Suspensiones estables de polímero fluidizado basadas en tiosulfato de sodio de hidroxietilcelulosa para servicios de campo de petróleo.

Una suspensión acuosa de polímero de hidroxietilcelulosa y tiosulfato de sodio,

y opcionalmente benzoato de sodio, para su uso en fluidos de servido de campo de petróleo, en la que la composición de suspensión comprende agua,

hidroxietilcelulosa en una cantidad de 5-80% en peso,

tiosulfato de sodio en una cantidad de 10-30% en peso,

goma de xantano en una cantidad de 0, 01 a 0, 50% en peso, y

opcionalmente benzoato de sodio en una cantidad de 0, 1-1, 0% en peso.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/002937.

Solicitante: HERCULES INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: HERCULES PLAZA 1313 N. MARKET STREET WILMINGTON, DE 19894-0001 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MELBOUCI, MOHAND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09K8/03 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE SUSTANCIAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K 8/00 Composiciones para la perforación de orificios o pozos; Composiciones para el tratamiento de orificios o pozos, p. ej. para las operaciones de terminación o de reparación. › Aditivos específicos para uso general en composiciones para la perforación de pozos.
  • C09K8/10 C09K 8/00 […] › Celulosa o sus derivados.
  • C09K8/42 C09K 8/00 […] › Composiciones para cementación, p. ej. para la cementación de tuberías de revestimiento dentro de los orificios perforados; Composiciones para obturación, p. ej. para el cegado de pozos (composiciones para enyesado de orificios perforados en paredes C09K 8/50).
  • C09K8/588 C09K 8/00 […] › caracterizadas por el uso de polímeros específicos.
  • C09K8/60 C09K 8/00 […] › Composiciones para la estimulación de la producción por actuación sobre la formación subterránea.
  • C09K8/68 C09K 8/00 […] › conteniendo compuestos orgánicos.

PDF original: ES-2463485_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Suspensiones estables de polímero fluidizado basadas en tiosulfato de sodio de hidroxietilcelulosa para servicios de campo de petróleo Campo de la invención La presente invención se refiere a una composición y al uso de suspensiones de polímero fluidizado basadas en tiosulfato de sodio de hidroxietilcelulosa en aplicaciones de campo de petróleo tales como fluidos de terminación, fluidos de perforación y suspensiones de cemento de pozo de petróleo como modificadora de la reología/viscosidad y reductora de la pérdida de fluido.

Antecedentes de la invención La hidroxietilcelulosa (HEC) se usa mucho en fluidos de campo de petróleo basados en agua. Se usan generalmente los tipos de alta viscosidad, en fluidos de terminación, para las propiedades de reología y control de pérdida de fluido. Se usan típicamente los tipos de baja viscosidad en suspensiones de cemento de pozo de petróleo y en fluidos de perforación, para las propiedades de control de filtración. Sin embargo, los tipos de alta viscosidad pueden encontrar funcionalidad, junto con los de baja viscosidad, en suspensiones de cemento de pozo de petróleo como aditivos de control del agua libre.

Para el fácil manejo en plataformas de pozos de petróleo y gas y el almacenamiento conveniente en operaciones mar adentro, los más preferidos son los aditivos líquidos. Sin embargo, debido a los potenciales peligros medioambientales cuando se descargan mar adentro, el uso de aditivos líquidos está estrictamente regulado. Durante los últimos años se han usado varias suspensiones de polímero basadas en disolventes medioambientalmente aceptables. Estas suspensiones están basadas en aceites minerales o glicoles. Sin embargo, estos tipos de suspensiones aún encuentran algunas restricciones de uso ya que ninguno de ellos cumple todos los requerimientos reglamentarios respectos a la toxicidad acuática, biodegradabilidad y bioacumulación.

La búsqueda de productos de pozos de petróleo y gas que estén totalmente compuestos de componentes PLONOR (que presentan poco o ningún riesgo para el medioambiente) está en marcha. Todos los productos existentes que no cumplen los requisitos de los componentes PLONOR se colocan en una lista de eliminación gradual, y necesitan ser reemplazados tan pronto como estén disponibles aditivos "verdes".

La Patente de EE.UU. Nº 5.268.466 de Burdick, describe que la suspensión estable de polisacáridos solubles en agua seleccionados del grupo de HEC, (hidroxietilcelulosa: HPC (hidroxipropilcelulosa, MC (metil-celulosa) , EHEC (etilhidroxietilcelulosa) y similares, y derivados de guar/guar se puede preparar en una solución de 12 a 40% en peso de fosfato de potasio dibásico. La suspensión incluye 15-30% en peso de dicho polisacárido. La suspensión incluye adicionalmente una cantidad estabilizante de goma de xantano. La aplicación industrial de estas suspensiones estables fue citada para su uso en materiales de construcción y de revestimiento tales como los compuestos para juntas y pinturas de látex.

La Patente de EE.UU. Nº 5.407.475 describe una composición de suspensión de HEC en salmueras de tiosulfato de sodio o amonio. La composición se reivindica para su uso en los fluidos de perforación (terminación) y proporciona una mejorada estabilidad térmica para HEC. La composición de suspensión contiene por lo menos 30% peso/peso de tiosulfato de sodio o amonio. La patente no describe el uso de tal composición en suspensiones de cementación de pozo de petróleo.

En la publicación de patente EE.UU. 2007/0135312 A1, se describía una suspensión fluidizada de HEC calificada como PLONOR. Esta solicitud de patente enseña específicamente el uso de suspensión acuosa de HEC basada en fosfato de dipotasio en fluidos de servicio de pozo de petróleo.

Para proporcionar una mayor compatibilidad con otros aditivos de suspensión de cemento, así como para mejorar la estabilidad térmica de la HEC, existe una clara necesidad de desarrollar una amplia gama de suspensiones que todavía serían clasificadas como PLONOR para satisfacer los requisitos específicos de aplicación.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es un gráfico que representa los perfiles reológicos de suspensiones de la presente invención y de materiales precursores comparativos a temperatura ambiente así como a temperatura elevada en salmuera saturada de NaCl.

Sumario de la invención 50 Una composición de suspensión que comprende una suspensión de polímero fluido que comprende hidroxietilcelulosa (HEC) suspendida en una disolución acuosa de tiosulfato de sodio, que comprende adicionalmente un estabilizante en la que el estabilizante es una goma de xantano o un conservante calificado como PLONOR tal como benzoato de sodio. La composición es útil cuando se combina con fluido de servicio de campo de petróleo seleccionado del grupo que consiste en fluidos de perforación, fluidos de terminación/reacondicionamiento, fluidos de estimulación, tales como fluidos de fracturación, fluidos de cementación de pozo de petróleo, fluidos de empaque de grava y fluidos de recuperación de petróleo mejorados.

Descripción detallada de la invención Un objetivo de esta invención es proporcionar una suspensión mejorada de HEC en una disolución acuosa 5 concentrada de sal de tiosulfato de sodio que tiene mejorada compatibilidad con otros aditivos usados en los fluidos de servicio de campo de petróleo.

El tiosulfato de sodio tiene la ventaja de estar incluido en la lista de productos PLONOR aprobados para su uso en el Mar del Norte.

Para desarrollar una mejorada estabilidad a largo plazo de las suspensiones de tiosulfato de sodio, se han implementado modificaciones de las composiciones. Una mejora de las suspensiones de tiosulfato de sodio es incluir un agente de suspensión, así como un conservante seleccionado de la lista PLONOR de productos químicos aprobados. Se ha observado que las suspensiones que contienen este agente de suspensión son físicamente estables durante más de 3 meses.

Se ha descubierto que las suspensiones de HEC en salmuera concentrada acuosa de tiosulfato de sodio,

estabilizadas con una pequeña cantidad de goma de xantano y que contienen opcionalmente un conservante tal como benzoato de sodio proporcionan composiciones estables que están totalmente compuestas de componentes listados como sustancias PLONOR.

La composición de suspensión comprende agua, HEC en una cantidad de 5 a 80% en peso, tiosulfato de sodio en una cantidad de 10 a 30% en peso, goma de xantano presente en una cantidad de 0, 01 a 0, 50% en peso.

Opcionalmente además, un conservante de benzoato de sodio puede estar presente en una cantidad de 0, 1 a 1, 0% en peso.

Para preparar la composición de suspensión los componentes se añaden en cualquier orden, y se mezclan a temperatura ambiente.

Los siguientes ejemplos ilustran el rendimiento típico de este tipo de suspensiones de la presente invención en 25 fluidos de terminación y composiciones de suspensión de cemento de pozo de petróleo de baja temperatura Ejemplo 1

La composición de suspensión de esta invención usada en el Ejemplo 1 consiste en los siguientes componentes: agua, tiosulfato de sodio, a alrededor de 24% en peso; HEC, a alrededor de 20% en peso; una cantidad minoritaria de goma de xantano, a de alrededor de 0, 15% a alrededor de 0, 20% en peso; y opcionalmente una cantidad

minoritaria de un conservante tal como benzoato de sodio a una cantidad efectiva, típicamente a alrededor de 0, 50% en peso. Las suspensiones resultantes tenían excelentes propiedades de flujo (viscosidad Brookfield 1600-2100 cPs) . Después de tres meses de almacenamiento a temperatura ambiente, no se observaron signos de separación de fases.

Adicionalmente, las suspensiones mostraron excelente estabilidad de congelación/descongelación. Se midió que el

punto de congelación para las suspensiones estaba por debajo de -15ºC. Véase la Tabla 1 para las composiciones detalladas de las suspensiones, siendo todas las partes y porcentajes en peso, a menos que se indique lo contrario.

Tabla 1. Composición detallada de las suspensiones

Ingredientes Suspensión 1 Suspensión 2 Suspensión 3

Agua DI 55, 33% 55, 89% 55, 33%

Goma de xantano (goma de xantano Rhodopol! 23, disponible de Rhodia USA) 0, 17% 0, 20% 0, 17%

Benzoato de Na 0, 50% - 0, 50%

Tiosulfato de Na 24, 00% 23, 95% 24, 00%

HEC (HEC Natrosol! 250 JR, disponible de Hercules incorporated) 20, 00% 19, 96% -

HEC (HEC Natrosol! Hivis, disponible de Hercules incorporated) - - 20, 00%

La viscosidad de la Suspensión 1 era 2.100 cPs, la viscosidad de la Suspensión 2 era 1.660 cPs y la viscosidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una suspensión acuosa de polímero de hidroxietilcelulosa y tiosulfato de sodio, y opcionalmente benzoato de sodio, para su uso en fluidos de servido de campo de petróleo, en la que la composición de suspensión comprende agua,

hidroxietilcelulosa en una cantidad de 5-80% en peso,

tiosulfato de sodio en una cantidad de 10-30% en peso,

goma de xantano en una cantidad de 0, 01 a 0, 50% en peso, y

opcionalmente benzoato de sodio en una cantidad de 0, 1-1, 0% en peso.

2. La composición de suspensión según la reivindicación 1, en la que la composición de suspensión comprende 24% en peso de tiosulfato de sodio, 20% en peso de hidroxietilcelulosa, y 0, 15-0, 20% en peso de goma de xantano.

3. El uso de la suspensión acuosa de polímero según la reivindicación 1 o 2, que comprende benzoato de sodio como conservante, en una combinación, en la que la suspensión de polímero está fluidizada y está presente mezclada con (b) un fluido de servicio de campo de petróleo seleccionado de fluidos de perforación, fluidos de terminación/reacondicionamiento, fluidos de estimulación, fluidos de cementación de pozo de petróleo, fluidos de empaque de grava y fluidos de mejora de la recogida de petróleo.

4. El uso según la reivindicación 3, en el que el fluido de servicio de campo de petróleo es un fluido de cementación de pozo de petróleo.

5. El uso según la reivindicación 3, en el que el fluido de servicio de campo de petróleo es un fluido de perforación.

6. El uso según la reivindicación 3, en el que el fluido de servicio de campo de petróleo es un fluido de terminación/reacondicionamiento.

7. El uso según la reivindicación 3, en el que el fluido de servicio de campo de petróleo es un fluido de 25 estimulación.

8. El uso según la reivindicación 3, en el que el fluido de servicio de campo de petróleo es un fluido de fracturación.

9. El uso según la reivindicación 3, en el que el fluido de servicio de campo de petróleo es un fluido de empaque de grava.

10. El uso según la reivindicación 3, en el que el fluido de servicio de campo de petróleo es un fluido de recuperación de petróleo mejorado.


 

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