Agentes estabilizadores de emulsión para fluidos de perforación y terminación.

Una composición de emulsión estabilizada que comprende: un fluido oleaginoso, un fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso, y una agente estabilizador de emulsión, en donde el agente estabilizador de emulsión comprende un primer compuesto iónico soluble en el fluido oleaginoso o en el fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso, y un segundo compuesto iónico con una carga de signo opuesto a la del primer compuesto iónico y que es al menos parcialmente soluble en el fluido opuesto al primer compuesto iónico, en donde el primer compuesto iónico, el segundo compuesto iónico o ambos comprenden un tensioactivo iónico, y en donde el primer compuesto iónico, el segundo compuesto iónico o ambos comprenden un polielectrolito iónico, en donde

el tensioactivo iónico comprende un tensioactivo aniónico que comprende al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: un carboxilato de alquilo, un carboxilato de alquiléter, un N-acilaminoácido, un Nacilglutamato, un N-acilpolipéptido, un alquilbencenosulfonato, un sulfonato parafínico, un α-olefinsulfonato, un lignosulfato, un derivado de sulfosuccinato, un polinaftilmetilsulfonato, un sulfato de alquilo, un alquilétersulfato, un monoalquilfosfato, un polialquilfosfato, un ácido graso, una sal alcalina de un ácido, una sal alcalina de un ácido graso, una sal alcalina de un ácido, una sal de sodio de un ácido, una sal de sodio de un ácido graso, un etoxilato de alquilo, un jabón y una de sus combinaciones, y el polielectrolito iónico comprende un polielectrolito catiónico que comprende un monómero seleccionado entre: un cloruro de vinil bencil trimetil amonio, cloruro de dimetildialil amonio o un cloruro de 3-acrilamido-3-metil butil trimetil amonio, o al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: una polietilen imina, una poliamido amina, una poliamina, una polivinilpirrolidona, quitosano modificado con un grupo funcional catiónico, una gelatina modificada con un grupo funcional catiónico, un galactomanano modificado con un grupo funcional catiónico, una celulosa modificada con un grupo funcional catiónico, y una de sus combinaciones, o

el tensioactivo iónico comprende un tensioactivo catiónico que comprende al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: una alquil amina, una sal de alquilamina, una sal de amonio cuaternario, una sal de amonio cuateranario etoxilada, un óxido de amina, una alquiltrimetil amina, una trietil amina, una alquildimetilbencilamina y una de sus combinaciones, y el polielectrolito iónico comprende un polielectrolito aniónico que comprende al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: un polímero o copolímero que comprende un grupo de carboxilato; un grupo sulfonato; un grupo fosfato o un grupo fosfonato; o un monómero seleccionado entre: un monómero de acrilato, un monómero de metacrilato, un carboxilato de estireno; un sulfonato de vinilo; un 2-acrilamino-2-metil-propil sulfonato; una 3-acrilamido-3-metil butanoato o una sal de ácido málico, un poli

(ácido acrílico), una poliacrilamida parcialmente hidrogenada, una carboxi metil celulosa, una celulosa modificada con un grupo funcional aniónico, un polisacárido modificado con un grupo funcional aniónico, un galactomanano modificado con un grupo funcional aniónico, y una de sus combinaciones

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2010/001317.

Solicitante: HALLIBURTON ENERGY SERVICES, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 10200 Bellaire Blvd. 8 Houston, Texas 77072 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: VAN ZANTEN,RYAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Composiciones para la perforación de orificios o... > C09K8/36 (Emulsiones de agua en aceite)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Composiciones para la perforación de orificios o... > C09K8/28 (conteniendo aditivos orgánicos)

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Fragmento de la descripción:

Agentes estabilizadores de emulsiïn para fluidos de perforaciïn y terminaciïn Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a emulsiones y mïtodos de uso de dichas emulsiones. Mïs particularmente, la presente invenciïn se refiere a agentes estabilizadores y a sus usos en aplicaciones subterrïneas.

Normalmente, las emulsiones comprenden dos fases inmiscibles. Las dos fases inmiscibles pueden incluir una fase continua (o externa) y una fase discontinua (o interna) . La fase discontinua puede comprender el fluido secundario que existe normalmente en gotas en la fase continua. Dos variedades de emulsiones son de aceite en agua y de agua en aceite. Normalmente, las emulsiones de aceite en agua incluyen un fluido al menos parcialmente inmiscible en un fluido oleaginoso (normalmente un fluido de base acuosa) como fase continua y un fluido oleaginoso como fase discontinua. Las emulsiones de agua en aceite son lo contrario, tienen el fluido oleaginoso como fase continua y un fluido al menos parcialmente miscible en el fluido oleaginoso (normalmente un fluido de base acuosa) como fase discontinua. Las emulsiones de agua en aceite tambiïn se pueden denominar emulsiones inversas.

Se han usado dichas emulsiones en varias aplicaciones de aceite y gas. Por ejemplo, se pueden usar las emulsiones en la industria de aceite y gas para aplicaciones de tratamiento subterrïneas, incluyendo operaciones de perforaciïn, producciïn y terminaciïn. Las emulsiones inversas se pueden usar ya que los fluidos de tratamiento basados en oleaginosos (tambiïn conocidos como lodos) pueden tener caracterïsticas de rendimiento deseables cuando se comparan con los lodos basados en agua en algunas situaciones, por ejemplo, cuando existe abundancia de materiales reactivos con agua en una perforaciïn de pozo. Estas caracterïsticas de rendimiento pueden incluir, por ejemplo, una mejor lubricaciïn de cadenas de perforaciïn y herramientas de fondo de perforaciïn, formaciïn de torta filtrante mïs fina y mejor estabilidad de orificio.

Una emulsiïn de tipo agua en aceite, que no tiene un agente emulsionante capaz de estabilizar el fluido que es al menos parcialmente inmiscible en el fluido oleaginoso normalmente experimenta procesos de degradaciïn naturales, tales como coalescencia de gotas y maduraciïn de Ostwald, hasta que las dos fases que son al menos parcialmente inmiscibles se separan y la emulsiïn ya no persiste por mïs tiempo. El hecho de tener una emulsiïn inversa inestable puede ser problemïtico ya que si la emulsiïn se desestabiliza, puede no tener propiedades fiables y consistentes. Este problema se puede exacerbar por medio de las fuerzas fïsicas que la emulsiïn puede experimentar cuando se usa en aplicaciones subterrïneas, tales como tensiones tïrmicas, mecïnicas y quïmicas. Los agentes estabilizadores de emulsiïn, en ocasiones denominados emulsionantes, pueden ser ïtiles en emulsiones como estabilizadores, especialmente cuando se usan en aplicaciones subterrïneas. La expresiïn "agente estabilizador de emulsiïn" o emulsionantes segïn se usa en la presente memoria se puede referir a cualquier compuesto capaz de rebajar la tensiïn de interfaz entre un fluido oleaginoso y un fluido al menos parcialmente inmiscible en el fluido oleaginoso.

Algunos agentes estabilizadores de emulsiïn tradicionales estïn basados en tensioactivos. Los agentes estabilizadores de emulsiones basados en tensioactivos normalmente comprenden una parte hidrïfoba que interacciona con la fase de aceite y una parte hidrïfila que interacciona con la fase no oleaginosa. Generalmente, estas interacciones disminuyen la tensiïn superficial de la interfaz entre la gota de agua y el aceite, lo que puede ralentizar la tendencia natural de las dos fases inmiscibles a la separaciïn.

El documento US 6613720 describe que es posible retrasar el efecto de varios agentes quïmicos y biolïgicos en los fluidos de tratamiento de pozos por medio de la inactivaciïn de los agentes en la fase discontinua de una emulsiïn durante un perïodo de tiempo, antes de que la emulsiïn se desestabilice por medio de exposiciïn a al menos uno de: (1) un cambio de temperatura, (2) un cambio de pH, (3) un cambio de salinidad, (4) un cambio en la concentraciïn de alcohol, (5) un cambio de la concentraciïn de tensioactivo de estabilizaciïn, (6) un cambio en la concentraciïn iïnica orgïnica, (7) un cambio en la concentraciïn de tensioactivo de desestabilizaciïn, (8) un cambio en la concentraciïn de material absorbente de tensioactivo, (9) un pulso ultrasïnico, y (10) un campo elïctrico. Tras la exposiciïn a la condiciïn de desestabilizaciïn de la emulsiïn, el agente inactivado de la fase discontinua de la emulsiïn se libera en el interior de la fase continua de la composiciïn de fluido, donde puede tener su efecto deseado.

El documento EP 0037699 describe un complejo de microemulsiïn-polïmero ïtil para una recuperaciïn mejorada de aceite crudo. El polïmero es ïxido de polietileno de polivinil pirrolidona e interacciona con el tensioactivo de la microemulsiïn para formar una asociaciïn fïsica. El complejo resultante se caracteriza por medio de la energïa de formaciïn de complejos de al menos 2 kcal/mol. Los complejos de microemulsiïn de polïmero son estables a salinidad elevada, reducen la adsorciïn y la retenciïn por medio de la formaciïn, rebajan la tensiïn superficial, y logran retenciones tan bajas como 0, 1 mg de tensioactivo/gm de arena a salinidad elevada y proporcionan acceso temprano al enganche, asï como elevada recuperaciïn de aceite. Los fluidos de recuperaciïn de aceite que usan los complejos de microemulsiïn polimïricos exhiben propiedades similares.

El documento US 4542791 describe un proceso para obstruir una formaciïn porosa de una perforaciïn de pozo que comprende bombear una composiciïn espesante por cizalladura al interior de una tuberïa de pozo en condiciones de baja cizalladura hasta el punto deseado objeto de obstrucciïn, en cuyo punto se hace pasar la composiciïn a travïs de los orificios de una broca en el extremo de la tuberïa de perforaciïn y se somete a una cizalladura elevada de al menos 1.000 s-1 que forma una pasta en la perforaciïn de pozo que obstruye la formaciïn porosa. La composiciïn espesante por cizalladura comprende una emulsiïn de agua en aceite que tiene bentonita granular dispersada en la fase oleosa continua, en la que la fase oleosa tiene un tensioactivo derivado de poliamina disuelto en la misma, y la fase acuosa comprende una disoluciïn acuosa de una poliacrilamida y un ïcido policarboxïlico. Este proceso se puede usar para obstruir pozos que tienen profundidades mayores de 8.000 pies (2.438, 40 m) .

Sumario La presente invenciïn se refiere a emulsiones y mïtodos de uso de dichas emulsiones. Mïs particularmente, la presente invenciïn se refiere a agentes de estabilizaciïn y a sus usos en aplicaciones subterrïneas.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invenciïn, se proporciona una composiciïn de emulsiïn estabilizada que comprende: un fluido oleaginoso, un fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso, y un agente estabilizador de emulsiïn, en el que el agente estabilizador de emulsiïn comprende un primer compuesto iïnico soluble en el fluido oleaginoso o el fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el

fluido oleaginoso, y un segundo compuesto iïnico con una carga de signo opuesto al primer compuesto iïnico y que es al menos parcialmente soluble en el fluido opuesto al primer compuesto iïnico.

El primer compuesto iïnico, el segundo compuesto iïnico o ambos comprenden un tensioactivo iïnico.

El primer compuesto iïnico, el segundo compuesto iïnico o ambos comprenden un polielectrolito iïnico.

Uno del primer... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composiciïn de emulsiïn estabilizada que comprende: un fluido oleaginoso, un fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso, y una agente estabilizador de emulsiïn, en donde el agente estabilizador de emulsiïn comprende un primer compuesto iïnico soluble en el fluido oleaginoso o en el fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso, y un segundo compuesto iïnico con una carga de signo opuesto a la del primer compuesto iïnico y que es al menos parcialmente soluble en el fluido opuesto al primer compuesto iïnico, en donde el primer compuesto iïnico, el segundo compuesto iïnico o ambos comprenden un tensioactivo iïnico, y en donde el primer compuesto iïnico, el segundo compuesto iïnico o ambos comprenden un polielectrolito iïnico, en donde el tensioactivo iïnico comprende un tensioactivo aniïnico que comprende al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: un carboxilato de alquilo, un carboxilato de alquilïter, un N-acilaminoïcido, un Nacilglutamato, un N-acilpolipïptido, un alquilbencenosulfonato, un sulfonato parafïnico, un !-olefinsulfonato, un lignosulfato, un derivado de sulfosuccinato, un polinaftilmetilsulfonato, un sulfato de alquilo, un alquilïtersulfato, un monoalquilfosfato, un polialquilfosfato, un ïcido graso, una sal alcalina de un ïcido, una sal alcalina de un ïcido graso, una sal alcalina de un ïcido, una sal de sodio de un ïcido, una sal de sodio de un ïcido graso, un etoxilato de alquilo, un jabïn y una de sus combinaciones, y el polielectrolito iïnico comprende un polielectrolito catiïnico que comprende un monïmero seleccionado entre: un cloruro de vinil bencil trimetil amonio, cloruro de dimetildialil amonio o un cloruro de 3-acrilamido-3-metil butil trimetil amonio, o al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: una polietilen imina, una poliamido amina, una poliamina, una polivinilpirrolidona, quitosano modificado con un grupo funcional catiïnico, una gelatina modificada con un grupo funcional catiïnico, un galactomanano modificado con un grupo funcional catiïnico, una celulosa modificada con un grupo funcional catiïnico, y una de sus combinaciones, o el tensioactivo iïnico comprende un tensioactivo catiïnico que comprende al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: una alquil amina, una sal de alquilamina, una sal de amonio cuaternario, una sal de amonio cuateranario etoxilada, un ïxido de amina, una alquiltrimetil amina, una trietil amina, una alquildimetilbencilamina y una de sus combinaciones, y el polielectrolito iïnico comprende un polielectrolito aniïnico que comprende al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: un polïmero o copolïmero que comprende un grupo de carboxilato; un grupo sulfonato; un grupo fosfato o un grupo fosfonato; o un monïmero seleccionado entre: un monïmero de acrilato, un monïmero de metacrilato, un carboxilato de estireno; un sulfonato de vinilo; un 2-acrilamino-2-metil-propil sulfonato; una 3-acrilamido-3-metil butanoato o una sal de ïcido mïlico, un poli (ïcido acrïlico) , una poliacrilamida parcialmente hidrogenada, una carboxi metil celulosa, una celulosa modificada con un grupo funcional aniïnico, un polisacïrido modificado con un grupo funcional aniïnico, un galactomanano modificado con un grupo funcional aniïnico, y una de sus combinaciones.

2. Una composiciïn de emulsiïn estabilizada de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en la que el fluido oleaginoso comprende al menos un fluido seleccionado entre el grupo que consiste en: un aceite diesel, un aceite crudo, un aceite de parafina, un aceite mineral, una olefina, un ïster, una amida, una amina, una poliolefina, un polidiorganosiloxano, un siloxano, un organosiloxano, un ïter, un acetal, un dialquilcarbonato, un hidrocarburo y una de sus combinaciones.

3. Una composiciïn de emulsiïn estabilizada de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en la que el fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso comprende al menos un fluido seleccionado entre el grupo que consiste en: glicerina, un glicol, una poliglicol amina, un poliol, agua dulce, agua de mar, agua salada, una salmuera y una de sus combinaciones.

4. Un mïtodo que comprende: proporcionar una composiciïn de emulsiïn estabilizada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; y colocar la composiciïn de emulsiïn estabilizada en una formaciïn subterrïnea como parte de la aplicaciïn subterrïnea.

5. Un mïtodo que comprende: proporcionar una composiciïn de emulsiïn estabilizada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3; y perforar una perforaciïn de pozo en una formaciïn subterrïnea usando la composiciïn de emulsiïn estabilizada.

6. Un mïtodo para preparar una composiciïn de emulsiïn estabilizada como se define en las reivindicaciones 1, 2 o 3, que comprende: proporcionar un fluido oleaginoso; proporcionar el fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso; proporcionar el agente estabilizador de emulsiïn; y combinar el fluido oleaginoso, el fluido que es al menos parcialmente inmiscible con el fluido oleaginoso, y el agente estabilizador de emulsiïn para formar una composiciïn de emulsiïn estabilizada.

7. Un mïtodo de acuerdo con la reivindicaciïn 6, que comprende colocar la composiciïn de emulsiïn estabilizada en una formaciïn subterrïnea como parte de una operaciïn de perforaciïn.