Hidrogel de doble red endurecido por conversión de fase para el enchufe de fracturas en fluidos de perforación a base...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería del petróleo
• Química de los polímeros

Sus antecedentes:

• La pérdida de circulación durante las operaciones de perforación causa una pérdida significativa de fluidos, daños ambientales y mayores costos.
• Los materiales de gel existentes para el taponamiento de fracturas tienen limitaciones en la estabilidad a altas temperaturas y la resistencia mecánica.
• El desarrollo de geles robustos es crucial para operaciones de perforación eficientes y respetuosas con el medio ambiente.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un hidrogel de doble red endurecido por conversión de fase resistente a altas temperaturas para fluidos de perforación a base de petróleo.
• Mejorar las propiedades mecánicas y el rendimiento de obturación de los hidrogeles en condiciones adversas.
• Investigar los mecanismos detrás de las propiedades mejoradas del hidrogel modificado.

Principales métodos:

• Síntesis de un hidrogel de doble red.
• Tratamiento de conversión de fase mediante el uso de etilenoglicol (EG), polietilenglicol (PEG) y glicerol (Gly).
• Evaluación de las propiedades mecánicas (resistencia a la compresión), eficiencia de enchufe, estabilidad térmica (TGA), composición química (GC-MS) y estructura química (ATR-IR).

Principales resultados:

• La conversión de fase mejoró significativamente la resistencia a la compresión y la eficiencia de obstrucción a temperaturas elevadas.
• El GC-MS reveló deshidratación e intercambio de reactivo, lo que condujo a un mayor contenido de sólidos y dominio de la fase de aceite después del tratamiento a alta temperatura.
• ATR-IR confirmó la formación de enlaces de hidrógeno, contribuyendo a la fuerza del gel.
• TGA indicó que el PEG mejora la estabilidad térmica, mientras que el EG tiene un efecto negativo y el Gly tiene una influencia insignificante.

Conclusiones:

• El hidrogel de doble red endurecido por conversión de fase desarrollado ofrece un rendimiento superior para aplicaciones de fluidos de perforación a alta temperatura.
• El aumento de la resistencia del gel se atribuye al aumento del contenido sólido de la transformación de fase y a los efectos sinérgicos de la deshidratación y el enlace de hidrógeno.
• Este material presenta una solución prometedora para mitigar la pérdida de circulación en entornos de perforación difíciles.