícies se tornem atraentes ou permite que as superfícies sejam atraentes a um material dotado de propriedades químicas e/ou físicas similares. No caso das partículas que incluem partículas de óxidos metálicos, tais como partículas de sílica, alumina, titânia, magnésia, zircônia, outros óxidos metá- licos ou óxidos que incluem uma mistura desses óxidos metálicos (naturais ou sintéticos), a composição forma uma cobertura parcial ou completa sobre as superfícies das partículas. A cobertura pode interagir com a superfície por meio de interações químicas e/ou físicas, incluindo, sem caráter limitante, ligações químicas, ligações por hidrogênio, interações eletrostáticas, intera- ções dipolares, interações por hiperpolarizabilidade, coesão, adesão, ade- rência, adesão mecânica, ou qualquer outra interação física e/ou química que permite a formação de uma cobertura sobre as partículas. As partículas revestidas têm uma maior propensão à aglomeração ou agregação que as partículas não revestidas. Assim, as partículas antes do tratamento podem estar em escoamento livre, enquanto após a cobertura não estarão em livre escoamento, tendendo a se agruparem, aglomerarem ou agregarem. Em casos, quando a composição é usada para cobrir superfícies de uma forma- ção geológica, de uma estrutura de oxido metálico sintético e/ou partículas contendo óxidos metálicos, as partículas não tenderão unicamente a se a- gregarem em grupos, as partículas também tenderão a aderir às superfícies estruturais ou da formação revestidas.
Composições Modificadoras e Acidificantes da Superfície
Modalidades da presente invenção fornecem um substrato que inclui uma superfície sólida contendo óxido metálico tratada com uma com- posição de tratamento, que confere à superfície o aperfeiçoamento das pro- priedades agregadoras ou o aperfeiçoamento da aderência do particulado ou das propriedades de afinidade, quando a composição inclui ao menos um agente acidificante e um agente modificador da superfície. Os substratos são idealmente adequados para uso em aplicações no fundo do poço.
As modalidades da presente invenção fornecem uma composi- ção que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico; e (2) um agente modificador dá superfície sólida contendo óxido metálico. Outras modalidades da presente invenção fornecem uma composi- ção que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; e (2) um agente modificador da superfície sólida con- tendo óxido metálico particulado; e (3) um portador de fluido. Outras modali- dades da presente invenção fornecem uma composição que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico par- ticulado; e (3) um agente intensificador da agregação; e (4) um portador de fluido. Outras modalidades da presente invenção fornecem uma composição que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida conten- do óxido metálico particulado; e (3) um agente intensificador da agregação; e (4) um agente espessante; e (5) um portador de fluido. Outras modalidades da presente invenção fornecem uma composição que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; e (3) um agente de troca da superfície sólida contendo óxido metálico parti- culado. Outras modalidades da presente invenção também fornecem uma composição que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida con- tendo oxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da super- fície sólida contendo óxido metálico particulado; e (4) um portador de fluido. Outras modalidades da presente invenção também fornecem uma composi- ção que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida conten- do óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; e (4) um agente intensificador da agre- gação. Outras modalidades da presente invenção também fornecem uma composição que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida con- tendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da super- fície sólida contendo óxido metálico particulado; (4) um agente intensificador da agregação; e (5) um portador de fluido. Outras modalidades da presente invenção também fornecem uma composição que inclui: (1) um agente acidi- ficante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um a- gente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da superfície sólida contendo óxido metálico particu- lado; (4) um agente intensificador da agregação; e (5) um agente espessan- te. Outras modalidades da presente invenção também fornecem uma com- posição que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (4) um agente intensificador da agregação; (5) um agente espessante; e (6) um portador de fluido. Outras modalidades da presente invenção fornecem uma composição aquosa que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metáli- co particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxi- do metálico particulado; e (3) um agente de troca da superfície sólida con- tendo óxido metálico particulado. Outras modalidades da presente invenção também fornecem uma composição aquosa que inclui: (1) um agente acidifi- cante da superfície sólida contendo oxido metálico particulado; (2) um agen- te modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; e (4) um portador aquoso. Outras modalidades da presente invenção tam- bém fornecem uma composição aquosa que inclui: (1) um agente acidifican- te da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (4) um agente intensificador da agregação; e (5) um portador aquoso. Outras modalidades da presente invenção também fornecem uma composição a- quosa que inclui: (1) um agente acidificante da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (2) um agente modificador da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (3) um agente de troca da superfície sólida contendo óxido metálico particulado; (4) um agente intensificador da agregação; (5) um agente espessante; e (6) um portador aquoso.
Princípios Gerais de Consolidação
A consolidação química é um tratamento de formação que con- verte uma formação não consolidada, semiconsolidada ou fracamente con- solidada em uma formação consolidada. O tratamento, em geral, é injetado na formação submetido a pressões tais que a composição química da con- solidação invade a formação, revestindo partículas da mesma (por exemplo, areia) e permitindo que as partículas se aglomerem ou agreguem no interior da região tratada da formação. A região tratada está agora menos suscetível ao colapso se uma porção da formação for removida do entorno do tubo de produção ou do equipamento.
As composições químicas para consolidação da formação inclu- em um aglutinante químico como uma resina ou uma resina líquida de polí- meros. O aglutinante é, em geral, bombeado através de perfuração no tubo, luva ou revestimento de produção até o interior dos espaços porosos da formação. O aglutinante em seguida é submetido a um processo de solidifi- cação in situ que pode ser auxiliado pelo uso de um agente de endurecimen- to ou catalisador. O aglutinante químico reveste as partículas da formação (por exemplo, os grãos de areia). À medida que o aglutinante endurece, com ou sem o agente de endurecimento, a formação não consolidada, semicon- solidada ou fracamente consolidada é convertida em uma formação consoli- dada, quando as partículas tiverem sido convertidas em um arenito sintético permeável. A consolidação da formação é concebida para fortalecer a for- mação no entorno do furo do poço, de modo que as forças de arrasto dos fluidos de produção em escoamento em uma taxa de produção desejada não desalojem as partículas da formação como grãos de areia, reduzindo a coprodução de particulado ou areia.
Os aglutinantes químicos (1) não devem precipitar até que haja decorrido tempo suficiente para permitir a colocação apropriada no furo do poço, (2) deve ser apenas uma fração do volume total, de modo que a areia permaneça permeável, (3) deve aderir fortemente aos grãos de areia, (4) deve apresentar um curto período de espera e de endurecimento, e (5) deve ser insensível às variações menores nos procedimentos de mistura ou de pureza química em todos os tipos de areia.
Química de Resinas
As resinas geralmente usadas como aglutinantes químicos são produtos sólidos, de duros a moles, orgânicos, não cristalinos que possuem distribuições de peso molecular mais amplas ou mais estreitas. As resinas normalmente possuem uma variação de amolecimento ou de fusão e são frágeis no estado sólido. As resinas químicas em geral são matérias-primas, por exemplo, para aglutinantes, adesivos da composição de moldagem cu- rável e revestimentos. Tipicamente, as resinas se dividem em duas categori- as: 1) resinas termorrígidas e 2) resinas termoplásticas. As substâncias quí- micas para uso nesta invenção podem ser qualquer uma das duas ou com- binações de uma ou mais resinas termoplásticas e/ou termorrígidas.
Processo de Cura
Os aglutinantes químicos, como as resinas, são transformadas da forma líquida para uma rede sólida em 3D através de reticulação ou cura. Durante o processo de reticulação, moléculas de monômeros pequenos ou oligômeros são reunidas por meio de ligações químicas, formando agrupa- mentos, por meio de ligações químicas, que podem ser ligações por hidro- gênio, interações eletrostáticas, ligação iônica, e/ou ligação covalente. Esses agrupamentos se reúnem para formar agrupamentos maiores até formar uma rede que amplie a massa reativa. Durante a construção do cluster, o aumento de viscosidade pode ser modelado por uma extensão da lei de vis- cosidade de Stoke. À medida que a viscosidade aumenta em decorrência do aumento de tamanho do agrupamento, o movimento do agrupamento torna- se restrito. No denominado ponto de gel, a rede curada ou reticulada amplia toda a massa reativa e um movimento em larga escala não é mais possível. O tempo ou o ponto em que isso ocorre é denominado tempo de gel. Nesse ponto, a viscosidade do fluido se eleva de forma bastante rápida e assintóti- ca aproximando-se do infinito. A composição química de consolidação preci- sa ser bombeada para o interior da formação ou zona antes que ocorra a cura total, pois, após o tempo de gel, nenhum fluido pode ser comprimido e penetrar na formação.
Nessas composições de consolidação, a viscosidade, de modo típico, permanece praticamente constante até o tempo de gel. Próxima ao ponto de gel, a viscosidade aumenta assintoticamente até o infinito, confor- me caracterizado pelo tempo de gel e por uma constante universal segundo descrito na Equação (1).
<formula>formula see original document page 14</formula>
O tempo de gel em si está relacionado à taxa de reação de reti- culação k, que é dependente da temperatura T, conforme mostra a Equação (2).
<formula>formula see original document page 14</formula>
Como resultado, a dependência da viscosidade em relação ao tempo e à temperatura próxima ao ponto de gel é crítica. Durante a reação de reticulação, também pode haver um ligeiro aumento de densidade (enco- lhimento). Solidificacão/Cura de Resina
A taxa de cura ou de solidificação é uma propriedade que eficaz qual composição de consolidação curável pode ser usada em uma dada a- plicação. A taxa de cura de uma composição de consolidação depende pri- mordialmente da temperatura e do catalisador. O catalisador usado em tal composição são tipicamente ácidos e sais metálicos ou misturas desses e- lementos. O catalisador catalisa o processo de cura (acelera) e pode propor- cionar uma resistência mecânica adicional à rede reticulada. Os catalisado- res em geral são ácidos de Lewis. Catalisadores exemplificativos incluem, sem fins limitantes, AICI3, AI(SO4)3, NiCI2, ZrOCI2, NH4CI, Cr(CH3COO)3 e ácido o-fosfórico ou catalisadores ou misturas similares ou combinações desses elementos. Controlando o tipo, a quantidade e a liberação do catali- sador, o tempo de início da cura e o tempo final para o ponto de gel podem ser controlados. A característica da formação desempenha uma função na seleção da composição de consolidação apropriada e do catalisador apro- priado, de modo que a taxa de cura é lenta o suficiente para permitir a pene- tração na formação até uma extensão desejada antes que o ponto de gel seja alcançado. A existência da consolidação é regida pelo sistema de resi- na usado e, até uma extensão secundária, por catalisadores e demais sais inorgânicos com cátions mono-, di- e trivalentes em várias concentrações, o que confere resistência adicional ao material curado.
Reagentes Adequados
Composição de Aglomeração
As composições de agregação, aglomeração ou conglomeração adequadas para uso na presente invenção incluem, entre outras, qualquer composição que seja capaz de alterar a propensão ou o potencial de agre- gação e/ou o potencial zeta das partículas de uma formação fracamente consolidada, semiconsolidada ou não consolidada, conferindo à formação uma resistência suficiente para reduzir ó colapso ou o desmoronamento du- rante a produção em uma velocidade suficiente para formar uma cavidade ou cavidades em torno do furo do poço de uma formação produzível. Exem- plos de tais composições incluem, entre outras, as composições reveladas nas Patentes US N0 7.392.847 e 7.350.579 (as quais são aqui incorporadas por meio de citação por força da operação do último parágrafo antes das reivindicações), a composição de consolidação descrita abaixo introduzida em concentrações relativamente baixas e com agentes de reticulação relati- vãmente baixa para que a matriz seja desuniforme e incompleta, ou qualquer outra composição que altere a propensão ou o potencial de agregação e/ou o potencial zeta das partículas da formação sem converter as partículas em uma matriz que tenha resistência suficiente para resistir à cavitação através da produção da formação em velocidades acima de uma pressão de arrasto crítica.
Produtos da Reação do Fosfato e Amina
Aminas adequadas incluem, sem limitação, qualquer amina que seja capaz de reagir com um éster de fosfato adequado para formar uma composição que cria uma cobertura deformável em uma superfície contendo oxido metálico. Exemplos de tais aminas incluem, sem fins limitantes, qual- quer amina da fórmula geral R11R2NH ou misturas ou combinações desses elementos, onde R1 e R2 são, independentemente, um átomo de hidrogênio ou um grupo carbila contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais hete- roátomos selecionados do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combinações desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos. Exem- plos de aminas adequadas para uso na presente invenção incluem, sem fins limitantes, anilina e alquil anilinas ou misturas de alquil anilinas, piridinas e alquil piridinas ou misturas de alquil piridinas, pirrol e alquil pirroles ou mistu- ras de alquil pirróis, piperidina e alquil piperidinas ou misturas de alquil pipe- ridinas, pirrolidina e alquil pirrolidinas ou misturas de alquil pirrolidinas, indol e alquil indóis ou misturas de alquil indóis, imidazol e alquil imidazol ou mis- turas de alquil imidazol, quinolina e alquil quinolina ou misturas de alquil qui- nolina, isoquinolina e alquil isoquinolina ou misturas de alquil isoquinolina, pirazina e alquil pirazina ou misturas de alquil pirazina, quinoxalina e alquil quinoxalina ou misturas de alquil quinoxalina, acridina e alquil acridina ou misturas de alquil acridina, pirimidina e alquil pirimidina ou misturas de alquil pirimidina, quinozalina e alquil quinozalina ou misturas de alquil quinozalina ou misturas ou combinações desses elementos.
Esteres de fosfato adequados incluem, sem fins limitantes, qual- quer éster de fosfato que seja capaz de reagir com uma amina adequada para formar uma composição que crie uma cobertura deformável sobre uma superfície contendo oxido metálico ou que revista de forma parcial ou com- pleta materiais particulados. Exemplos de tais ésteres de fosfato incluem, sem fins limitantes, quaisquer ésteres de fosfato da formula geral P(O)(OR3)(OR4)(ORs) ou misturas ou combinações dos mesmos, onde R3, R4 e OR5 são independentemente um átomo de hidrogênio ou um grupo car- bila contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hi- drogênio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos se- lecionados do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, en- xofre ou misturas ou combinações desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos. Exemplos desses éste- res de fosfato incluem, sem fins limitantes, éster de fosfato de alcanóis pos- suindo a fórmula geral P(0)(0H)x(0R6)y, onde χ + y = 3 e são independen- temente um átomo de hidrogênio ou um grupo carbila contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou com- binações desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogê- nio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas sele- cionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos, tais como etóxi fosfato, propoxil fosfato ou alcóxi fosfatos mais elevados ou misturas ou combinações dos mesmos. Outros exemplos de ésteres de fosfato incluem, sem fins limitantes, ésteres de fosfato de alcanol aminas possuindo a fórmula geral N[R70P(0)(0H)2]3, onde R7 é um grupo carbenila possuindo entre contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfa- zer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consis- te em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combina- ções desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valência única selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combina- ções desse grupo, incluindo o éster de trifosfato de trietanol amina ou mistu- ras ou combinações desses elementos. Outros exemplos de ésteres de fos- fato incluem, sem fins limitantes, ésteres de fosfato de aromáticos hidroxila- dos, tais como ésteres de fosfato de fenóis alquilados como o nonilfenil fos- fato éster ou ésteres de fosfato fenólico. Outros exemplos de ésteres de fos- fato incluem, sem fins limitantes, ésteres de fosfato de dióis e polióis, tais como ésteres de fosfato de etileno glicol, propileno glicol ou estruturas glicó- licas mais elevadas. Outros ésteres de fosfato exemplificativos incluem qual- quer éster de fosfato que possa reagir com uma amina e ser revestido sobre um substrato para formar uma cobertura deformável que intensifique o po- tencial de agregação do substrato.
Materiais sólidos adequados para serem revestidos com as composições da presente invenção incluem, sem fins limitantes, óxidos me- tálicos e/ou cerâmicas, natural ou sintética, metais, plásticos e/ou outros só- lidos poliméricos, materiais sólidos derivados das plantas, ou qualquer outro material sólido que seja usado ou possa ser usado nas aplicações nas par- tes inferiores do poço, ou misturas ou combinações dessas substâncias. Ó- xidos metálicos que incluem qualquer óxido sólido de um elemento metálico da tabela periódica de elementos. Exemplos de óxidos metálicos e cerâmi- cas incluem óxidos de actínio, óxidos de alumínio, óxidos de antimônio, óxi- dos de boro, óxidos de bário, óxidos de bismuto, óxidos de cálcio, óxidos de cério, óxidos de cobalto, óxidos de cromo, óxidos de césio, óxidos de cobre, óxidos de disprósio, óxidos de érbio, óxidos de európio, óxidos de gálio, óxi- dos de germânio, óxidos de irídio, óxidos de ferro, óxidos de lantano, óxidos de lítio, óxidos de magnésio, óxidos de manganês, óxidos de molibdênio, óxidos de nióbio, óxidos de neodímio, óxidos de níquel, óxido de ósmio, óxi- dos de paládio, óxidos de potássio, óxidos de promécio, óxidos de praseo- dímio, óxidos de platina, óxidos de rubídio, óxidos de rênio, óxidos de ródio, óxidos de rutênio, óxidos de escândio, óxidos de selênio, óxidos de silício, óxidos de samário, óxidos de prata, óxidos de sódio, óxidos de estrôncio, óxidos de tântalo, óxidos de térbio, óxidos de telúrio, óxidos de tório, óxidos de estanho, óxidos de titânio, óxidos de tálio, óxidos de túlio, óxidos de va- nádio, óxidos de tungstênio, óxidos de ítrio, óxidos de itérbio, óxidos de zin- co, óxidos de zircônio, estruturas cerâmicas preparadas a partir de um ou mais desses óxidos e óxidos metálicos mistos incluindo dois ou mais dos óxidos relacionados acima. Exemplos de materiais vegetais incluem, sem fins limitantes, cascas de plantas produtoras de sementes, tais como cascas de castanha, cascas de pecan, cascas de amendoim, e cascas de outras plantas com sementes de casca rígida, madeira ou outros materiais celulósi- cos fibrosos, ou misturas ou combinações dos mesmos. Composições Acidificantes ou Modificadoras da Superfície
Agentes acidificantes adequados incluem, sem fins limitantes, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácidos carboxí- licos, ácidos carboxílicos clorados, ácidos carbilsulfônicos, onde o grupo car- bila possui entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidro- gênio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos áto- mos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos sele- cionados do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxo- fre ou misturas ou combinações desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos. Exemplos de agentes acidificantes do tipo do ácido sulfônico incluem, sem fins limitantes, ácidos alquilsulfônicos, ácidos arilsulfônicos, ácidos alcarilsulfônicos, ou misturas ou combinações desses elementos.
Exemplos de ácidos alquilsulfônicos contendo entre cerca de 1 e 16 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfa- zer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consis- te em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combina- ções desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas seleciona- dos do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou com- binações desses elementos. Exemplos de ácidos alquilsulfônicos incluem, sem fins limitantes, ácido metilsulfônico, ácido 2-hidroxietilsulfônico (OH- CH2CH2-SO3H), ácido propilsulfônico (todos os isômeros), ácido butilsulfôni- co (todos os isômeros), ácido pentilsulfônico (todos os isômeros), ácido he- xilsulfônico (todos os isômeros), ácido heptilsulfônico (todos os isômeros), ácido octilsulfônico (todos os isômeros), ácido nonilsulfônico (todos os isô- meros), ácido decilsulfônico (todos os isômeros), ácido undecilsulfônico (to- dos os isômeros), ácido dodecilsulfônico (todos os isômeros), C13 ácido sul- fônico (todos os isômeros), C14 ácido sulfônico (todos os isômeros), C15 ácido sulfônico (todos os isômeros), C16 ácido sulfônico (todos os isôme- ros), ou misturas ou combinações desses elementos.
Exemplos de ácidos arilsulfônicos incluem, sem fins limitantes, ácido sulfônico de benzeno, ácido sulfônico de naftaleno, ou misturas ou combinações desses elementos.
Exemplos de ácidos alcarilsulfônicos incluem, sem fins limitan- tes, ácido de metilbenzeno sulfônico, ácido de etilbenzeno sulfônico, ácido de propilbenzeno sulfônico, ácido de pentilbenzeno sulfônico, ácido de hexil- benzeno sulfônico, ácido de heptilbenzeno sulfônico, ácido de octilbenzeno sulfônico, ácido de nonilbenzeno sulfônico, ácido de decilbenzeno sulfônico, ácido de undecilbenzeno sulfônico, ácido de dodecilbenzeno sulfônico, ácido de tridecilbenzeno sulfônico, análogos di- ou tri-alquila substituídos ou mistu- ras ou combinações desses elementos.
Exemplos de ácidos aralcarilsulfônicos incluem, sem fins limitan- tes, ácido fenilmetil sulfônico, ácido feniletil sulfônico, outros ácidos alquil sulfônicos fenilados ou misturas ou combinações desses elementos.
Agentes modificadores de superfície adequados incluem, sem fins limitantes, aminas primárias, secundárias ou terciárias, fosfinas primá- rias, secundárias ou terciárias, ou misturas ou combinações desses elemen- tos. As aminas preferenciais incluem, sem fins limitantes, aminas primárias contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogê- nio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos seleciona- dos do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combinações desses elementos e, quando um ou mais dos áto- mos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valên- cias únicas selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos.
Agentes de troca adequados incluem, sem fins limitantes, qual- quer agente de transferência de fase. Exemplos de agentes de troca vanta- josos para a presente invenção incluem, sem fins limitantes, sais de amônia que possuem a fórmula geral R1R2R3N+Z", sais de fosfônio que possuem a fórmula geral R1R2R3R4P+Z", ou misturas ou combinações desses elemen- tos, onde R1, R2, R3 e R4 são independentemente um átomo de hidrogênio ou um grupo carbila contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais hete- roátomos selecionados do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combinações desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos, eZ'é OH", OR", F", Cl", Br", HSO4", HSO3", H2PO3", ou contraíons ou misturas ou combinações desses elementos, onde R é um grupo carbila contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combinações desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hi- drogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos.
Exemplos de sais de fosfônios vantajosos na presente invenção incluem, sem fins limitantes, sais de fosfônio contendo a fórmula geral sais de fosfônio que possuem a fórmula geral R1R2R3R4P+Z", onde R1, R2, R3 e R4 são independentemente um átomo de hidrogênio, um grupo alquila, um gru- po arila, um grupo aralquila ou um grupo alcarila contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfa- zer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consis- te em boro, nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combina- ções desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas seleciona- dos do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou com- binações desses elementos, e Z" é OH", OR", F, Cl", Br", HSO4", HSO3", H2PO3", ou contraíons ou misturas ou combinações desses elementos, onde R é um grupo carbila contendo entre cerca de 1 e 40 átomos de carbono e os átomos de hidrogênio necessários para satisfazer a valência e, quando um ou mais dos átomos de carbono puder ser substituído por um ou mais heteroátomos selecionados do grupo que consiste em boro, nitrogênio, oxi- gênio, fósforo, enxofre ou misturas ou combinações desses elementos e, quando um ou mais dos átomos de hidrogênio puder ser substituído por um ou mais átomos de valências únicas selecionados do grupo que consiste em flúor, cloro, bromo, iodo ou misturas ou combinações desses elementos. Composições de Consolidação
As composições de consolidação incluem, sem fins limitantes, resinas termorrígidas, resinas termoplásticas, elastômeros termoplásticos, outras resinas ou polímeros passíveis de reticulação térmica ou química, ou misturas ou combinações desses elementos.
As resinas termorrígidas se transformam de forma irreversível sob a influência do calor de um material solúvel e fundível para um material insolúvel e infundível em decorrência da formação de uma rede termicamen- te estável e reticulada de forma covalente. Polímeros termorrígidos compre- endem cadeias moleculares relativamente baixas (MW « 10000). Após a cura ou reticulação, as cadeias são ligadas quimicamente em uma rede que geralmente constitui uma única montagem macromolecular. Essas ligações químicas ou reticulações podem ser ligações covalentes, ligações iônicas, ligações por hidrogênio, e/ou interações eletrostáticas. Todas essas ligações estão sujeitas a rompimento em decorrência da aplicação de calor ou em decorrência das reações ou interações químicas. No entanto, as condições de ruptura são em geral severas, pois a ruptura da ligação é necessária. Re- sinas termorrígidas incluem, sem fins limitantes, resinas fenólicas (produtos da reação de formaldeído e um composto fenólico), resinas amino (reação de formaldeído com uréia ou melamina), resinas de poliéster, resinas epóxi, resinas de vinil éster, resinas de poliuretano, resinas de alquila ou misturas ou combinações desses elementos. As resinas termorrígidas são conhecidas por serem estáveis por períodos de tempo indeterminados ao longo de am- plas variações de temperatura. Em geral são quimicamente inertes aos flui- dos do poço, às rochas e ambientalmente seguras. As resinas termorrígidas formam materiais plásticos rígidos, os quais podem consolidar ou selar a formação ou zona. Devido ao em geral curto tempo de cura ou solidificação nas aplicações dos poços de óleo, geralmente os tratamentos duram algu- mas poucas horas. Resinas termorrígidas reticuladas termicamente e/ou ca- taliticamente formam materiais substancialmente infundíveis ou insolúveis, os quais não amolecem em um novo aquecimento. Quando reticulados e curados, os polímeros termorrígidos são fortes, rígidos e robustos.
Resinas termoplásticas e elastômeros termoplásticos amolecem e fluem quando calor e pressão são aplicados, o que é um processo irrever- sível. Os polímeros termoplásticos compreendem cadeias de blocos de construção monoméricos dotados de peso molecular relativamente alto (PM>10.000). As resinas são mantidas juntas por meio de ligações físicas entre as cadeias que formam uma matriz polimérica coesiva. Essas ligações físicas são facilmente rompidas por aquecimento ou dissolução. As substân- cias termoplásticas incluem, entre outras, olefinas, por exemplo, polialfa ole- finas, copolímero de bloco e/ou aleatório de olefinas (onde copolímero signi- fica dois ou mais monômeros que compreendem a estrutura do polímero), copolímero de bloco e/ou aleatório de uma olefina e um dieno, resinas ter- moplásticas de silício e elastômeros termoplásticos, outras resinas termo- plásticas e elastômeros termoplásticos e ou misturas ou combinações des- ses elementos. Exemplos incluem, sem fins limitantes, polietileno (PE), poli- propileno (PP), poliestireno (PS), poli vinil cloreto (PVC), polivinil piridina, polialcano estireno (polyalkatedstyrene), poliestireno halogenado, copolíme- ros bloqueados de butadieno estireno, copolímeros bloqueados de isopreno estireno, copolímeros bloqueados de isopreno butadieno estireno, ou simila- res ou misturas ou combinações desses elementos.
Condições de Tratamento de Conglomeração
A presente invenção também se refere de forma ampla a um método para produção, inclusive a etapa de circulação e/ou bombeamento de um fluido de conglomeração em uma formação produzível ou zona da mesma, quando o fluido incluir uma composição projetada para aumentar um potencial de agregação ou diminuir um valor absoluto de um potencial zeta de partículas na formação resultando em um decréscimo no colapso ou desmoronamento da formação.
DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS
Com referência nesse momento às Figuras 1A&B, uma modali- dade de uma primeira etapa do método e do sistema desta invenção, em geral 100, é mostrada de modo a incluir um poço 102 em uma formação 104, a qual inclui uma zona de topo 106, uma zona produzível 108 e uma zona de fundo 110. A zona de topo 106 e a zona de fundo 110 podem ser zonas pro- duzíveis ou não produzíveis contidas na formação 104, mas não estão sen- do submetidas a tratamento. Como opção, a zona produzível 108 é separa- da em um ponto abaixo por um obturador ou uma pluralidade de obturadores 112. Se a zona 106 for uma zona produzível da formação 104, então pode haver um obturador ou uma pluralidade de obturadores (não mostrado) se- parando a zona mediana ou produzível 108 da zona de topo 106. O poço 102 é aqui mostrado incluindo o revestimento 114, onde o revestimento 114 pode simplesmente ser um revestimento, uma luva, cimento, um revestimen- to cimentado ou uma luva cimentada. Entretanto, a poço também pode não estar revestido.
O revestimento ou luva 114 é perfurado na zona produzível 108 por uma pluralidade de perfurações 116. Nesse caso, uma composição de agregação, aglomeração ou conglomeração 118 é injetada através das per- furações 116 até o interior da zona 108 para produzir uma zona conglome- rada 120, conforme mostrado na Figura 1B.
Com referência às Figuras 2A&B, uma modalidade de uma se- gunda etapa do método e do sistema da presente invenção, em geral 200, é mostrada de modo a incluir um poço 102 em uma zona produzível conglo- merada 120 entre a zona de topo 16 e a zona de fundo 110. O poço 102 é mostrado aqui revestido pelo revestimento 114, que pode ser simplesmente um revestimento, uma luva, cimento, um revestimento cimentado ou uma luva cimentada ou até mesmo não revestido ou aberto.
Após a formação ter sido conglomerada, como mostram as Figu- ras 1A&B, a formação conglomerada 120 é produzida acima de sua pressão crítica de arrasto como mostra a Figura 2A para produzir uma mistura 202. A mistura 202 inclui, sem fins limitantes, o particulado da formação da zona conglomerada 120. A coprodução da porção da zona conglomerada 120 forma uma cavidade ou cavidades 204 que circundam o poço 102 na zona 120 para formar a zona produzível conglomerada, cavitada, produzível 206, como mostra a Figura 2B.
Após a cavitação, a zona produzível conglomerada, cavitada, produzível 206 é colocada em produção abaixo de sua pressão crítica de arrasto como mostra a Figura 3, em geral 300, para produzir os fluidos de produção 302, quando os fluidos de produção 302 que possuem uma copro- dução reduzida de particulado da formação, isto é, a coprodução do particu- lado da formação foi reduzida, substancialmente eliminada ou eliminada.
Muito embora as modalidades do método e do sistema da pre- sente invenção possam incluir apenas as primeiras três etapas descritas pic- toricamente nas Figuras 1A-3, o método e o sistema também podem incluir a etapa de consolidação ou da posterior conglomeração da zona conglomera- da, cavitada 206, como mostram as Figuras 4A&B, em geral 400. Observan- do a Figura 4A, a zona conglomerada, cavitada 206 é tratada com uma composição de consolidação ou ainda de conglomeração 402. A composição de consolidação ou ainda de conglomeração 402 é injetada no poço 102 que possui o obturador ou uma pluralidade de obturadores 112 opcional (para isolar o tratamento) através das perfurações 116 por meio da cavidade 204 até o interior da zona 206 para formar uma zona produzível, cavitada, conso- lidada ou ainda conglomerada 404, como mostra a Figura 4B.
Em seguida à consolidação ou à posterior conglomeração, a zo- na produzível cavitada, consolidada ou ainda conglomerada 404 é colocada em produção como mostra a Figura 5, em geral 500, para produzir hidrocar- bonetos 502, onde os hidrocarbonetos 502 reduziram o particulado da for- mação, isto é, a MSFR é aumentada.
Todas as referências citadas neste documento são incorporadas por citação. Muito embora a invenção tenha sido revelada referindo-se às suas modalidades preferenciais, tomando por base a leitura da presente descrição, os indivíduos versados na técnica podem apreciar as modifica- ções e alterações que podem ser implantadas sem abandonar o escopo e o espírito da invenção conforme descrito acima e reivindicado a seguir.
Claims (12)
1. Método que compreende: injetar uma quantidade eficaz de uma composição de agrega- ção, aglomeração ou conglomeração em uma formação fracamente consoli- dada, semiconsolidada ou não consolidada ou uma zona da mesma, onde a quantidade eficaz da composição de agregação, aglomeração ou conglome- ração é suficiente para reduzir ou impedir que a formação colapse ou des- morone, quando a formação ou zona é produzida acima de sua pressão crí- tica de arrasto, produzir a formação conglomerada acima de sua pressão crítica de arrasto, até que um volume desejado de co-produção de particulado da formação seja produzido para formar uma formação ou zona cavitada, e produzir a formação ou zona cavitada abaixo de sua pressão crítica de arrasto, em que a cavitação compreende uma cavidade ou um espaço vazio entre o revestimento, luva ou equipamento ou tubo de produção e a formação e a cavitação aumenta a MSFR.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a composi- ção de agregação, aglomeração ou conglomeração compreende um produto da reação de uma amina e de um éster de fosfato, ao menos um agente aci- dificante e um agente modificador da superfície, ou misturas ou combina- ções desses elementos.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, que compreende adicionalmente: antes da segunda etapa de produção, injetar uma quantidade eficaz de uma segunda composição de agregação, aglomeração ou conglo- meração no interior da formação cavitada ou zona da mesma, em que a quantidade eficaz da segunda composição de agregação, aglomeração ou conglomeração é suficiente ainda para conglomerar a formação ou zona.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, em que as compo- sições de agregação, aglomeração ou conglomeração são iguais ou diferen- tes e compreendem um produto da reação de uma amina e de um éster de fosfato, ao menos um agente acidificante e um agente modificador da super- fície, ou uma mistura ou combinação desses elementos.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, que compreende adicionalmente: antes da segunda etapa de produção, injetar uma quantidade eficaz de uma composição de consolidação no interior da formação cavitada ou uma zona da mesma, em que a quantidade eficaz da composição de consolidação é suficiente ainda para consolidar a formação ou zona.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, em que a composi- ção de agregação, aglomeração ou conglomeração compreende um produto da reação de uma amina e de um éster de fosfato, ao menos um agente aci- dificante e um agente modificador da superfície, ou misturas ou combina- ções desses elementos.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, em que a composi- ção de consolidação compreende uma resina termorrígida, uma resina ter- moplástica, um elastômero termoplástico, outras resinas ou polímeros passí- veis de reticulação térmica ou química, ou misturas ou combinações desses elementos.
8. Método que compreende: Injetar uma quantidade eficaz de uma primeira composição de agregação, aglomeração ou conglomeração em uma formação fracamente consolidada, semiconsolidada ou não consolidada ou uma zona da mesma, onde a quantidade eficaz da composição de agregação, aglomeração ou conglomeração é suficiente para reduzir ou impedir que a formação colapse ou desmorone, quando a formação ou zona é produzida acima de sua pres- são crítica de arrasto, produzir a formação conglomerada acima de sua pressão crítica de arrasto, até que um volume desejado de co-produção de particulado da formação seja produzido para formar uma formação ou zona cavitada, injetar uma quantidade eficaz de uma segunda composição de agregação, aglomeração ou conglomeração em uma formação fracamente consolidada, semiconsolidada ou não consolidada ou uma zona da mesma, onde a quantidade eficaz da segunda composição de agregação, aglomera- ção ou conglomeração é suficiente ainda para conglomerar a formação ou zona, e produzir a formação ou zona cavitada abaixo de sua pressão crítica de arrasto, em que a cavitação compreende uma cavidade ou um espaço vazio entre o revestimento, luva ou equipamento ou tubo de produção e a formação e a cavitação aumenta a MSFR.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que as primeira e segunda composições de agregação, aglomeração ou conglomeração são iguais ou diferentes e compreendem um produto da reação de uma amina e de um éster de fosfato, ao menos um agente acidificante e um agente modi- ficador da superfície, ou uma mistura ou combinação desses elementos.
10. Método que compreende: injetar uma quantidade eficaz de uma composição de agrega- ção, aglomeração ou conglomeração em uma formação fracamente consoli- dada, semiconsolidada ou não consolidada ou uma zona da mesma, onde a quantidade eficaz da composição de agregação, aglomeração ou conglome- ração é suficiente para reduzir ou impedir que a formação colapse ou des- morone, quando a formação ou zona é produzida acima de sua pressão crí- tica de arrasto, produzir a formação conglomerada acima de sua pressão crítica de arrasto, até que um volume desejado de coprodução de particulado da formação seja produzido para formar uma formação ou zona cavitada, injetar uma quantidade eficaz de uma composição de consolida- ção em uma formação cavitada ou uma zona da mesma, em que a quanti- dade eficaz da composição de consolidação é suficiente para consolidar a formação ou zona, e produzir a formação ou zona cavitada abaixo de sua pressão crítica de arrasto, em que a cavitação compreende uma cavidade ou um espaço vazio entre o revestimento, luva ou equipamento ou tubo de produção e a formação e a cavitação aumenta a MSFR.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, em que a com- posição de agregação, aglomeração ou conglomeração compreende um produto da reação de uma amina e de um éster de fosfato, ao menos um agente acidificante e um agente modificador da superfície, ou uma mistura ou combinação desses elementos.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, em que a com- posição de consolidação compreende uma resina termorrígida, uma resina termoplástica, um elastômero termoplástico, outras resinas ou polímeros passíveis de reticulação térmica ou química, ou misturas ou combinações desses elementos.
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