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MX2011001243A - Liberacion de sistemas quimicos para aplicaciones al campo petrolifero mediante activacion por tension. - Google Patents

Liberacion de sistemas quimicos para aplicaciones al campo petrolifero mediante activacion por tension.

Info

Publication number
MX2011001243A
MX2011001243A MX2011001243A MX2011001243A MX2011001243A MX 2011001243 A MX2011001243 A MX 2011001243A MX 2011001243 A MX2011001243 A MX 2011001243A MX 2011001243 A MX2011001243 A MX 2011001243A MX 2011001243 A MX2011001243 A MX 2011001243A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
component
encapsulation material
release
trapped
fluid
Prior art date
Application number
MX2011001243A
Other languages
English (en)
Inventor
Slaheddine Kefi
Jesse Lee
Stephane Boulard
Nikhil Shindgikar
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of MX2011001243A publication Critical patent/MX2011001243A/es

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    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/516—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls characterised by their form or by the form of their components, e.g. encapsulated material
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

La invención proporciona un sistema que comprende un material (B) de encapsulamiento y un componente (A), en donde dicho componente (A) se atrapa dentro de dicho material (B) de encapsulamiento y dicho material (B) de encapsulamiento es capaz de romperse y liberar dicho componente (A) bajo una caída de presión mayor que 10 bares.

Description

LIBERACIÓN DE SISTEMAS QUÍMICOS PARA APLICACIONES AL CAMPO PETROLÍFERO MEDIANTE ACTIVACIÓN POR TENSIÓN.
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere ampliamente a aplicaciones del campo petrolífero. Más particularmente la invención se refiere a un método para liberar químicos en el fondo de la perforación en un yacimiento subterráneo, tal como por ejemplo un yacimiento de petróleo y/o de gas o un yacimiento de agua.
DESCRIPCIÓN DEL ARTE PREVIO Las declaraciones en esta sección meramente proporcionan la información antecedente relacionada con la presente divulgación y pueden no constituir arte previo.
Para los sistemas químicos del campo petrolífero, los componentes reactivos son a menudo parte del diseño y la mayor parte del tiempo su reactividad necesita retardarse o suprimirse hasta el tiempo apropiado. Esto se debe principalmente a los diferentes requerimientos de desempeño en las diferentes etapas del bombeo y la colocación. Por ejemplo, una pildora de pérdida de circulación debería ser baja en viscosidad durante el bombeo y alta en límite elástico después de que se coloca el sistema. El cambio repentino de propiedad tradicionalmente se controla mediante cambios de temperatura, mezcla con otros fluidos o agentes de retardo. Ninguno de estos métodos es preciso y exacto debido a la naturaleza incierta de las condiciones en el fondo de la perforación, de esta manera ciertos grados de suposición están siempre involucrados, y los desempeños del producto están probablemente comprometidos.
La siguiente- invención describe un mecanismo novedoso y alternativo referente a la liberación de productos químicos reactivos. A saber, utilizando materiales sólidos que se pueden mezclar con los fluidos base, y que liberan sus materiales de núcleo tras la exposición a un detonador por ejemplo flujo elongacional y/o de alto corte. Por ejemplo, los fluidos que egresan de los trépanos típicamente experimentan tensión relativamente alta, de esta manera, los trépanos se pueden utilizar como un detonador mecánico para liberar los materiales reactivos e inducir la transformación de la propiedad deseada.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los sistemas químicos diseñados para la aplicación del campo petrolífero experimentan tensión a todo lo largo del proceso de colocación. Algunos sistemas enfrentan una tensión relativamente baja, como el cemento, que fluye dentro del ánulo; y algunos sistemas enfrentan una tensión relativamente alta, como el lodo, que egresa del trépano. Como tal, utilizar la tensión como un mecanismo para controlar las propiedades del sistema químico exhibe un impacto mínimo en términos de interferir con los procedimientos operacionales comunes.
La invención aquí descrita se enfoca en utilizar la alta tensión encontrada por los sistemas químicos durante la colocación, como un mecanismo detonador para controlar la liberación de materiales reactivos. Una vez que se libera el material reactivo, entonces las propiedades de todo el sistema químico se pueden alterar y adaptar a las necesidades para reunir los criterios de desempeño. Se describen dos tipos generales de sistemas de liberación. El primer tipo es proteger el material reactivo en una matriz, y el segundo tipo es encapsular el material reactivo dentro de cápsulas. La alta tensión rompe la matriz y/o los materiales de la cápsula, permitiendo una liberación de los químicos que pueden entonces reaccionar .
De acuerdo con un aspecto de la invención, ésta proporciona un sistema que comprende un material (B) de encapsulamiento y un componente (A) , en donde dicho componente (A) se atrapa dentro de dicho material (B) de encapsulamiento y dicho material (B) de encapsulamiento es capaz de romperse y liberar dicho componente (A) ; el sistema comprende además un fluido (C) portador que transporta dicho material (B) de encapsulamiento y dicho componente (A) atrapado, en donde dicho material (B) de encapsulamiento es capaz de romperse y liberar dicho componente (A) bajo una diferencia de velocidad del fluido (C) portador de más que 50 veces. El sistema puede comprender además un componente (R) reactivo presente en dicho fluido (C) portador.
En una primera alternativa, el material (B) de encapsulamiento és una matriz sólida hecha de un material inerte para el componente (A) y en una segunda alternativa el material (B) de encapsulamiento es una cápsula hecha de un material de recubrimiento inerte para el componente (A) .
De acuerdo con otro aspecto de la invención, ésta proporciona un método para liberar un componente (A) en una zona de un sondeo, que comprende las etapas de: colocar un material (B) de encapsulamiento y un componente (A) en el sondeo, en donde dicho componente (A) está atrapado dentro de dicho material (B) de encapsulamiento; colocar dicho material (B) de encapsulamiento y dicho componente (A) atrapado en una restricción en la vecindad de la zona de modo que dicho material (B) de encapsulamiento sea capaz de romperse y liberar dicho componente (A) . Preferiblemente, la restricción crea incrementos y/o disminuciones de velocidad de al menos variación de 50 veces.
Preferiblemente, la etapa de colocar dicho material (B) de encapsulamiento se realiza colocando además un fluido (C) portador que transporta dicho material (B) de encapsulamiento y dicho componente (A) atrapado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Modalidades adicionales de la presente invención se pueden comprender con los dibujos anexos: La Figura 1 muestra la invención en una modalidad de primer tipo.
La Figura 2 muestra la invención en una modalidad de segundo tipo.
La Figura 3 muestra el resultado del experimento del limite elástico de la modalidad de primer tipo de la invención .
La Figura 4 muestra la distribución del tamaño de partícula de la modalidad de segundo tipo de la invención (d50, por ejemplo, perdura para 50% de las partículas que tienen un diámetro debajo del valor junto a éste) .
La Figura 5 muestra una medición de la liberación del sistema de Tipo II.
La Figura 6 muestra una medición de la liberación del sistema de Tipo I.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Al principio, se debe notar que en el desarrollo de cualquier modalidad real, se deben realizar numerosas decisiones específicas a la implementación para lograr las metas específicas del desarrollador, tales como la conformidad con las restricciones relacionadas al sistema y relacionadas al negocio, las cuales variarán de una implementación a otra. Además, se apreciará que tal un esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y consumidor de tiempo pero no obstante sería una rutina emprendedora para aquellos de habilidad ordinaria en el arte que tienen él beneficio de esta divulgación. Además, la composición aquí utilizada/descrita también puede comprender algunos componentes aparte de aquellos citados. En el resumen de la invención y esta descripción detallada, cada valor numérico se debe leer una vez como modificado por el término "aproximadamente" (a menos que ya expresamente esté modificado) , y posteriormente leerse nuevamente como no modificado de esa manera a menos que se indique lo contrario en el contexto. También, en el resumen de la invención y esta descripción detallada, se debe entender que en un rango de concentración listado o descrito como útil, adecuado, o similar, se pretende que cualquiera y cada concentración dentro del rango, incluyendo los puntos extremos, se . debe considerar como que ha sido indicado. Por ejemplo, "un rango de desde 1 hasta 10" se debe leer como que indica todos y cada uno de los números posibles a lo largo del continuo entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10. De esta manera, aun si los puntos de datos específicos dentro del rango, o incluso ningún punto de datos dentro del rango, están explícitamente identificados o se refieren a sólo unos cuantos específicos, se debe entender , que los inventores aprecian y entienden que cualquiera y todos los puntos de datos dentro del rango se deben considerar como especificados, y que los inventores poseyeron conocimiento del rango completo y todos los puntos dentro del rango.
La presente invención se refiere a un sistema hecho de un material (B) de encapsulamiento y un componente (A) . El componente (A) se atrapa dentro del material (B) de encapsulamiento y" el material (B) de encapsulamiento es capaz de romperse y liberar el componente (A) bajo un detonador. El detonador es una tensión suficiente tal como el paso a través de una restricción, por ejemplo una perforación o un trépano. Sin estar atado por alguna teoría, los inventores creen que la combinación de flujo de corte y elongacional experimentada en estas condiciones produce una cantidad suficiente de tensión para romper el material (B) de encapsulamiento y liberar el componente (A) . Básicamente, la tensión primero podría provenir de la turbulencia experimentada en las bombas del equipo de la superficie y dentro del fluido (C) portador mismo; después de eso, el paso del flujo a través de una restricción crea primero alguna clase de "efecto Venturi" con una aceleración del fluido que tendrá el efecto de deformar el material (B) de encapsulamiento y posteriormente en la salida de la restricción otra deformación del material (B) de encapsulamiento procedente de la desaceleración del fluido. Los incrementos y disminuciones de velocidad son típicamente del orden de variación de 50 a 100 veces. Las tasas de tensión experimentadas en la restricción son típicamente desde 1 000 hasta un millón de segundos recíprocos, más específicamente 10 000 hasta 200 000 segundos recíprocos. Los inventores han notado que aun si la tensión experimentada durante el bombeo y durante todo el tiempo del transporte tiene un efecto sobre la ruptura del agente (B) de encapsulamiento, la tensión y/o diferencia de velocidad que se obtiene debido al flujo a través de una restricción es de importancia suprema. La tensión se relaciona íntimamente con la caída de presión comprendida en cada unidad del tratamiento del pozo (bombas, tuberías, trépano) . Una caída de presión más alta corresponde a una tensión más alta aplicada. Típicamente, la tensión más alta se observa cuando el fluido pasa a través de las boquillas en un trépano o un puerto de la sarta de completación en el fondo de la perforación. Por tensión suficiente para romper el agente (B) de encapsulamiento, se debe entender en el contexto de la presente invención, que dicha tensión suficiente se produce por el paso a través de las boquillas del trépano o una restricción similar para permitir que el componente (A) sea liberado del agente (B) de encapsulamiento . Preferiblemente, la caída de presión observada al pasar a través de las boquillas es desde aproximadamente 150 hasta 5 000 psi (10 a 345 bares), más preferiblemente desde 300 hasta 5 000 psi (20 a 345 bares), más preferiblemente desde 300 hasta 1 000 psi (20 a 69 bares) . Como se muestra anteriormente, la tensión algunas veces también se puede referir como una diferencia de velocidad.
Como es aparente en la Figura 2, el material (B) de encapsulamiento puede ser una cápsula flexible hecha de gelatina, pectina, derivados de celulosa, goma arábiga, goma guar, goma de algarroba, goma de tara, goma de casia, agar, o almidón n-octenil succinado, almidón poroso, pectina, alginatos, carragenanos, xantano, quitosano, escleroglucano, diutan y mezclas de los mismos. Buenos ejemplos de tecnologías adecuadas de encapsulamiento se podrían encontrar en "Microencapsulation" , Vandamme T., Poncelet D., Subra-Paternault P., Lavoisier, Paris, 2007. En una modalidad preferida, el material de encapsulamiento es una mezcla de gelatina y goma arábiga. La proporción de gelatina a goma arábiga es preferiblemente desde 9:1 hasta 1:9 partes en peso, preferiblemente 5:1 hasta 1:5, más preferiblemente 2:1 hasta 1:2 y más preferiblemente aproximadamente 1:1. Las cápsulas y/o la matriz de acuerdo con la presente invención preferiblemente tienen un diámetro (o dimensión principal) de desde 1 hasta 5 000 mieras, más preferiblemente desde 10 hasta 2 000 mieras.
También, como se muestra en la Figura 1, el material (B) de encapsulamiento puede ser una matriz sólida tal como aquellas hechas de organopolisiloxanos como se describe por Donnadieu et al. (US 4,604,444). Otro material adecuado podría ser gelatina, poliuretano, o retículos, y mezclas de los mismos .
El sistema se puede hacer de matriz y/o cápsulas suaves que serían principalmente sensibles al flujo elongacional o de matriz y/o cápsulas rígidas que serían más sensibles al flujo de corte.
El componente (A) puede ser cualquier tipo de componente químico que no reaccione con el agente (B) de encapsulamiento y se puede hacer -de una combinación de un primer, un segundo, un tercer o más componentes químicos.
El componente (R) reactivo puede ser cualquier tipo de componente químico que no reaccione con el agente (B) de encapsulamiento y se puede hacer de una combinación de un primer, un segundo, un tercer o más componentes químicos reactivos. Preferiblemente, el componente (A) y el componente (R) reactivo son capaces de reaccionar o mezclarse cuando están en contacto.
Actualmente, dos tipos generales de material de encapsulamiento han mostrado comportamiento de liberación de tensión. La Figura 1 muestra un primer tipo (Tipo I) que tiene una estructura general de material de incrustación dentro de una matriz inerte. La matriz inerte es el material de encapsulamiento y el material es el componente. La Figura 2 muestra un segundo tipo (Tipo II) que tiene una estructura similar a una cápsula general, es decir el componente está rodeado por un material de pared inerte hecho del material de encapsulamiento. La efectividad de la liberación por corte principalmente depende de las propiedades físicas y químicas de los materiales de la matriz o pared inerte.
Los sistemas de acuerdo con la invención pueden tener varias modalidades. En un aspecto de la presente invención, se proporcionan composiciones con un material (B) encapsulado, estas composiciones que conducen a sistemas de polímeros para operaciones de perforación, completación, estimulación, mejora de producción u operaciones remediadoras en zonas subterráneas penetradas por un barreno iniciando la polimerización con un reticulador.
En una modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, un componente (A) reactivo que es un polímero, y un reticulador (R) encapsulado en el material (B) de encapsulamiento, y otros aditivos, tales como un agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación específica para la cual se utiliza el sistema.
En una segunda modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, un polímero (A) encapsulado en el material (B) de encapsulamiento, un componente (R) reactivo que es un reticulador, y otros aditivos, tales como un agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes "de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación específica para la cual se utiliza el sistema.
En una tercera modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, un primer componente (A) reactivo que es un polímero, un segundo componente (A) reactivo que es un reticulador, un activador (R) de reticulación encapsulado en el material (B) de encapsulamiento, y otros aditivos, tales como un agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación específica para la cual se utiliza el sistema.
En una cuarta modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, una combinación de polímero (A) o reticulador (A) o activador (R) encapsulado en una sola o varias cápsulas (B) o matriz (B) sólida, y otros aditivos, tales como un agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación especifica para la cual se utiliza el sistema.
En todas estas modalidades, el fluido portador puede estar basado en agua, en solventes o en aceites. El polímero puede ser un polisacárido tal como guar y sus derivados, celulosa y sus derivados, xantano, wellano, escleroglucano, quitosano, diutan y otros polisacáridos utilizados como agentes de gelificación, un polímero sintético tal como poliésteres, poliamidas, ésteres de fosfato o el polímero que se forma a partir de reacciones que comprenden "monómeros etilénicamente no saturados" que incluyen grupos de monómeros etilénicamente no saturados, sustituidos o no sustituidos, grupos vinilo, grupos alilo, grupos acrilo, grupos melamida, y grupos acriloilo, y mezclas de los mismos. Se podrían formar a partir de monómeros etilénicamente no saturados de la fórmula general CHR=CXY, en donde R podría ser hidrógeno o alquilo, X y Y pueden ser hidrógeno, alquilos, arilos, alcoxi, ácidos carboxílicos, amidas, acetamidas, ésteres, éteres, y similares. Ejemplos adecuados incluyen, pero no se limitan a, etileno, propileno, buteno-1, vinil ciclohexano, estireno, vinil tolueno, monómeros ionizables (tales como 1-N,N-dietilaminoetilmetacrilato) , cloruro de dialildimetilamonio, sulfonato de 2-acrilamido-2-metil propano, y ácido acrilico, y mezclas o derivados de los mismos; monómeros alilicos (tales como ftalato de di-alilo, maleato de di-alilo, carbonato de alil diglicol, y similares) ; formato de vinilo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, ácido crotónico, ácido itacónico, fluoruro de vinilo, cloruro de vinilo, fluoruro de vinilidina, tetrafluoroetileno, acrilamida y sus derivados, metacrilamida, metacrilonitrilo, acroleina, metil vinil éter, etil vinil éter, vinil cetona, etil vinil cetona, acetato de alilo, propionato de alilo, y maleato de dietilo; y monómeros de dieno (tales como butadieno, isopreno, y cloropreno, etc.); y mezclas o derivados de los mismos. El polímero también podría ser una combinación del polímero previamente descrito, ya sea en la forma de un copolímero aleatorio o un copolímero multi-bloque .
En las cuatro modalidades, la reticulación consiste en el enlace de dos o más cadenas poliméricas a través de la asociación química de tales cadenas a un grupo químico o elemento común. Los reticuladores adecuados pueden comprender un compuesto químico que contiene un ion polivalente tal como, pero no necesariamente limitado a, boro, calcio, cromo, hierro, aluminio, titanio, y circonio. También pueden comprender un grupo orgánico reactivo en la forma de un sistema dielectrófilo o dinucleófilo tal como, pero no necesariamente limitado a aldehidos o dialdehidos, diácidos, anhídridos, cloruros de ácido, diaminas, dinitrilos, dioles, compuestos dihalogenados . En la cuarta modalidad, el activador de reticulación podría ser un agente de control de pH que ajusta el pH para alcanzar el pH óptimo para la reticulación del polímero.
En un segundo aspecto de la presente invención, se proporcionan composiciones con un agente encapsulado, estas composiciones qué conducen a sistemas de polímeros para operaciones de perforación, completación u operaciones remediadoras en zonas subterráneas penetradas por un barreno iniciando la polimerización con un monómero polimerizable y un iniciador de polimerización.
En una primera modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, un monómero (A) polimerizable encapsulado en el material (B) de encapsulamiento, un primer componente reactivo que es un iniciador (R) de polimerización, un segundo componente reactivo que es un reticulador (R) , y otros aditivos, tales como un activador de polimerización, agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores , agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación específica para la cual se utiliza el sistema.
En una segunda modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, un primer componente (A) reactivo que es un monómero polimerizable, un iniciador (A) de polimerización encapsulado en el material (B) de encapsulamiento, un segundo componente reactivo que es un reticulador (R) , y otros aditivos, tales como un activador de polimerización, agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación especifica para la cual se utiliza el sistema.
En una tercera modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, un primer componente (A) reactivo que es un monómero polimerizable, un segundo componente (A) reactivo que es un iniciador de polimerización, un tercer componente reactivo que es un reticulador (A) , un activador (R) de polimerización encapsulado en el material (B) de encapsulamiento, y otros aditivos, tales como un agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación especifica para la cual se utiliza el sistema.
En una cuarta modalidad, el sistema incluye: un fluido (C) portador, una combinación de monómero (A) polimerizable, iniciador (A) de polimerización, reticulador (R) o activador (R) encapsulados en una sola o varias cápsulas o matriz (B) sólida, y otros aditivos, tales como un agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación especifica para la cual se utiliza el sistema.
En estas modalidades, el fluido base puede estar basado en agua, en solventes o en aceites. El monómero polimerizable podría ser unos "monómeros etilénicamente no saturados" que incluyen grupos ;de monómeros etilénicamente no saturados, sustituidos o no sustituidos, grupos vinilo, grupos alilo, grupos acrilo, grupos melamida, y grupos acriloilo, y mezclas de los mismos. Estos monómeros etilénicamente no saturados podrían ser de la fórmula general CHR=CXY, en donde R podría ser hidrógeno o alquilo, X y Y pueden ser hidrógeno, alquilos, arilos, alcoxi, ácidos carboxílicos, amidas, acetamidas, ésteres, éteres, y similares. Ejemplos adecuados incluyen, pero no se limitan a, etileno, propileno, buteno-1, vinil ciclohexano, estireno, vinil tolueno, monómeros ionizables (tales como 1-N, N-dietilaminoetilmetacrilato) , cloruro de dialildimetilamonio, sulfonato de 2-acrilamido-2-metil propano, y ácido acrílico, y mezclas o derivados de los mismos; monómeros alílicos (tales como ftalato de di-alilo, maleato de di-alilo, carbonato de alil diglicol, y similares) ; formato de vinilo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, ácido crotónico, ácido itacónico, fluoruro de vinilo, cloruro de vinilo, fluoruro de vinilidina, tetrafluoroetileno, acrilamida y sus derivados, metacrilamida, metacrilonitrilo, acroleina, metil vinil éter, etil vinil éter, vinil cetona, etil vinil cetona, acetato de alilo, propionato de alilo, y maleato de dietilo; y monómeros de dieno (tales como butadieno, isopreno, y cloropreno, etc.); y mezclas o derivados de los mismos.
En las cuatro modalidades, la selección del iniciador de polimerización variará dependiendo del monómero particular que se utilice, y la compatibilidad de varios monómeros e iniciadores se entenderá por aquellos expertos en el arte. Ejemplos ilustrativos de iniciadores de polimerización que se pueden emplear aquí pueden incluir agentes de oxidación, persulfatos, peróxidos, compuestos azo tales como 2,2'-azobis (2-amidinopropano) dihidro-cloruro y sistemas de oxidación-reducción .
El reticulador puede ser un grupo orgánico reactivo en la forma de un sistema dielectrófilo o dinucleófilo tal como, pero no necesariamente limitado a aldehidos o dialdehidos, diácidos, anhídridos, cloruros de ácido, diaminas, dinitrilos, dioles, compuestos dihalogenados . También podría ser un monómero di-etilénicamente no saturado que reaccione con el monómero principal durante la polimerización para crear puentes de reticulación entre las cadenas del polímero principal. Estos monómeros de reticulación di-etilénicamente no saturados podrían ser de la fórmula general CHR=CLC=CHR' , en donde R y R' podrían ser hidrógeno o alquilo y L podría ser cualquier tipo de cadena orgánica que enlace ambos grupos no saturados .
El activador de polimerización podría ser un compuesto organometálico utilizado como un activador redox, tal como sales de iones, sales de cobre, sales de cobalto, sales de cinc y similares; también podría ser una trampa radical que ayuda manteniendo la reacción en marcha como es conocido en las técnicas de polimerización viviente, tales como aminas, nitróxidos, azul de Prusia, bisulfuros, quinonas y otro activador/catalizador para reacciones de polimerización conocidas por aquellos expertos en el arte.
En otro aspecto de la invención, el sistema incluye: un fluido (C) portador, una arcilla (A) de hinchamiento encapsulada en el material (B) de encapsulamiento, y otros aditivos, tales como un agente de control de pH, agente de retardo, rellenadores, agentes de pérdida de fluido, agentes de lubricación, biocidas y otros aditivos pertinentes para la aplicación específica para la cual se utiliza el sistema. La arcilla de hinchamiento puede ser natural tal como, pero no limitado a, montmorillonita, hectorita y derivados, o sintética, tal como laponita.
EJEMPLOS Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar adicionalmente la invención. Los materiales utilizados en los ejemplos están comúnmente disponibles y son utilizados en la industria del campo petrolífero.
Ejemplo 1: Un sistema se hizo de un fluido acuoso que contenia 0.5% peso de goma xantana (J312 a partir de Schlumberger) y 3% peso de sólido TIPO I. El sólido tipo I se hizo de 17% peso de cal rodeada por una matriz de encapsulamiento de organopolisiloxano (37% sílice; 46% aceite y surfactante) con diámetro promedio de 10 mieras.
El fluido se bombeó a través de una restricción de 2 mm en varias caídas de presión que representan diferentes grados de tensión. Posteriormente se registró el desarrollo del límite elástico. Los resultados están disponibles en la figura 3 que muestra el comportamiento del límite elástico de la composición: en 10 bares, el material no se rompió por la tensión significativamente, como tal, se observó muy poco límite elástico. Una vez que las caídas de presión excedieron 20 bares, se registró el desarrollo completo del límite elástico .
Ejemplo 2: Un sistema se hizo de 1% peso del material TIPO II que se suspendió en un fluido acuoso que contenia 0.5% peso de goma xantana (J312 a partir de Schlumberger ) y posteriormente se sometió a tensión en 10 y 30 bares. El material Tipo II fue ISP Captivates® con 0.3% de tinte Rojo 30 disperso en manteca de karité encapsulado por 2-4% peso de una fase de pared que contenia 50% de gelatina y 50% de goma arábiga (goma de acacia Senegal) con diámetro promedio de 1500 mieras.
Los resultados se monitorearon sobre un seleccionador de partículas, el cual mostró la ruptura de este material bajo tensión. Los resultados están disponibles a partir de la Figura 4 que muestra la distribución del tamaño de partícula en un sistema Tipo II. El eje x presenta el tamaño de partícula, y el eje y presenta los porcentajes. La aparición de partículas más pequeñas debajo de 30 bares indica que las partículas mayores originales fueron desintegradas y de esta manera resultaron en fragmentos más pequeños.
Ejemplo 3: Un fluido se hizo de 2% peso del material Tipo II con 0.5% peso de agente de gelificacion D167 (disponible a partir de Schlumberger) y se suspendió en un tanque bajo agitación con paletas. El material tipo II fue ISP Microcapsules® 10003 con 3.5% de tinte azul ultramarino y 1.5% de TÍ02 disperso en 2-feniletil éster del ácido Benzoico encapsulado por 2-4% peso de una fase de pared que contenia 50% de gelatina y 50% de goma arábiga (goma de acacia Senegal) , con un diámetro promedio de 1300 mieras.
Se colectó una muestra que indicó 0% de liberación. El fluido se bombeo en 80 L/min a través de una bomba centrífuga y una bomba alternativa triplex: después de eso, se colectó otra muestra y se midió sólo 2% de liberación. Posteriormente el fluido se hizo circular a través de un obturador creando una caída de presión de 30 bares. La Figura 5 muestra la medición de liberación de las primeras dos muestras en comparación a la liberación del sistema bajo caída de presión de 30 bares que es significativa con 76% del componente (A) reactivo liberado. Esto indica que, en estas condiciones, la mayor parte de la liberación se detona a través del obturador. La liberación se midió mediante la extracción química del componente activo en el fluido externo y se expresa como el porcentaje molar como una función de la concentración molar inicial del ingrediente activo.
Ej emplo : Un fluido se hizo de 2% peso del material Tipo I con 0.5% peso de goma xantana ( J312 a partir de Schlumberger ) , se suspendió en un tanque bajo agitación con paletas. La pared de la cápsula se hizo de poliuretano, y el material del núcleo fue una solución acuosa de PEI al 50% ( Poli (etilenimina) ) . El tamaño de la cápsula varía dentro del rango desde 50 hasta 4000 mieras, y la proporción de volumen del componente interno es 5 a 80% como se supone para el volumen de la cápsula.
Se colectó una muestra en el tanque que indicó 0% de liberación. El fluido se bombeó a 218 L/min a través de una bomba centrífuga y una bomba alternativa triplex: después de eso, se colectó otra muestra (tubería) y no se observó liberación detectable alguna. Posteriormente el fluido se bombeó a través de una boquilla del trépano creando una caída de presión de 70 bares. La Figura 6 muestra la medición de liberación de las primeras dos muestras en comparación a la liberación del sistema bajo caída de presión de 70 bares que es significativa con 100% de componente (A) reactivo liberado. Esto indica que, en estas condiciones, toda la liberación se detona a través de la boquilla del trépano. La liberación se midió examinando la integridad de las cápsulas bajo microscopio .

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema que comprende un material (B) de encapsulamiento y un componente (A) , caracterizado en que dicho componente (A) se atrapa dentro de dicho material (B) de encapsulamiento, el sistema que comprende además un fluido (C) portador que transporta dicho material (B) de encapsulamiento y dicho componente (A) atrapado, en donde dicho material (B) de encapsulamiento es capaz de romperse y liberar dicho componente (A) cuando se somete a suficiente tensión.
2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado en que comprende además un componente (R) reactivo presente en dicho fluido (C) portador.
3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el material (B) de encapsulamiento es una matriz sólida hecha de material inerte para el componente (A) .
4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que el material (B) de encapsulamiento es una cápsula hecha de un material de pared inerte para el componente (A) .
5. Un método para liberar un componente (A) en una zona de un sondeo o cerca del sondeo, caracterizado en que comprende las etapas de: colocar un material (B) de encapsulamiento y un componente (A) en el sondeo, en donde dicho componente (A) está atrapado dentro de dicho material (B) de encapsulamiento; - colocar dicho material (B) de encapsulamiento y dicho componente (A) atrapado en una restricción en la vecindad de la zona de modo que dicho material (B) de encapsulamiento sea capaz de romperse y liberar dicho componente (A) .
6. El método de la reivindicación 5, caracterizado en que la etapa de colocar dicho material (B) de encapsulamiento se realiza colocando además un fluido (C) portador que transporta dicho material (B) de encapsulamiento y dicho componente (A) atrapado .
7. El método de la reivindicación 5 o 6, caracterizado en que dicha restricción crea suficiente tensión para romper el material (B) de encapsulamiento. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención proporciona un sistema que comprende un material (B) de encapsulamiento y un componente (A) , en donde dicho componente (A) se atrapa dentro de dicho material (B) de encapsulamiento y dicho material (B) de encapsulamiento es capaz de romperse y liberar dicho componente (A) bajo una caída de presión mayor que 10 bares.
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