CN106661440A - 用于地下油井应用的包含可固化树脂和亲有机改性粘土的组合物 - Google Patents

Abstract

所公开的各种实施方案涉及用于地下油井应用的包含可固化树脂和亲有机改性粘土的组合物以及使用所述组合物的方法。各种实施方案提供处理地下地层的方法，所述方法包括将可固化组合物置于地下地层中，所述可固化组合物包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。所述可固化组合物还包含亲有机改性粘土。

Description

用于地下油井应用的包含可固化树脂和亲有机改性粘土的组 合物

背景

在液态下，诸如环氧树脂系统的可固化树脂系统的流变曲线可被描述为牛顿的并且几乎没有屈服点。对于井筒注水泥应用，常常需要向这些系统添加固体以便于井筒、套管或环中的流体的密度控制和有效布置。当前控制密度的方法避免了使用更大颗粒的加重剂，因为它们更难以悬浮，而相反依赖于更容易悬浮的微米级颗粒加重剂的添加。因此，加重剂的选项受到限制。

附图简述

绘图(其未必按比例绘制)总体上通过举例而不是以限制的方式示出本文档中论述的各种实施方案。

图1示出根据各种实施方案的用于将组合物递送到地下地层的系统或设备。

图2示出根据各种实施方案的于包含亲有机改性粘土的可固化组合物中的支撑剂的悬浮液。

图3示出根据各种实施方案的各种组合物的剪切应力对比剪切率。

图4示出根据各种实施方案的各种组合物的有机改性粘土的屈服应力对比体积百分比。

发明详述

现将详细参考所公开主题的某些实施方案，其实例在附图中部分地予以说明。虽然将会结合所枚举权利要求书对所公开主题进行描述，但是应当理解，这些举例说明的主题并不意图将权利要求书限制于所公开主题。

以范围格式表达的值应当以灵活的方式被理解为不仅包括如所述范围的限值所明确列举的数值，而且包括所述范围内所涵盖的所有单独数值或子范围，好像每个数值和子范围被明确列举一样。例如，“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”的范围应当被解释为不仅包括0.1％至约5％，而且包括指示范围内的单独值(例如，1％、2％、3％和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则语句“约X至Y”与“约X至约Y”具有相同含义。同样，除非另外指明，否则语句“约X、Y或约Z”与“约X、约Y或约Z”具有相同含义。

在该文档中，除非上下文另外清楚地规定，否则术语“一个”、“一种”或“所述”用来包括一个(种)或多于一个(种)。除非另外指明，否则术语“或”用来指非排他性“或”。语句“A和B中的至少一个”与“A、B或A和B”具有相同含义。另外，应当理解，本文中所采用并且并未另外定义的措辞或用辞仅出于描述而不是限制的目的。章节标题的任何使用意图有助于文档的阅读并且不应当被解释为限制性的；与章节标题相关的信息可发生在所述特定章节内或外。

在本文所述的制造方法中，除了在明确引用时间上或操作上的次序时，否则在不偏离本发明的原理的情况下可以任何顺序执行动作。此外，除非明确的权利要求书语言提及其应被分开地执行，否则指定动作可被同时执行。例如，要求保护的进行X的动作和要求保护的进行Y的动作可在单个操作内同时进行，并且所得过程可落在要求保护的过程的字面范围内。

本文描述的化合物内的所选取代基以一定递归度存在。在此上下文中，“递归取代基”意指取代基可引用自身的另一个实例或者本身引用第一取代基的另一个取代基的另一个实例。递归取代基是所公开主题的预期方面。由于此类取代基的递归性质，理论上，任何给定权利要求书中可存在较大数目。有机化学领域的普通技术人员理解此类取代基的总数适当地受预期化合物的需要特性限制。此类特性包括(通过举例但不限于)物理特性(诸如分子量、可溶性)和实际特性(诸如易于合成)。递归取代基可在其自身上回卷任何合适的次数，诸如约1次、约2次、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、50、100、200、300、400、500、750、1000、1500、2000、3000、4000、5000、10,000、15,000、20,000、30,000、50,000、100,000、200,000、500,000、750,000或约1,000,000次或者更多次。

如本文使用的术语“约”可允许一定值或范围中的变化程度，例如，指定值或者指定范围极值的10％内、5％内或1％内。

如本文使用的术语“基本上”是指多数或者大多，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％或者至少约99.999％或更多。

如本文使用的术语“有机基团”是指但不限于任何含碳官能团。例如，含氧基团诸如烷氧基基团、芳氧基基团、芳烷氧基基团、氧代(羰基)基团、羧基基团(包括羧酸、羧酸盐和羧酸酯)；含硫基团诸如烷基或芳基硫醚基团；和其他含杂原子基团。有机基团的非限制性实例包括OR、OOR、OC(O)N(R)₂、CN、CF₃、OCF₃、R、C(O)、亚甲二氧基、亚乙二氧基、N(R)₂、SR、SOR、SO₂R、SO₂N(R)₂、SO₃R、C(O)R、C(O)C(O)R、C(O)CH₂C(O)R、C(S)R、C(O)OR、OC(O)R、C(O)N(R)₂、OC(O)N(R)₂、C(S)N(R)₂、(CH₂)_0-2N(R)C(O)R、(CH₂)_0-2N(R)N(R)₂、N(R)N(R)C(O)R、N(R)N(R)C(O)OR、N(R)N(R)CON(R)₂、N(R)SO₂R、N(R)SO₂N(R)₂、N(R)C(O)OR、N(R)C(O)R、N(R)C(S)R、N(R)C(O)N(R)₂、N(R)C(S)N(R)₂、N(COR)COR、N(OR)R、C(＝NH)N(R)₂、C(O)N(OR)R或C(＝NOR)R，其中R可以是氢(在包括其他碳原子的实例中)或者碳基部分，并且其中碳基部分自身可被进一步取代。

如本文使用的术语“取代的”是指如本文定义的有机基团或者分子，其中分子中所含的一个或多个氢原子被一个或多个非氢原子替代。如本文使用的术语“官能团”或者“取代基”是指可以或者是取代到分子之上或有机基团之上的基团。取代基或官能团的实例包括但不限于卤素(例如，F、Cl、Br和I)；诸如羟基基团、烷氧基基团、芳氧基基团、芳烷氧基基团、氧代(羰基)基团、羧基基团(包括羧酸、羧酸盐和羧酸酯)的基团中的氧原子；诸如硫醇基团、烷基或芳基硫醚基团、亚砜基团、砜基团、磺酰基团和磺酰胺基团的基团中的硫原子；诸如胺、羟胺、腈、硝基团、N-氧化物、酰肼、叠氮化物和烯胺的基团中的氮原子；和各种其他基团中的其他杂原子。可键合到取代的碳(或其他)原子的取代基J的非限制性实例包括F、Cl、Br、I、OR、OC(O)N(R)₂、CN、NO、NO₂、ONO₂、叠氮基、CF₃、OCF₃、R、O(氧代)、S(硫羰基)、C(O)、S(O)、亚甲二氧基、亚乙二氧基、N(R)₂、SR、SOR、SO₂R、SO₂N(R)₂、SO₃R、C(O)R、C(O)C(O)R、C(O)CH₂C(O)R、C(S)R、C(O)OR、OC(O)R、C(O)N(R)₂、OC(O)N(R)₂、C(S)N(R)₂、(CH₂)_0-2N(R)C(O)R、(CH₂)_0-2N(R)N(R)₂、N(R)N(R)C(O)R、N(R)N(R)C(O)OR、N(R)N(R)CON(R)₂、N(R)SO₂R、N(R)SO₂N(R)₂、N(R)C(O)OR、N(R)C(O)R、N(R)C(S)R、N(R)C(O)N(R)₂、N(R)C(S)N(R)₂、N(COR)COR、N(OR)R、C(＝NH)N(R)₂、C(O)N(OR)R或C(＝NOR)R，其中R可以是氢或碳基部分，并且其中碳基部分自身可被进一步取代；例如，其中R可以是氢、烷基、酰基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基、杂芳基或杂芳烷基，其中任何烷基、酰基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基、杂芳基或杂芳烷基或R可独立地被J单取代或多取代；或者其中键合到氮原子或到邻近氮原子的两个R基团可与一个或多个氮原子一起形成杂环基，所述杂环基可独立地被J单取代或多取代。

如本文使用的术语“烷基”是指直链和支链烷基基团以及具有1至40个碳原子、1至约20个碳原子、1至12个碳原子或者在一些实施方案中1至8个碳原子的环烷基基团。直链烷基基团的实例包括具有1至8个碳原子的那些，诸如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基和正辛基基团。支链烷基基团的实例包括但不限于异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基、异戊基和2,2-二甲基丙基基团。如本文使用，术语“烷基”涵盖正烷基、异烷基和反异烷基基团以及其他支链形式的烷基。代表性的取代的烷基基团可被本文列出的基团(例如，氨基、羟基、氰基、羧基、硝基、硫代、烷氧基和卤素基团)中的任一个取代一次或多次。

如本文使用的术语“烯基”是指如本文定义的直链和支链以及环状烷基基团，除了以下情况：至少一个双键存在于两个碳原子之间。因此，烯基基团具有2至40个碳原子、或2至约20个碳原子、或2至12个碳原子、或在一些实施方案中2至8个碳原子。除了别的之外，实例包括但不限于乙烯基、-CH＝CH(CH₃)、-CH＝C(CH₃)₂、-C(CH₃)＝CH₂、-C(CH₃)＝CH(CH₃)、-C(CH₂CH₃)＝CH₂、环己烯基、环戊烯基、环己二烯基、丁二烯基、戊二烯基和己二烯基。

如本文使用的术语“炔基”是指直链和支链烷基基团，除了以下情况：至少一个三键存在于两个碳原子之间。因此，炔基基团具有2至40个碳原子、2至约20个碳原子、或2至12个碳原子、或在一些实施方案中2至8个碳原子。除了别的之外，实例包括但不限于–C≡CH、-C≡C(CH₃)、-C≡C(CH₂CH₃)、-CH₂C≡CH、-CH₂C≡C(CH₃)和-CH₂C≡C(CH₂CH₃)。

如本文使用的术语“酰基”是指含有羰基部分的基团，其中所述基团经由羰基碳原子键合。羰基碳原子还被键合到另一个碳原子，所述另一个碳原子可以是烷基、芳基、芳烷基环烷基、环烷基烷基、杂环基、杂环基烷基、杂芳基、杂芳基烷基基团等的一部分。在其中羰基碳原子被键合到氢的特殊情况下，所述基团是“甲酰基”基团，即如本文定义的术语酰基基团。酰基基团可包含键合到羰基基团的0至约12-20个或者12-40个附加碳原子。在本文的意义内，酰基基团可包含双键或三键。丙烯酰基基团是酰基基团的实例。在本文的意义内，酰基基团还可包含杂原子。在本文的意义内，烟酰基基团(吡啶基-3-羰基)是酰基基团的实例。其他实例包括乙酰基、苯甲酰基、苯乙酰基、吡啶基乙酰基、肉桂酰基和丙烯酰基基团等。当含有被键合到羰基碳原子的碳原子的基团含有卤素时，所述基团被称为“卤代酰基”基团。实例是三氟乙酰基基团。

如本文使用的术语“环烷基”是指环状烷基基团，诸如但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基基团。在一些实施方案中，环烷基基团可具有3至约8-12个环成员，而在其他实施方案中，环碳原子的数目在3至4、5、6或7的范围内。环烷基基团还包括多环环烷基基团，诸如但不限于降冰片基、金刚烷基、冰片基、莰烯基、异茨烯基和蒈烯基基团，以及稠环诸如但不限于十氢化萘基等。环烷基基团还包括被本文定义的直链或支链烷基基团取代的环。代表性的取代的环烷基基团可被单取代或者被取代不止一次，诸如但不限于2,2-、2,3-、2,4-2,5-或2,6-双取代的环己基基团或者单取代、双取代或三取代的降冰片基或环庚基基团，其可被例如氨基、羟基、氰基、羧基、硝基、硫代、烷氧基和卤素基团取代。术语“环烯基”单独或组合代表环状烯基基团。

如本文使用的术语“芳基”是指环中不含杂原子的环状芳香族。因此，芳基基团包括但不限于苯基、甘菊蓝基、庚搭烯基、联苯基、苯并二茚、芴基、菲基、三亚苯基、芘基、并四苯基、屈基、二亚苯基、蒽基和萘基基团。在一些实施方案中，芳基基团在基团的环部分中含有约6至约14个碳。芳基基团可以是未取代的或取代的，如本文所定义。代表性的取代的芳基基团可被单取代或者被取代不止一次，诸如但不限于2-、3-、4-、5-或6-取代的苯基或者2-8取代的萘基基团，其可被诸如本文列举的那些的碳或非碳基团取代。

如本文使用的术语“杂环基”是指含有三个或更多个环成员的芳香族和非芳香族化合物，其中一个或多个环成员是杂原子，诸如但不限于N、O和S。

如本文使用的术语“胺”是指具有例如式N(基团)₃的伯胺、仲胺或叔胺，其中每个基团可独立地为H或非H，诸如烷基、芳基等。胺包括但不限于R-NH₂，例如烷基胺、芳基胺、烷基芳基胺；R₂NH，其中每个R被独立地选择，诸如二烷基胺、二芳基胺、芳烷基胺、杂环基胺等；以及R₃N，其中每个R被独立地选择，诸如三烷基胺、二烷基芳基胺、烷基二芳基胺、三芳基胺等。术语“胺”还包括如本文使用的铵离子。

如本文使用的术语“氨基基团”是指形式-NH₂、-NHR、-NR₂、-NR₃ ⁺和其中每一个(除了-NR₃ ⁺，其不可被质子化)的质子化形式的取代基，其中每个R被独立地选择。因此，被氨基基团取代的任何化合物可被看做胺。本文的意义内的“氨基基团”可以是伯胺、仲胺、叔胺或季胺基团。“烷基氨基”基团包括单烷基氨基、二烷基氨基和三烷基氨基基团。

除非另有说明，否则术语“卤代”、“卤素”或“卤化物”本身或为另一个取代基的一部分意指氟、氯、溴或碘原子。

如本文使用的术语“卤代烷基”包括单卤代烷基基团、多卤代烷基基团(其中所有卤代原子可相同或不同)和全卤代烷基基团，其中所有氢原子被卤素原子诸如氟替代。卤代烷基的实例包括三氟甲基、1,1-二氯乙基、1,2-二氯乙基、1,3-二溴-3,3-二氟丙基、全氟丁基等。

如本文使用的术语“烃”是指包含碳和氢原子的官能团或分子。术语还可指通常包含碳和氢原子两者、但是其中所有氢原子被其他官能团取代的官能团或分子。

如本文使用的，术语“烃基”是指衍生自直链烃、支链烃或环状烃的官能团，并且可以是烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、酰基或者其任何组合。

如本文使用的术语“溶剂”是指可溶解固体、液体或气体的液体。溶剂的非限制性实例是硅氧烷、有机化合物、水、醇、离子液体和超临界流体。

如本文使用的术语“室温”是指约15℃至28℃的温度。

如本文使用的术语“标准温度和压力”是指20℃和101kPa。

如本文使用，术语“聚合物”是指具有至少一个重复单元并且可包括共聚物的分子。

如本文使用的术语“共聚物”是指包含至少两个不同重复单元的聚合物。共聚物可包含任何合适数目的重复单元。

如本文使用的术语“井下”是指地球表层之下，诸如井筒内或者流体连接到井筒的位置。

如本文使用，术语“钻井液”是指用于诸如井筒的形成期间的井下钻井操作的流体、浆料或泥浆。

如本文使用，术语“增产流体”是指在可提高井的产量的井的增产活动(包括钻孔活动)期间用于井下的流体或浆料。在一些实例中，增产流体可包括压裂液或酸化液。

如本文使用，术语“净化液”是指在井的净化活动(诸如用来从地下地层去除阻塞需要材料的流动的材料任何处理)期间用于井下的流体或浆料。在一个实例中，净化液可以是用来去除由一个或多个钻孔处理形成的材料的酸化处理。在另一个实例中，净化液可用来去除滤饼。

如本文使用，术语“压裂液”是指在压裂操作期间用于井下的流体或浆料。

如本文使用，术语“解卡液”是指在定点操作期间用于井下的流体或浆料，并且可以是设计用于对井下区域进行局部处理的任何流体。在一个实例中，解卡液可包括用于井筒的特定区段处理的堵漏材料，诸如用来密封井筒中的裂缝并且防止下垂。在另一个实例中，解卡液可包括控水材料。在一些实例中，解卡液可被设计来释放一件卡住的钻井或萃取设备、可降低与钻井润滑剂的转矩和阻力、防止差动黏附、提升井筒稳定性并且可有助于控制泥浆重量。

如本文使用，术语“完井液”是指在完井阶段期间用于井下的流体或浆料，其包括注水泥组合物。

如本文使用，术语“补强处理液”是指在井的补强处理期间用于井下的流体或浆料。补强处理可包括设计来提高或维持井的生产率的处理，诸如增产或净化处理。

如本文使用，术语“废弃液”是指在井的废弃阶段期间或之前用于井下的流体或浆料。

如本文使用，术语“酸化液”是指在酸化处理期间用于井下的流体或浆料。在一个实例中，酸化液用于净化操作中以便去除阻塞需要材料的流动的材料，诸如在钻孔操作期间形成的材料。在一些实例中，酸化液可用于损坏去除。

如本文使用，术语“注水泥液”是指在井的注水泥操作期间使用的流体或浆料。例如，注水泥液可包括含有水泥和水泥窑粉末中的至少一种的含水混合物。在另一个实例中，注水泥液可包括呈至少部分地未固化状态的可固化树脂材料，诸如聚合物。

如本文使用，术语“控水材料”是指与井下含水材料相互作用的固体或液体材料，使得疏水材料可更容易地行进到表层并且使得亲水材料(包括水)可能不太容易地行进到表层。控水材料可用来诸如通过以下方式处理井以便致使所采出水的比例减小并且致使所采出烃的比例增大：将产水地下地层与井筒之间的材料选择性地粘结在一起，同时仍允许产烃地层维持输出。

如本文使用，术语“封隔液”是指可置于封隔器上方的套管与外部壳体之间的井的环形区域中的流体或浆料。在各种实例中，封隔液可提供液体静压力以便降低跨密封元件的差值压力、降低井筒和套管上的差值压力以防塌缩、并且保护金属和弹性体以免腐蚀。

如本文使用，除非另外指明，否则术语“流体”是指液体和凝胶。

如本文使用，术语“地下材料”或“地下地层”是指包括海底表层的地表以下的任何材料。例如，地下地层或材料可以是井筒的任何区段以及与井筒流体接触的地下产石油或者产水地层或区域的任何区段。将材料置于地下地层中可包括使材料与井筒的任何区段或者与同井筒流体接触的任何地下区域相接触。地下材料可包括置于井筒中的任何材料，诸如水泥、钻杆、衬管、油管、套管或筛；将材料置于地下地层中可包括与此类地下材料相接触。在一些实例中，地下地层或材料可以是可产生液态或气态石油材料、水的任何地下区域，或者地下与其流体接触的任何区段。例如，地下地层或材料可以是需要压裂的区域、裂纹或围绕裂纹的区域、以及流动路径或围绕流动路径的区域中的至少一个，其中裂纹或流动路径可任选地被直接地或者通过一个或多个裂纹或流动路径而流体连接到地下产石油或产水区域。

如本文使用，“地下地层的处理”可包括涉及从地下产石油或产水地层或区域中提取水或石油材料的任何活动，例如，包括钻井、增产、水力压裂、净化、酸化、完井、注水泥、补强处理、废弃等。

如本文使用，井底“流动路径”可包括任何合适的地下流动路径，两个地下位置穿过所述地下流动路径处于流体连接。流动路径可足以供石油或水从一个地下位置流动到井筒，或反之亦然。流动路径可包括以下中的至少一个：水力压裂，以及跨筛、跨砾石充填、跨支撑剂(包括跨树脂键合的支撑剂或沉积在裂纹中的支撑剂)和跨沙子的流体连接。流动路径可包括流体可穿过其流动的天然地下通道。在一些实施方案中，流动路径可以是水源并且可包括水。在一些实施方案中，流动路径可以是石油源并且可包括石油。在一些实施方案中，流动路径可足以使水、井下液或所采出烃中的至少一种从井筒、裂纹或连接到其的流动路径转向。

如本文使用，“载液”是指用于与一种或多种材料悬浮、溶解、混合或乳化以便形成组合物的任何合适的流体。例如，载液可以是以下中的至少一种：原油、二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二甲基甲酰胺、二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丁基缩水甘油醚、碳酸丙烯酯、D-柠檬烯、C₂-C₄₀脂肪酸C₁-C₁₀烷基酯(诸如，脂肪酸甲酯)、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸四氢糠酯、2-丁氧基乙醇、乙酸丁酯、乳酸丁酯、乙酸糠酯、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、级分的石油蒸馏产物(例如，柴油、煤油、石脑油等)矿物油、烃油、烃(包括芳香族碳-碳键合)(例如，苯、甲苯)、烃(包括α烯烃、二甲苯)、离子液体、甲乙酮、草酸脂、顺丁烯酸脂或琥珀酸脂、甲醇、乙醇、丙醇(异丙醇或正丙醇)、丁醇(异丁醇、叔丁醇或正丁醇)、脂肪族烃(例如，环己酮、己烷)、水、盐水、采出水、回流水、含盐水和海水。流体可形成约0.001重量％至约99.999重量％的组合物或包含所述组合物的混合物，或者约0.001重量％或更低、0.01重量％、0.1、1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、99.9、99.99或约99.999重量％或更多。

在各种实施方案中，本发明提供一种处理地下地层的方法。所述方法包括将可固化组合物置于地下地层中。可固化组合物包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。可固化组合物还包含亲有机改性粘土。

在各种实施方案中，本发明提供一种处理地下地层的方法。所述方法包括将可固化组合物置于地下地层中，所述可固化组合物包含可固化环氧树脂和亲有机改性蒙脱石粘土。

在各个实施方案中，本发明提供一种包括可固化组合物的系统。可固化组合物包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。可固化组合物还包含亲有机改性粘土。所述系统还包括地下地层，所述地下地层其中包含可固化组合物。

在各种实施方案中，本发明提供用于地下地层的处理的可固化组合物。可固化组合物包含可固化环氧树脂和亲有机改性蒙脱石粘土。

在各种实施方案中，本发明提供一种制备用于地下地层的处理的可固化组合物的方法。所述方法包括形成可固化组合物。可固化组合物包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。可固化组合物还包含亲有机改性粘土。

本发明的各种实施方案提供与其他可固化组合物和以及用于在地下地层中使用所述可固化组合物的方法相比的某些优点。例如，由于缺少屈服点或由于低屈服点，可固化组合物中的悬浮颗粒可能是困难的。因此，通常使用小颗粒，其比更大颗粒更易于悬浮。相比之下，本发明的各种实施方案提供具有包括来自亲有机改性粘土组分的流变改性的可固化组合物，其提供比其他可固化组合物(其常常没有屈服点)更高的屈服点，从而允许更大颗粒悬浮。在各种实施方案中，可固化组合物悬浮更大颗粒的能力可提供可悬浮在可固化树脂组合物中的材料类型的增强选项，诸如加重剂、支撑剂或其他材料。

在各种实施方案中，可固化组合物可通过添加添加剂被轻易致密，同时在可固化组合物的安置期间或在这之后地下地层具有最低的沉降风险，从而为井控制提供更有效的可固化组合物或者出于封隔目的提供更好的流体驱替。在各种实施方案中，可固化组合物的屈服点可允许可固化组合物在泵送操作期间更好地维持流变层次，例如，其中流体液(例如，可固化组合物)比正被驱替的流体维持更高的屈服点和塑性粘度。在各种实施方案中，可固化组合物的屈服点可促进更好的流体驱替，并且可产生更佳的封隔和化学或者液压密封井底。在各种实施方案中，可固化组合物的屈服点可有助于消除由于井筒内的流体由于重力导致的密度差而发生的动态或静态流体逆转。在各种实施方案中，可固化组合物的屈服点可帮助可固化组合物原处保持在需要位置中，例如直到完成指定化学反应以实现需要结果为止。在各种实施方案中，可固化组合物的屈服点可防止在混合、泵送期间及安置之后(当系统在静态条件下时)固体沉淀在可固化组合物内。

处理地下地层的方法

在各种实施方案中，本发明提供一种处理地下地层的方法。所述方法可包括将可固化组合物置于地下地层中。将可固化组合物置于地下地层中可包括接触可固化组合物和地下地层的任何合适的部分，或者接触可固化组合物和地下材料，诸如任何合适的地下材料。地下地层可以是任何合适的地下地层。可固化组合物可包含可固化树脂，所述可固化树脂包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。只要可固化组合物包含可固化的至少一些组分，可固化组合物可包含不可固化的一些组分。可固化组合物可包含亲有机改性粘土。亲有机改性粘土和可固化树脂可基本平均地混合在可固化组合物中，使得粘土大致平均地分布在整个可固化树脂上。亲有机改性粘土可赋予可固化组合物以初始剪切应力或屈服点(YP)以便改善固体的悬浮并且防止或减少固体微粒在地下操作期间的沉淀，所述地下操作诸如井筒注水泥工艺、井筒修复操作、固结程序、补强处理程序、废弃程序或压裂程序。

在一些实施方案中，将可固化组合物置于地下地层中包括使可固化组合物与以下中的至少一个相接触或者将所述可固化组合物置于以下中的至少一个中：裂纹、围绕裂纹的区域的至少一部分、流动路径、围绕流动路径的区域和需要被压裂的区域。将可固化组合物置于地下地层中可以是任何合适的放置并且可包括地下地层与可固化组合物之间的任何合适的接触。将可固化组合物置于地下地层中可包括使可固化组合物至少部分地沉积在裂纹、流动路径或围绕所述裂纹、流动路径的区域中。在一些实施方案中，所述方法包括获得或提供可固化组合物，其包含可固化树脂和亲有机改性粘土。可固化组合物的获得或提供可在任何合适的时间并且在任何合适的位置处发生。可固化组合物的获得或提供可发生在地表(above-surface)。可固化组合物的获得或提供可发生在地下地层(例如，井底)中。

在各种实施方案中，所述方法包括在地下地层中注水泥或修复井筒。例如，可固化组合物可被置于套管与井筒之间或两个套管之间的环中，并且随后可被固化。在一些实施方案中，可固化组合物可包含水泥，或者可邻近水泥组合物放置。在一些实例中，所述方法可包括将可固化组合物置于井筒的损坏区域中并且随后固化可固化组合物。可固化组合物可用于任何合适类型的注水泥，诸如初级注水泥(例如，井中的初始注水泥，通常在套管与套管外的环之间)，或者诸如次级注水泥(例如，补注水泥，诸如由于失去层位封隔或失去套管完整性所致)。

在各种实施方案中，所述方法包括使用可固化组合物来在井中执行废弃程序。在废弃期间，组合物可以任何合适的方式使用。例如，可固化组合物可用来填充或密封井，诸如填充或密封套管。

在各种实施方案中，所述方法包括使井下微粒固结。例如，所述方法可包括将可固化组合物置于地下地层的包括细粒、砂石或其他颗粒的区域中，并且允许可固化组合物固化，使得颗粒基本固定在原位。在各种实施方案中，所述方法可包括防漏管理，诸如通过将可固化组合物置于经历流体损失的地下区域中，并且固化组合物。

所述方法可包括水力压裂，诸如一种水力压裂以便产生裂纹或流动路径的方法。将可固化组合物置于地下地层中或者地下地层的接触和水力压裂相对于彼此可在任何时候发生；例如，水力压裂可在接触或放置之前、期间和之后的至少一处发生。在一些实施方案中，接触或放置发生在水力压裂期间，诸如水力压裂的任何合适阶段期间，诸如压裂(例如，含有支撑剂的粘性流体)的前置阶段(例如，在注射不含支撑剂的水、以及另外任选地的中强度至低强度酸的期间)、置液阶段(例如，在注射仅不含支撑剂、但含有某种增粘剂的流体期间，诸如以便开始强行进入区域中并且使裂纹开始产生允许装载支撑剂的后续阶段进入的充足渗透和宽度)、或者浆料阶段中的至少一个期间。所述方法包括在将可固化组合物置于地下地层中之前、期间和之后中的至少一个处在裂纹、流动路径或围绕所述裂纹、流动路径的区域中执行增产处理。增产处理可例如是清洗液的穿孔、酸化、注射、支撑剂的增产及水力压裂中的至少一个。在一些实施方案中，增产处理可至少部分地产生其中放置或接触可固化组合物的裂纹或流动路径，或者可固化组合物被放置或接触围绕所产生的裂纹或流动路径的区域。

可固化组合物可具有任何合适的屈服点。如本文使用，屈服点是指致使可固化组合物经受塑性变形或屈服所需的剪切应力的量，其中屈服在所施加剪切应力超过屈服点时发生。例如，可固化组合物可具有以下的屈服点：约1lbf/100ft²至约10,000lbf/100ft²、约15lbf/100ft²至约100lbf/100ft²、约1lbf/100ft²或更小或者约2lbf/100ft²、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、250、500、750、1,000、1,500、2,000、2,500、5,000、7,500或者约10,000lbf/100ft²或更大。

可固化组合物可具有在特定剪切速率下的任何合适的剪切应力。例如，在约10℃至约40℃和标准压力下、在约0.5s^-1至约50s^-1下，所述组合物可具有以下的剪切应力：约10lbf/100ft²至约300lbf/100ft²、约40lbf/100ft²至约220lbf/100ft²、或者约10lbf/100ft²或更小或者约15lbf/100ft²、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或者约300lbf/100ft²或更大。例如，在约10℃至约40℃和标准压力下、在约50s^-1至约200s^-1下，所述组合物可具有以下的剪切应力：约100lbf/100ft²至约1,000lbf/100ft²、约200lbf/100ft²至约500lbf/100ft²、或者约100lbf/100ft²或更小或者约110lbf/100ft²、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、350、400、450、500、600、700、800、900或者约1,000lbf/100ft²或更大。例如，在约50℃至约100℃和标准压力下、在约0.5至约50s^-1下，可固化组合物可具有以下的剪切应力：约10lbf/100ft²至约100lbf/100ft²、约15lbf/100ft²至约220lbf/100ft²、约10lbf/100ft²或更小或者约15lbf/100ft²、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或者约100lbf/100ft²。例如，在约50℃至约100℃和标准压力下、在约50s^-1至约200s^-1下，可固化组合物可具有以下的剪切应力：约30lbf/100ft²至约150lbf/100ft²、约50lbf/100ft²至约200lbf/100ft²、约30lbf/100ft²或更小或者约35lbf/100ft²、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145或者约150lbf/100ft²。所述方法可包括使用任何合适的剪切速率，诸如约0s^-1至约5,000s^-1或者约10s^-1至约1,500s^-1。

可固化组合物可具有任何合适的密度。可固化组合物可具有以下的密度：约50kg/m³至约5,000kg/m³、约200kg/m³至约3,000kg/m³、或者约50kg/m³或更小、或者约100kg/m³、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1,000、1,050、1,100、1,150、1,200、1,250、1,300、1,350、1,400、1,450、1,500、1,550、1,600、1,650、1,700、1,750、1,800、1,850、1,900、1,950、2,000、2,100、2,200、2,300、2,400、2,500、2,600、2,700、2,800、2,900、3,000、3,250、3,500、3,750、4,000、4,250、4,500、4,750或者约5,000kg/m³或更大。

可固化组合物或包含所述可固化组合物的混合物可包含加重剂。加重剂可以是任何合适的加重剂。例如，加重剂可以是以下中的至少一种：碳酸钙、氧化铝、铁镍矿、碳酸钡、氧化钡、硫酸钡、重晶石、碳酸钙、氧化钙、煤胞、铬铁矿、氧化铬、铜、氧化铜、白云石、方铅矿、黑锰矿、赤铁矿、空心玻璃微珠、钛铁矿、氧化铁、菱铁矿、磁铁矿、氧化镁、碳酸锰、二氧化锰、二氧化锰、氧化锰、四氧化三锰、一氧化锰、三氧化二锰、二氧化钼、氧化钼、三氧化钼、波特兰水泥、浮石、黄铁矿、spherelite、菱铁矿、硅石、银、黑铜矿、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、二氧化钛、氧化锆、硅酸锆、氧化锌、水泥窑灰、未膨胀和膨胀的珍珠岩、硅镁土、膨土、沸石、弹性体、沙、微粒化聚合物、蜡、聚合物纤维、无机纤维及其任意组合。加重剂可具有任何合适的密度，诸如约50kg/m³或更小、或者约100kg/m³、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1,000、1,050、1,100、1,150、1,200、1,250、1,300、1,350、1,400、1,450、1,500、1,550、1,600、1,650、1,700、1,750、1,800、1,850、1,900、1,950、2,000、2,100、2,200、2,300、2,400、2,500、2,600、2,700、2,800、2,900、3,000、3,250、3,500、3,750、4,000、4,250、4,500、4,750或者约5,000kg/m³或更大。加重剂可具有任何合适的粒度(例如，颗粒的最大尺寸)，诸如约1nm至约10mm、约100nm至约5mm、约300nm至约600nm、或者约1nm或更小、约5nm、10nm、20nm、25nm、50nm、75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或者约10mm或更大。加重剂可形成可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物的任何合适比例，诸如约0.001重量％至约80重量％、约0.01重量％至约50重量％、约1重量％至约40重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、0.1、0.5、1、1.5、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或者约80重量％或更大。

可固化树脂

可固化组合物包含可固化树脂。可固化树脂可包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。如本文使用，“固化”是指允许经受导致硬化或者粘度增加的物理或化学反应。固化可以是聚合反应和交联反应中的至少一种。可固化组合物可以是疏水性可固化组合物。可固化树脂或可固化组合物可包含多种组分，诸如固化剂组分(例如，胺或酸酐)、可聚合组分(例如，可固化有机树脂诸如环氧化物)或者引发剂组分。一种或多种可聚合组分可形成可固化组合物或可固化树脂的任何合适比例，诸如约1重量％至约99重量％、约5重量％至约95重量％、约40重量％至约90重量％、约1重量％或更小、或者约2、3、4、5、6、8、10、12、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、92、94、96、97、98或者约99重量％或更大。可固化组合物或可固化树脂的一种或多种固化剂或者引发剂组分可形成可固化组合物的任何合适比例，诸如约1重量％至约99重量％、约5重量％至约95重量％、约40重量％至约90重量％、约1重量％或更小、或者约2、3、4、5、6、8、10、12、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、92、94、96、97、98或者约99重量％或更大。

在各种实施方案中，所述方法包括固化可固化组合物以便提供可固化组合物的固化产物。可固化组合物的固化可至少部分地发生在地表，使得局部固化发生在将可固化组合物置于地下地层中之前。可固化组合物的固化可至少部分地发生在地下地层中，使得固化的全部或部分在可固化组合物在井底时、诸如在可固化组合物在井底需要位置时发生。固化可持续发生任何合适的时间、在任何合适的温度并且在任何合适的压力下发生，诸如持续10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟、1小时、1.5小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、8小时、10小时、12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时、1天、1.5天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、1.5周、2周、3周或者约1个月或更长，诸如在约0℃至约500℃、或者约20℃至约400℃、或者约0℃或更低、或者约10℃、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250、275、300、350、400、450、或者约500℃或更高下。

只要可固化组合物可被固化，可固化组合物或可固化树脂的任何合适比例可以是可固化有机树脂、热固性聚合物或其组合，诸如约1重量％至约99.99重量％、约30重量％至约98重量％、约50重量％至约95重量％、或者约1重量％或更小、或者约2重量％、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、76、78、80、82、84、86、88、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、99.9或者约99.99重量％或更大。

可固化有机树脂或热固性聚合物可包括以下中的至少一种：虫胶、聚酰胺、甲硅烷基改性聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚氨酯(urethane)、天然树脂、环氧基树脂(例如，环氧-胺或环氧酸酐)、呋喃基树脂、酚醛基树脂、脲-醛树脂和苯酚-苯酚甲醛-糠醇树脂。在一些实施方案中，可固化有机树脂或热固性聚合物可以是以下中的至少一种：双酚A二缩水甘油醚树脂、丁氧基甲基丁基缩水甘油醚树脂、双酚A表氯醇树脂、双酚F树脂和双酚S树脂。在一些实施方案中，可固化有机树脂或热固性聚合物可以是以下中的至少一种：丙烯酸聚合物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯均聚物、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(2-丙烯酸乙基己酯)、丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸衍生聚合物、甲基丙烯酸均聚物、甲基丙烯酸酯均聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)、丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸盐聚合物或共聚物或者其衍生物、以及丙烯酸/丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸盐共聚物。在一些实施方案中，可固化有机树脂或热固性聚合物可包括以下中的至少一种：三聚酸、脂肪酸、脂肪酸衍生物、马来酸酐、丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、醛、甲醛、二醛、戊二醛、半缩醛、释放醛的化合物、二酸卤、二卤化物、二氯化物、二溴化物、聚酸酐、柠檬酸、环氧化物、糠醛、醛缩合物、甲硅烷基改性聚酰胺以及多元酸和聚胺的缩合反应产物。

在一些实施方案中，可固化组合物、可固化有机树脂或热固性聚合物可包括含胺聚合物。在一些实施方案中，可固化有机树脂或热固性聚合物可被以是疏水改性的。在一些实施方案中，可固化有机树脂或热固性聚合物可包括以下中的至少一种：聚胺(例如，亚精胺和精胺)、聚亚胺(例如，聚(乙烯亚胺)和聚(丙烯亚胺))、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸2-(N,N-二甲基氨基)乙酯)、聚(甲基丙烯酸2-(N,N-二乙基氨基)乙酯)、聚(乙烯咪唑)和共聚物，所述共聚物包括前述中的至少一个的单体和至少一个非含胺聚合物的单体，诸如以下中的至少一种：聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯、聚环氧丙烷、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。疏水性改性可以是任何合适的疏水性改性，诸如至少一个(C₄-C₃₀)烃基，其包括直链、支链、不饱和C-C键、芳基基团及其任意组合中的至少一个。

在一些实施方案中，可固化树脂或可固化组合物可包含固化剂。固化剂可以是任何合适的固化剂。例如，固化剂可包括以下中的至少一种：胺、芳香族胺、脂肪族胺、环脂族胺、聚胺、酸酐、酰胺、聚酰胺、聚乙烯亚胺、哌啶、三乙胺、苄基二甲胺、N,N-二甲氨基吡啶、2-(N,N-二甲基氨甲基)苯酚、三(二甲基氨基甲基)苯酚、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、哌嗪、哌嗪的衍生物(例如，氨基乙基哌嗪)、吡咯、咪唑、吡唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲哚嗪、异吲哚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、喹啉、异喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、间二氮杂萘、咔唑、咔唑、菲啶、吖啶、邻二氮菲、吩嗪、咪唑啉啶、吩噁嗪、噌啉、吡咯烷、吡咯啉、咪唑啉、哌啶、吲哚啉、异吲哚啉、奎宁环(quinuclindine)、吗啉、吖辛因、吖庚因、1,3,5-三嗪、噻唑、蝶啶、二氢喹啉、六亚甲基亚胺、吲唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,1,3-三氯三氟丙酮及其组合。固化剂可形成可固化有机树脂、热固性聚合物或可固化组合物的任何合适的重量％，诸如约0.001重量％至约50重量％、约0.01重量％至约20重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45或者约50重量％或更大。

在各种实施方案中，可固化有机树脂包括以下中的至少一种：环氧胺树脂(例如，具有环氧化物组分和胺组分，诸如胺固化剂组分)和环氧酸酐树脂(例如，具有环氧组分和酸酐组分，诸如酸酐固化剂组分)。例如，可固化有机树脂可包含为聚环氧化物取代的单-或多(C₅-C₂₀)芳基化合物的至少一种环氧化物组分，其中(C₅-C₂₀)芳基被取代或未被取代，其中聚环氧化物取代的单-或多(C₅-C₂₀)芳基化合物是可固化树脂的任何合适比例，诸如约10重量％至约95重量％、约60重量％至约90重量％、约10重量％或更小、或者约15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或者约95重量％或更大。在本文中，环氧化物取代的或胺取代的有机基团(其中有机基团被取代或未被取代)可使环氧化物或胺在有机基团的取代基中的任何一个上取代或者直接在有机基团自身上取代。环氧化物组分可以是二环氧化物取代的苯基(C₁-C₁₀)烃基苯基，其中苯基和(C₁-C₁₀)烃基各自独立地被取代或未取代。环氧化物组分可以是双酚A(2-[[4-[2-[4-(环氧乙烷-2-基甲氧基)苯基]丙烷-2-基]苯氧基]甲基]环氧乙烷)的二缩水甘油醚。

可固化有机树脂可包含为环氧化物取代的(C₁-C₁₀)烃基化合物的至少一种环氧化物组分，其中(C₁-C₁₀)烃基可独立地被取代或未取代，其中环氧化物取代的(C₁-C₁₀)烃基化合物是可固化树脂的任何合适比例，诸如约5重量％至约60重量％、10重量％至约30重量％、或者约5重量％或更小、或者约10重量％、15、20、25、30、35、40、45、50、55或者约60重量％或更大。在一些实施方案中，环氧化物组分可以是(C₁-C₁₀)烃基缩水甘油醚，缩水甘油醚。

可固化有机树脂可包含为聚环氧化物取代的(C₅-C₂₀)环烷基化合物的至少一种环氧化物组分，其中(C₅-C₂₀)环烷基被取代或未取代，其中聚环氧化物取代的(C₅-C₂₀)环烷基化合物是可固化树脂的任何合适比例，诸如约5重量％至约60重量％、约10重量％至约30重量％、或者约5重量％或更小、或者约10重量％、15、20、25、30、35、40、45、50、55或者约60重量％或更大。环氧化物组分可以是环己烷二甲醇二缩水甘油醚。在各种实施方案中，树脂包括聚环氧化物取代的(C₅-C₂₀)环烷基化合物和聚环氧化物取代的单-或聚(C₅-C₂₀)芳基化合物的组合，诸如环己烷二甲醇二缩水甘油基醚和双酚A二缩水甘油醚的组合。在一些实施方案中，树脂包括聚环氧化物取代的(C₅-C₂₀)环烷基化合物、聚环氧化物取代的单-或聚(C₅-C₂₀)芳基化合物及环氧化物取代的(C₁-C₁₀)的烃基化合物组合，诸如环己烷二甲醇二缩水甘油基醚、双酚A二缩水甘油醚和丁基缩水甘油醚的组合。

可固化有机树脂或可固化组合物可包含为聚胺取代的(C₁-C₃₀)烃基的至少一种胺组分，其中(C₁-C₃₀)烃基和每个胺独立地被取代或未取代，是可固化组合物的任何合适比例，诸如约5重量％至约50重量％、约10重量％至约30重量％、约5重量％或更小、或者约10重量％、15、20、25、30、35、40、45或者约50重量％或更大。胺组分可以是双(氨基(C₀-C₅)烃基)(C₆-C₂₀)芳基化合物，其中(C₆-C₂₀)芳基、(C₀-C₅)烃基和每个胺各自独立地被取代或未取代。胺组分可以是二乙基甲苯二胺。可固化有机树脂或可固化组合物可包含为聚胺取代的聚((C₂-C₅)烃基氧基)的至少一种胺组分，其中每个(C₂-C₅)烃基氧基和每个胺独立地被取代或未取代。胺组分可以是聚氧丙烯二胺。可固化有机树脂或可固化组合物可包含为单-或聚氨基(C₀-C₁₀)烃基(C₆-C₂₀)芳基的胺组分，其中(C₀-C₁₀)烃基、(C₆-C₂₀)芳基和每个胺各自独立地被取代或未取代。胺组分可以是三(氨基(C₁-C₃)烃基)苯，其中(C₁-C₃)烃基、苯和每个胺独立地被取代或未取代。胺组分可以是2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚。

可固化树脂或可固化组合物可包含酸酐组分，诸如酸酐固化剂。酸酐可以是任何合适的化合物，其包括酸酐部分并且可与可固化有机树脂一起在可固化组合物中充当固化剂。酸酐组分可以是与取代的或未取代的(C₅-C₂₀)烃环稠合的马来酸酐或琥珀酸酐，或经由被0、1、2或3个氧原子间断的取代的或未取代的(C₀-C₃₀)烃基连接在一起的多个所述稠合马来酸酐或琥珀酸酐。例如，酸酐可以是芳香族酸酐，诸如3,3′,4,4′-苯基四甲酸酐或者经由任选地被0-3个氧原子间断的C₀-C₃₀取代的或未取代的烃基接头在任何合适的位置处连接在一起的多个此类分子，诸如双酚A二酐(BPADA、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐)、联苯二酐(BPDA、3,3',4,4'-联苯基四甲酸二酐)或者苯酮-3,3′,4,4′-四甲酸二酐。例如，酸酐可以是与另一个环(例如，与C₅-C₁₀脂肪族或芳香族取代的或未取代的环稠合的马来酸酐或琥珀酸酐)稠合的五员环酸酐，诸如甲基-5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐或者甲基六氢邻苯二甲酸酐。酸酐组分可形成可固化树脂或可固化组合物的任何合适重量％，诸如约0.001重量％至约50重量％、约0.01重量％至约20重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45或者约50重量％或更大。

亲有机改性粘土

可固化组合物可包含亲有机改性粘土。亲有机改性粘土可以是具有亲水性特征的任何粘土(例如，至少部分亲水性粘土或亲水性粘土)。在一些实施方案中，所述方法还包括以亲有机的方式使粘土改性以便提供亲有机改性粘土，而在其他实施方案中，在执行方法之前使粘土改性。亲有机改性可至少部分地发生在地表并且可至少部分地发生在地下地层中。

亲有机改性粘土可以一定浓度存在于可固化组合物中，使得可固化组合物比其中基本上没有亲有机改性粘土的相应可固化组合物具有更高的屈服点。可固化组合物的任何合适比例可包括亲有机改性粘土，诸如可固化组合物的约0.01重量％至约50重量％、约1重量％至约20重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.01、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、25、30、35、40、45或者约50重量％或更大。

亲有机改性粘土可包括任何合适的一种或多种粘土。例如，亲有机改性粘土可包括以下中的至少一种：高岭石(例如，高岭石、珍珠石、地开石和埃洛石)、蒙脱石(例如，蒙脱石、蒙脱石-绿土、膨润土、皂石、绿脱石、锂蒙脱石或锌蒙脱石)、伊利石(例如，伊利石、水黑云母、海绿石、钠伊利石(bramallite))和绿泥石(例如，绿泥石或鲕绿泥石)。亲有机改性粘土可包括蛭石、凹凸棒石或海泡石。其他矿物组分可进一步与粘土相关联。在一些实施方案中，亲有机改性粘土包括蒙脱石。

粘土的亲有机改性可以是使得粘土比不含亲有机改性或者含更少亲有机改性的相应粘土更亲水的任何合适的亲有机改性。亲有机改性可以是表层改性，或者也发生在非表层区域中的改性。亲有机改性可以是与具有疏水性或亲油性基团的阳离子表面活性剂的离子交换。亲有机改性可以是表面活性剂的静电附着。亲有机改性可以是阳离子取代、物理吸附(例如，键基本无变化)和化学吸附(例如，键变化)中的至少一种。阳离子可替换粘土中的其他阳离子以便形成亲有机改性。阳离子可配位到粘土中的一个或多个阳离子以便形成亲有机改性。

亲有机改性粘土可包含至少一种亲有机改性化合物或其离子(例如，亲有机改性化合物是盐或者形成中性电荷化合物的一对离子并且粘土包含来自盐的至少一个离子)。至少一个亲有机改性化合物或其离子可以是亲有机改性粘土的任何合适比例，诸如亲有机改性粘土的约0.01重量％至约80重量％、或者约10重量％至约50重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.1重量％、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或者约80重量％或更大。

在各种实施方案中，亲有机改性化合物是以下中的至少一种：取代的或未取代的(C₁₀-C₅₀)脂肪酸或其盐、三-或四-(C₁-C₅₀)烃基铵盐以及三-或四-(C₁-C₅₀)烃基鏻盐，其中每个(C₁-C₅₀)烃基被独立地选择，被取代或未取代，并且被选自-O-、-S-和取代的或未取代的-NH-的0、1、2或3个原子间断。

亲有机改性化合物可包括(C₁₀-C₅₀)脂肪酸盐，诸如硬脂酸镁和硬脂酸锌。亲有机改性化合物可包括以下中的至少一种：三-或四-(C₁-C₅₀)烃基铵盐以及三-或四-(C₁-C₅₀)烷基-或烯基鏻盐，其中每个(C₁-C₅₀)烃基被独立地选择。亲有机改性化合物可包括以下中的至少一种：三甲基硬脂铵盐、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵和四苯基溴化鏻。

亲有机改性粘土可具有任何合适的密度。例如，亲有机改性粘土可具有以下的密度：约50kg/m³至约5,000kg/m³、或者约200kg/m³至约500kg/m³、或者约50kg/m³或更小、或者约100kg/m³、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1,000、1,050、1,100、1,150、1,200、1,250、1,300、1,350、1,400、1,450、1,500、1,550、1,600、1,650、1,700、1,750、1,800、1,850、1,900、1,950、2,000、2,100、2,200、2,300、2,400、2,500、2,600、2,700、2,800、2,900、3,000、3,100、3,200、3,300、3,400、3,500、3,600、3,700、3,800、3,900、4,000、4,250、4,500、4,750或者约5,000kg/m³或更大。

亲有机改性粘土可具有任何合适的粒度(例如，颗粒的最大尺寸)，诸如1nm至约10mm、约100nm至约5mm、约300nm至约600nm、或者约1nm或更小、约5nm、10nm、20nm、25nm、50nm、75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或者约10mm或更大。

对于本文所述的盐，带正电的抗衡离子(例如，在脂肪酸盐中)可以是任何合适的带正电抗衡离子，诸如铵(NH₄ ⁺)或者碱金属(诸如钠(Na⁺)、钾(K⁺)或锂(Li⁺))。在一些实施方案中，抗衡离子可具有大于+1的正电荷，其在一些实施方案中可复合至多个电离基团，诸如Zn²⁺、Al³⁺或者碱土金属(诸如Ca²⁺或Mg²⁺)。

在各种实施方案中，带负电的抗衡离子(例如，在具有疏水性铵离子的铵盐中)可以是任何合适的带负电抗衡离子，诸如卤离子(例如，氟离子、氯离子、碘离子或溴离子)、硝酸根、硫酸氢根、磷酸二氢根、碳酸氢根、亚硝酸根、高氯酸根、碘酸根、氯酸根、溴酸根、亚氯酸根、次氯酸根、次溴酸根、氰根、酰胺、氰酸根、氢氧根、高锰酸根、任何羧酸的共轭碱(例如，乙酸根或甲酸根)。在一些实施方案中，抗衡离子可具有大于-1的负电荷，其在一些实施方案中可复合至多个电离基团，诸如氧离子、硫离子、氮离子、砷酸根、磷酸根、亚砷酸根、磷酸氢根、硫酸根、硫代硫酸根、亚硫酸根、碳酸根、铬酸根、重铬酸根、过氧化氢根或草酸根。

其他组分

包含可固化树脂和亲有机改性粘土的可固化组合物或者包含可固化组合物的混合物可包含任何合适比例的任何合适附加组分，使得可如本文所述使用可固化组合物或者包括所述可固化组合物的混合物。

在一些实施方案中，可固化组合物包含一种或多种增粘剂。增粘剂可以是任何合适的增粘剂。增粘剂可影响可固化组合物或者在任何合适的时间和位置处接触可固化组合物的溶剂的粘度。在一些实施方案中，增粘剂在以下中的至少一处提供增大的粘度：在注射到地下地层中之前、注射到地下地层中时、穿过设置在井底中的管行进期间、一旦可固化组合物到达特定地下位置时、或者可固化组合物到达特定地下位置之后的某一时间段。在一些实施方案中，增粘剂可以是可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物的约0.000,1重量％至约10重量％，可固化组合物或包括所述可固化组合物的混合物的约0.004重量％至约0.01重量％、或者约0.000,1重量％或更小、0.000,5重量％、0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9或者约10重量％或更大。

增粘剂可包括取代的或未取代的多糖以及取代的或未取代的聚烯(例如，聚乙烯，其中乙烯单元被取代或未取代、衍生自相应的取代的或未取代的乙烯)中的至少一种，其中多糖或聚烯是交联的或未交联的。增粘剂可包括聚合物，所述聚合物可包括衍生自选自由以下各项组成的组中的单体的至少一个重复单元：乙二醇、丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、2-丙烯酰胺基甲基丙磺酸或其盐、丙烯酸三甲基铵乙基酯卤化物和甲基丙烯酸三甲基铵乙酯卤化物。增粘剂可包括交联凝胶或可交联凝胶。增粘剂可包括直链多糖和聚((C₂-C₁₀)烯烃)中的至少一种，其中(C₂-C₁₀)烯烃被取代或未取代。增粘剂可包括以下中的至少一种：聚(丙烯酸)或其(C₁-C₅)烷基酯、聚(甲基丙烯酸)或其(C₁-C₅)烷基酯、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(乙二醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、褐藻胶、壳聚糖、凝胶多糖、右旋糖酐、脂肪乳、半乳葡聚糖、胶凝糖、葡糖醛(glucuronan)、N-乙酰-葡糖胺、N-乙酰-肝素前体(heparosan)、透明质酸、开菲尔糖(kefiran)、香菇多糖、果聚糖、mauran、粘稠性多糖、硬葡聚糖、裂褶菌多糖、stewartan、琥珀酰聚糖、黄原胶、定优胶、兰胶、衍生淀粉、罗望子、黄芪胶、瓜尔豆胶、衍生瓜尔胶(例如，羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜耳胶或羧甲基羟丙基瓜尔胶)、茄替胶、阿拉伯树胶、槐树豆胶和衍生纤维素(例如，羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素或甲基羟乙基纤维素)。

在一些实施方案中，增粘剂可包括以下中的至少一种：聚(乙烯醇)均聚物、聚(乙烯醇)共聚物、交联的聚(乙烯醇)均聚物和交联的聚(乙烯醇)共聚物。增粘剂可包括聚(乙烯醇)共聚物或交联的聚(乙烯醇)共聚物，包括乙烯醇的接枝共聚物、直链共聚物、支链共聚物、嵌段共聚物和无规共聚物中的至少一个以及其中具有至少一个脂肪族不饱和C-C键的取代的或未取代的(C₂-C₅₀)烃基和取代的或未取代的(C₂-C₅₀)烯烃中的至少一个。增粘剂可包括聚(乙烯醇)共聚物或交联的聚(乙烯醇)共聚物，包括乙烯醇的接枝聚合物、直链共聚物、支链共聚物、嵌段共聚物和无规共聚物中的至少一个以及以下中的至少一个：乙烯基膦酸、亚乙烯基二膦酸、取代的或未取代的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、取代的或未取代的(C₁-C₂₀)链烯酸、败脂酸、丁烯酸、戊烯酸、己烯酸、辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、羟丙基丙烯酸、丙烯酰胺、富马酸、甲基丙烯酸、羟丙基丙烯酸、乙烯基膦酸、亚乙烯基二膦酸、衣康酸、巴豆酸、中康酸(mesoconic acid)、柠康酸、苯乙烯磺酸、丙烯磺酸、甲代烯丙基磺酸、乙烯基磺酸及其取代的或未取代的(C₁-C₂₀)烷基酯。增粘剂可包括聚(乙烯醇)共聚物或交联的聚(乙烯醇)共聚物，包括乙烯醇的接枝共聚物、直链共聚物、支链共聚物、嵌段共聚物和无规共聚物中的至少一个以及以下中的至少一个：乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯、2-甲基丁酸乙烯酯、3-乙基戊酸乙烯酯和3-乙基己酸乙烯酯、马来酸酐、取代的或未取代的(C₁-C₂₀)烯酸、取代的或未取代的(C₁-C₂₀)链烷酸酐、取代的或未取代的(C₁-C₂₀)烯酸、取代的或未取代的(C₁-C₂₀)链烯酸酸酐、丙烯酸酐、丁烯酸酐、戊烯酸酐、己烯酸酐、辛烯酸酐、壬烯酸酐、癸烯酸酐、丙烯酸酐、富马酸酐、甲基丙烯酸酐、羟丙基丙烯酸酐、乙烯基膦酸酐、亚乙烯基二膦酸酐、衣康酸酐、巴豆酸酐、中康酸酐、柠康酸酐、苯乙烯磺酸酐、烯丙基磺酸酐、甲代烯丙基磺酸酐、乙烯基磺酸酐以及含取代的或未取代的(C₁-C₁₀)杂环的N-(C₁-C₁₀)烯基氮。增粘剂可包括聚(乙烯醇)共聚物或交联聚(乙烯醇)共聚物，包括以下中的至少一个：接枝共聚物、直链共聚物、支链共聚物、嵌段共聚物和无规共聚物，所述无规共聚物包括聚(乙烯醇/丙烯酰胺)共聚物、聚(乙烯醇/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)共聚物、聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)共聚物或聚(乙烯醇/N-乙烯吡咯烷酮)共聚物。增粘剂可包括交联聚(乙烯醇)均聚物或者共聚物，其包括交联剂，所述交联剂包括以下中的至少一种：铬、铝、锑、锆、钛、钙、硼、铁、硅、铜、锌、镁及其离子。增粘剂可包括交联聚(乙烯醇)均聚物或者共聚物，其包括交联剂，所述交联剂包括以下中的至少一种：醛、醛形成化合物、羧酸或其酯、磺酸或其酯、膦酸或其酯、酸酐和表卤代醇。

在各种实施方案中，可固化组合物可包含一种或多种交联剂。交联剂可以是任何合适的交联剂。在一些实例中，交联剂可掺入在交联增粘剂中，而在其他实例中，交联剂可与可交联材料(例如，井底)相交联。交联剂可包括以下中的至少一种：铬、铝、锑、锆、钛、钙、硼、铁、硅、铜、锌、镁及其离子。交联剂可包括以下中的至少一种：硼酸、硼砂、硼酸酯、(C₁-C₃₀)烃基硼酸、(C₁-C₃₀)烃基硼酸的(C₁-C₃₀)烃基酯、(C₁-C₃₀)烃基硼酸改性聚丙烯酰胺、氯化铁、四水八硼酸二钠、偏硼酸钠、二硼酸钠、四硼酸钠、四硼酸二钠、五硼酸盐、硼钠钙石、硬硼钙石、氧化镁、乳酸锆、三乙醇胺锆、乳酸三乙醇胺锆、碳酸锆、乙酰丙酮锆、苹果酸锆、柠檬酸锆、二异丙胺乳酸锆、羟乙酸锆、三乙醇胺乙醇酸锆、乳酸乙醇酸锆、乳酸钛、苹果酸钛、柠檬酸钛、乳酸铵钛、三乙醇胺钛、乙酰丙酮钛、乳酸铝和柠檬酸铝。在一些实施方案中，交联剂可以是(C₁-C₂₀)亚烷基二丙烯酰胺(例如，亚甲基双丙烯酰胺)、聚((C₁-C₂₀)烯基)取代的单-或聚-(C₁-C₂₀)烷基醚(例如，季戊四醇烯丙醚)和聚(C₂-C₂₀)烯基苯(例如，二乙烯基苯)。在一些实施方案中，交联剂可以是以下中的至少一种：二丙烯酸烷酯、二丙烯酸乙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四甲基丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、聚甘油单环氧乙烷聚丙烯酸酯、聚甘油聚乙二醇聚丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三环癸基烷二甲醇二丙烯酸酯、三环癸基烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯。交联剂可以是可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物的约0.000,01重量％至约5重量％、约0.001重量％至约0.01重量％、或者约0.000,01重量％或更小、或者约0.000,05重量％、0.000,1、0.000,5、0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、4或者约5重量％或更大。

在一些实施方案中，可固化组合物可包含一种或多种破坏剂。破坏剂可以是任何合适的破坏剂，使得周围流体(例如，压裂液)可被至少部分地破坏以便于其诸如在水力压裂处理完结时更完全和更有效恢复。在一些实施方案中，破坏剂可被包封或以其他方式配制来给出破坏剂的延迟释放或定时释放，使得周围液体可在破坏之前维持粘性持续合适量的时间。破坏剂可以是任何合适的破坏剂，例如，破坏剂可以是包括氯离子、氟离子、溴离子、磷酸根离子或硫酸根离子的Na⁺、K⁺、Li⁺、Zn⁺、NH₄ ⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu¹⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺和Al³⁺盐。在一些实例中，破坏剂可以是氧化破坏剂或酶促破坏剂。氧化破坏剂可以是以下中的至少一种：过硫酸根、过碳酸根、过硼酸根、过氧化氢根、过磷酸根(perphosphosphate)、高锰酸根、亚氯酸根或次亚氯酸根离子的Na⁺、K⁺、Li⁺、Zn⁺、NH₄ ⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu¹⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Mg^{2 +}、Zn²⁺和Al³⁺盐。酶促破坏剂可以是以下中的至少一种：α或β淀粉酶、淀粉转葡糖苷酶、寡葡糖苷酶、转化酶、麦芽糖酶、纤维素酶、半纤维素酶和甘露聚糖水解酶。破坏剂可以是可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物的约0.001重量％至约30重量％、或者约0.01重量％至约5重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.005重量％、0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28或者约30重量％或更大。

可固化组合物或包含所述可固化组合物的混合物可包括任何合适的流体。例如，流体可以是以下中的至少一种：原油、二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二甲基甲酰胺、二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丁基缩水甘油醚、碳酸丙烯酯、D-柠檬烯、C₂-C₄₀脂肪酸C₁-C₁₀烷基酯(诸如，脂肪酸甲酯)、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸四氢糠酯、2-丁氧基乙醇、乙酸丁酯、乳酸丁酯、乙酸糠酯、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、级分的石油蒸馏产物(例如，柴油、煤油、石脑油等)矿物油、烃油、包含芳香族碳-碳键的烃(例如，苯、甲苯)、烃(包括α烯烃、二甲苯)、离子液体、甲乙酮、草酸脂、顺丁烯酸脂或琥珀酸脂、甲醇、乙醇、丙醇(异丙醇或正丙醇)、丁醇(异丁醇、叔丁醇或正丁醇)、脂肪族烃(例如，环己酮、己烷)、水、盐水、采出水、回流水、含盐水和海水。流体可形成可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物的约0.001重量％至约99.999重量％，或者约0.001重量％或更小、0.01重量％、0.1、1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、99.9、99.99或者约99.999重量％或更大。

包含可固化树脂和亲有机改性粘土的可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物可包括任何合适的井底流体。包含可固化树脂和亲有机改性粘土的可固化组合物可在将可固化组合物置于地下地层中或者可固化组合物与地下材料相接触之前、期间或之后与任何合适的井底流体合并。在一些实例中，在地表将包含可固化树脂和亲有机改性粘土的可固化组合物与井底流体合并，并且随后将所合并组合物置于地下地层中或者与地下材料相接触。在另一个实例中，将包含可固化树脂和亲有机改性粘土的可固化组合物注射到地下地层中以便与井底流体合并，并且使所合并的组合物与地下材料相接触或者考虑将其置于地下地层中。将可固化组合物置于地下地层中可包括使地下材料与混合物相接触。置于地下地层中或者与地下材料相接触的可固化组合物或包含所述可固化组合物的混合物的任何合适的重量百分比可以是井底流体，诸如可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物的约0.001重量％至约99.999重量％、约0.01重量％至约99.99重量％、约0.1重量％至约99.9重量％、约20重量％至约90重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、0.1、1、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、99.9、99.99重量％或者约99.999重量％或更大。

在一些实施方案中，可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物可包括用于井底流体中的任何合适量的任何合适材料。例如，可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物可包含：水、盐水、碱水溶液、酸、油、有机溶剂、合成液油相、水溶液、醇或多元醇、纤维素、淀粉、碱度控制剂、酸度控制剂、密度控制剂、密度改性剂、乳化剂、分散剂、聚合物稳定剂、交联剂、聚丙烯酰胺、聚合物或聚合物组合、抗氧化剂、热稳定剂、泡沫控制剂、溶剂、稀释剂、增塑剂、填充剂或无机颗粒、颜料、染料、沉淀剂、流变改性剂、油润湿剂、缓凝添加剂、表面活性剂、气体(gas)、减重添加剂(weight reducing additive)、重质添加剂(heavy-weight additive)、堵漏材料(lost circulation material)、过滤控制添加剂、盐(例如，任何合适的盐，诸如钾盐，诸如氯化钾、溴化钾、甲酸钾；钙盐，诸如氯化钙、溴化钙、甲酸钙；铯盐，诸如氯化铯、溴化铯、甲酸铯；或者其组合)、纤维、触变添加剂、破坏剂、交联剂、流变改性剂、固化促进剂、固化阻滞剂、pH改性剂、螯合剂、阻垢剂、酶、树脂、控水材料、氧化剂、标记物、波特兰水泥、火山灰水泥、石膏水泥、高氧化铝含量水泥、矿渣水泥、硅石水泥、飞灰、偏高岭土、页岩、沸石、晶体硅石化合物、无定形硅石、可水合粘土、微球、石灰或其组合。在各种实施方案中，可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物可包含一种或多种添加组分，诸如：OMC 2^TM和OMC 42^TM稀释添加剂；RHEMOD^TM增粘剂和悬浮剂；用于提供临时增加的粘度的TEMPERUS^TM和添加剂；TAU-MOD^TM增粘剂/悬浮剂；HT、THERMO TONE^TM、BDF^TM-366和BDF^TM-454过滤控制剂；LIQUITONE^TM聚合物过滤剂和增粘剂；FACTANT^TM乳化稳定剂；LESUPERMUL^TM、EZNT和乳化剂；用于重液的DRIL油润湿剂；桥堵剂；加重剂；洞口打扫剂；打扫加重剂；BDF-508流变改性剂；和II有机粘土。在各种实施方案中，可固化组合物或者包含所述可固化组合物的混合物可包括一种或多种添加组分，诸如：II、PAC^TM-R、PAC^TM-L、EP、BRINEDRIL-VIS^TM、和增粘剂；N-DRIL^TM、N-DRIL^TM HT PLUS、FILTERCHEK^TM、和过滤控制剂；GEM^TM、CLAY 和CLAY SYNC^TM II页岩稳定剂；NXS-LUBE^TM、EP和DRIL-N-SLIDE^TM润滑剂；IRON-THIN^TM和ENVIRO-THIN^TM稀释剂；SOURSCAV^TM清除剂；阻蚀剂；以及 STOPPIT^TM、 BAROFIBRE^TM、和堵漏管理材料。可固化组合物或者包含所述可固化组合物的任何合适比例可包含此段落中列出的任何任选组分，诸如可固化组合物或混合物的约0.001重量％至约99.999重量％、约0.01重量％至约99.99重量％、约0.1重量％至约99.9重量％、约20重量％至约90重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、0.1、1、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、99.9、99.99重量％或者约99.999重量％或更大。

丸剂是用来达到常规钻井液不能执行的具体任务相对少量(例如，少于约500bbl或者小于约200bbl)的钻井液。例如，丸剂可以是高粘度丸剂，以便例如有助于将切屑提升出竖直井筒。在另一个实例中，丸剂可以是例如用来溶解盐层的淡水丸剂。另一个实例是例如用来破坏滤饼并且释放差异粘附力的出气管丸剂。在另一个实例中，丸剂是例如用来塞住漏失区的堵漏材料丸剂。丸剂可包含本文描述的任何组分作为钻井液的组分。

注水泥液可包括水泥和水泥窑粉末中的至少一种的含水混合物。包含可固化树脂和亲有机改性粘土的可固化组合物可与水泥或水泥窑灰形成有用组合。水泥窑灰可以是任何合适的水泥窑灰。水泥窑灰可在水泥的制造期间形成并且可以是在制造工艺期间从气流移除并且被收集在集尘器中的部分煅烧的窑进料。水泥窑灰可以划算的方式有利地利用，因为窑灰常常被认为是水泥工业的低价值废品。注水泥液的一些实施方案可包括水泥窑灰但不含水泥、水泥窑灰和水泥、或者水泥但没有水泥窑灰。水泥可以是任何合适的水泥。水泥可以是水凝水泥。根据本发明的实施方案可利用多种水泥；例如包括钙、铝、硅、氧、铁或硫的那些，其可通过与水反应而凝固并硬化。合适的水泥可包括波特兰水泥、火山灰水泥、石膏水泥、高氧化铝含量水泥、矿渣水泥、硅石水泥及其组合。在一些实施方案中，适用于本发明的实施方案的波特兰水泥根据1990年7月1日的American Petroleum Institute,APISpecification for Materials and Testing for Well Cements,API Specification10,第5版被分类为种类A、C、H和G水泥。水泥通常可以足以提供需要抗压强度、密度或成本的量包含在注水泥液中。在一些实施方案中，水凝水泥可以以下范围的量存在于注水泥液中：0重量％至约100重量％、约0重量％至约95重量％、约20重量％至约95重量％、或者约50重量％至约90重量％。水泥窑灰可以至少约0.01重量％、或者约5重量％至约80重量％、或者约10重量％至约50重量％的量存在。

任选地，可向本发明的实施方案的水泥或含窑灰组合物中添加其他添加剂，只要本领域技术人员得益于本公开而认为合适。可固化组合物中可存在或不存在此段落中列举的任何任选的成分。例如，可固化组合物可包含飞灰、偏高岭土、页岩、沸石、缓凝剂、表面活性剂、气体、促进剂、减重添加剂、重质添加剂、堵漏材料、过滤控制添加剂、分散剂及其组合。在一些实例中，添加剂可包括晶体硅石化合物、无定形硅石、盐、纤维、可水合粘土、微珠、火山灰、触变添加剂、其组合等。

在各种实施方案中，可固化组合物或混合物可包含支撑剂、树脂涂覆的支撑剂、包封树脂或者其组合。支撑剂是使诱发的水力裂纹在压裂处理期间或之后至少部分地打开的材料。可使用流体(诸如压裂液或另一种流体)将支撑剂运输到地下地层(例如，井底)中而到达裂纹。更高粘度流体可通过更有效地使支撑剂在流体内保持悬浮状态来更有效地将支撑剂(尤其是更大的支撑剂)运输到裂纹中的需要位置。支撑剂的实例可包括沙子、砾石、玻璃珠、聚合物珠、来自贝壳和种子的土地产品诸如胡桃皮、以及人造材料诸如陶粒支撑剂、铝土矿、四氟乙烯材料(诸如TEFLON^TM聚四氟乙烯)、果核材料、加工过的木材、由粘合剂制备的复合颗粒和二级精度颗粒诸如硅石、氧化铝、热解硅石、碳黑、石墨、云母、二氧化钛、偏硅酸盐、硅酸钙、高岭土、滑石、氧化锆、硼、飞灰、空心玻璃微珠和实心玻璃、或者其混合物。在一些实施方案中，支撑剂可具有平均粒度，其中粒度是颗粒的最大尺寸，具有约0.001mm至约3mm、约0.15mm至约2.5mm、约0.25mm至约0.43mm、约0.43mm至约0.85mm、约0.85mm至约1.18mm、约1.18mm至约1.70mm、或者约1.70mm至约2.36mm。在一些实施方案中，支撑剂可具有围绕多个平均值(诸如一个、两个、三个或四个不同的平均粒度)聚类的粒度分布。可固化组合物或混合物可包含任何合适量的支撑剂，诸如约0.01重量％至约99.99重量％、约0.1重量％至约80重量％、约10重量％至约60重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.1重量％、1、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、约99.9重量％或者约99.99重量％或更大。

系统或设备

在各种实施方案中，本发明提供一种系统。所述系统可以是任何合适的系统，其可使用地下地层中的本文描述的可固化组合物的实施方案或者可通过该实施方案的使用来产生，或者可执行用于使用本文描述的可固化组合物的方法或通过该方法的执行来产生。所述系统可包括可固化组合物，所述可固化组合物包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。可固化组合物还可包含亲有机改性粘土。所述系统还可包括地下地层，所述地下地层其中包含可固化组合物。在一些实施方案中，系统中的可固化组合物还可包含井下液，或者所述系统可包括可固化组合物和井下液的混合物。在一些实施方案中，所述系统可包括管和泵，所述泵被配置来将可固化组合物泵送通过管而进入地下地层中。

各种实施方案提供系统和设备，所述系统和设备被配置用于将本文描述的可固化组合物递送到地下位置并且用于使用其中的可固化组合物，诸如用于注水泥操作、修复操作(例如，补强处理)、废弃操作、固结操作或压裂操作。在各种实施方案中，系统或设备可包括流体耦接到管(例如，任何合适类型的油田管道，诸如管道、钻杆、生产油管等)的泵，其中所述管含有包含本文描述的可固化树脂和亲有机改性粘土的组合物。在一些实施方案中，系统或设备可包括套管，其中可固化组合物在使得凝固之前位于套管与井筒之间或者位于套管与另一个套管之间。可固化组合物可以任何合适的方式被置于套管与井筒之间或者套管与另一个套管之间，诸如通过在井下泵送并且使得可固化组合物向上流动通过环，或者通过从上方泵送到环中。

在一些实施方案中，所述系统可包括设置在井筒中的钻柱，其中所述钻柱包括钻柱的井下末端处的钻头。所述系统还可包括钻柱与井筒之间的环。所述系统还可包括泵，所述泵被配置来将可固化组合物循环通过钻柱、通过钻头、并且通过环返回地表。在一些实施方案中，所述系统可包括流体处理单元，所述流体处理单元被配置来处理离开环的可固化组合物以便产生用于再循环通过井筒的净化的钻井液。

在一些实施方案中，泵可以是高压泵。如本文使用，术语“高压泵”将是指能够在约1000psi或更大压力下将流体递送到地下地层(例如，井底)的泵。高压泵可在需要在地下地层的压裂梯度处或之上将可固化组合物引入到地下地层时使用，但是其还可在其中不需要压裂的情形下使用。在一些实施方案中，高压泵可能够将颗粒物质(诸如支撑剂颗粒)流体输送到地下地层中。合适的高压泵对本领域的普通技术人员将是已知的并且可包括浮动活塞泵和正排量泵。

在其他实施方案中，泵可以是低压泵。如本文使用，术语“低压泵”将是指在约1000psi或更小压力下运行的泵。在一些实施方案中，低压泵可流体耦接到高压泵，所述高压泵流体耦接到管。也就是说，在此类实施方案中，低压泵可被配置来将可固化组合物输送到高压泵。在此类实施方案中，低压泵可在可固化组合物到达高压泵之前“升高”其压力。

在一些实施方案中，本文描述的系统或设备还可包括混合槽，所述混合槽位于泵的上游并且可固化组合物在其中配制。在各种实施方案中，泵(例如，低压泵、高压泵或其组合)可将可固化组合物从混合槽或可固化组合物的其他来源输送到管。然而，在其他实施方案中，可固化组合物可在装置外配制并被运输到工地，在这种情况下可固化组合物可经由泵从其运输容器(例如，卡车、铁路车厢、驳船等)或者从运输管道直接引入到管。在任一情况下，可固化组合物可被吸入到泵中，升高到适当压力，并且随后被引入到管中以便于递送到地下地层。

图1示出根据一个或多个实施方案可将本发明的可固化组合物的实施方案递送到地下地层的系统和设备的示意图。应注意，虽然图1总体描绘基于地面的系统或设备，应当认识到相同系统和设备也可在海底位置处运行。本发明的实施方案可具有与图1描绘的不同的比例。如图1所描绘的，系统或设备1可包括混合槽10，其中可配制可固化组合物的实施方案。可固化组合物可经由管线12输送到井口14，其中可固化组合物进入管16，其中管16从井口14延伸到地下地层18中。可固化组合物在被从管16喷出后可随后渗入地下地层18中。泵20可被配置来在将可固化组合物引入到管16中之前使其压力提高到需要程度。应当认识到系统或设备1在实质上仅是示例性的并且为了清楚起见可存在图1中未必描绘的各种另外部件。在一些实例中，可存在的另外部件包括供给斗、阀、冷凝器、适配器、接头、计量器、传感器、压缩机、压力控制器、压力传感器、流速控制器、流速传感器、温度传感器等。尽管图1中未描绘，在一些实施方案中可固化组合物的至少一部分回流到井口14并且离开地下地层18。

还应当认识到所公开组合物还可直接或间接影响在操作期间可与可固化组合物发生接触的各种井下或地下设备和工具。此类设备和工具可包括井筒套管、井筒衬管、完井管柱、插入管柱、钻柱、连续油管、平直管线(slickline)、钢丝、钻管、钻铤、泥浆马达、井下马达和/或泵、表面安装马达和/或泵、定心器、涡流器(turbolizer)、刮泥器、浮体(例如，浮靴、浮箍、浮阀等)、测井工具以及相关遥测设备、致动器(例如，机电装置、液力学装置等)、滑动套筒、生产套筒、塞子、筛、过滤器、流量控制装置(例如，流入控制装置、自动流入控制装置、流出控制装置等)、联轴器(例如，电动液压湿连接件、干连接件、电感耦合器)、控制线路(例如，电线、光纤线路、液压线路等)、监视线路、钻头和扩孔器、传感器或分布式传感器、井下换热器、阀门和相应的致动装置、工具密封件、封隔器(packer)、水泥塞、桥式塞以及其他井筒隔离装置或部件等。这些部件中的任何部件可被包括在以上总体描述和图1中描绘的系统和设备中。

用于地下地层的处理的组合物

各种实施方案提供用于地下地层的处理的组合物。可固化组合物可以是可用来执行用于本文描述的地下地层的处理的方法的实施方案的任何合适组合物。例如，可固化组合物可包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种。可固化组合物包含亲有机改性粘土。可固化有机树脂可以是环氧树脂，诸如环氧-胺树脂或环氧-酸酐树脂。亲有机改性粘土可以是亲有机改性蒙脱石粘土。各种实施方案提供本文描述的可固化组合物的实施方案的固化产物。

在一些实施方案中，可固化组合物还包含井下液。井下液可以是任何合适的井下液。在一些实施方案中，井下液可以是注水泥液、压裂液、废弃液、固结液或者补强处理液。

用于制备地下地层处理的组合物的方法

在各种实施方案中，本发明提供一种用于制备地下地层处理的组合物的方法。所述方法可以是产生本文描述的组合物的任何合适方法。例如，所述方法可包括形成可固化组合物，所述可固化组合物包含可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种，并且还包含亲有机改性粘土。

实施例

可通过参考以下实施例(其通过例示而提供)更好地理解本发明的各种实施方案。本发明不限于本文给出的实施例。

实施例1

使用来自Nanocor Inc.的I.28E Nanoclay(NI28E)(其是AMCOLInternational Corporation,Hoffman Estates,IL的全资子公司)来研究亲有机改性粘土改变流变性质的能力，所述亲有机改性粘土包含约25-30重量％的三甲基甾基铵离子，具有约200至约500kg/m³的密度并且具有约8-10微米的平均粒度。使用具有Fann屈服应力适配器(FYSA)附件的35流变仪研究包括C1(约60重量％至约90重量％的双酚A二缩水甘油醚和约10重量％至约30重量％的丁基缩水甘油醚)、C2(环己烷二甲醇二缩水甘油醚)和C3(二乙基甲苯二胺)以及亲有机改性粘土的环氧树脂系统的流变学。结果呈现于表1中。在其中使用亲有机改性粘土的每个情况下，在流变学曲线中观察到屈服点(YP)。另外，图2示出所得环氧树脂系统/粘土混合物使更大尺寸颗粒悬浮的能力。

表1.树脂/亲有机改性粘土系统的流变学。439+的测量结果是设备的最大端点。

实施例2

使用实施例1的NI28E进一步研究亲有机改变粘土流变性质的能力。使用具有Fann屈服应力适配器(FYSA)附件的35流变仪研究包括C2、C4(聚氧化丙烯二胺)、C5(2,4,6三二甲基氨基甲基苯酚)和亲有机改性粘土的环氧树脂系统的流变学。可固化有机组合物由500g C2、224g C4、10g C5和不同量的NI28E组成。图3示出经测试组合物的剪切应力对比剪切速率。图4示出NI28E的屈服应力对比百分比体积。所有百分比被表达为百分比体积。在图4中，观察到赋予在5.3至6.9的NI28E的百分比体积之间的屈服应力。

已采用的术语和表达是用作描述而非限制的术语，并且并非旨在使用此类术语和表达排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同物，但是应认识到，各种修改在本发明的实施方案的范围内是可能的。因此，应理解，尽管本发明已由具体实施方案和任选特征具体公开，但是本领域普通技术人员可采用本文中公开的概念的修改和变化，并且应理解，此类修改和变化被视为在本发明的实施方案的范围内。

额外的实施方案

提供了以下示例性的实施方案，其标号不应被解释为指示重要性水平：

实施方案1提供处理地下地层的方法，所述方法包括：

将可固化组合物置于地下地层中，所述可固化组合物包含

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土。

实施方案2提供实施方案1的方法，其中所述方法还包括获得或提供可固化组合物，其中可固化组合物的获得或提供发生在地表。

实施方案3提供实施方案1-2中的任一项的方法，其中所述方法还包括获得或提供可固化组合物，其中可固化组合物的获得或提供发生在地下地层中。

实施方案4提供实施方案1-3中的任一项的方法，其中所述方法包括在地下地层中注水泥和修复井筒中的至少一种。

实施方案5提供实施方案1-4中的任一项的方法，其中所述方法包括固结地下地层。

实施方案6提供实施方案1-5中的任一项的方法，其中所述方法包括压裂地下地层。

实施方案7提供实施方案1-6中的任一项的方法，其中所述方法包括在地下地层中的井执行废弃程序。

实施方案8提供实施方案1-7中的任一项的方法，其还包括以亲有机的方式使粘土改性以便提供亲有机改性粘土。

实施方案9提供实施方案8的方法，其中所述亲有机改性至少部分地发生在地表。

实施方案10提供实施方案8的方法，其中所述亲有机改性至少部分地发生在地下地层中。

实施方案11提供实施方案1-9中的任一项的方法，其还包括使可固化组合物固化以便提供可固化组合物的固化产物。

实施方案12提供实施方案11的方法，其中所述固化至少部分地发生在地表。

实施方案13提供实施方案11-12中的任一项的方法，其中所述固化至少部分地发生在地下地层中。

实施方案14提供实施方案1-13中的任一项的方法，其中所述可固化组合物包括疏水性可固化组合物。

实施方案15提供实施方案1-14中的任一项的方法，其中可固化组合物的约1重量％至约99.99重量％是可固化有机树脂、热固性聚合物或者其组合。

实施方案16提供实施方案1-15中的任一项的方法，其中所述可固化有机树脂或热固性聚合物包括以下中的至少一种：虫胶、聚酰胺、甲硅烷基改性聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚氨酯、天然树脂、环氧基树脂、呋喃基树脂、酚醛基树脂、脲-醛树脂和苯酚-苯酚甲醛-糠醇树脂。

实施方案17提供实施方案1-16中的任一项的方法，其中所述可固化有机树脂包括环氧-胺和环氧-酸酐树脂中的至少一种。

实施方案18提供实施方案1-17中的任一项的方法，其中所述可固化有机树脂包含为聚环氧化物取代的单-或聚(C₅-C₂₀)芳基化合物的至少一种环氧化物组分，其中所述(C₅-C₂₀)芳基被取代或未取代。

实施方案19提供实施方案18的方法，其中所述环氧化物组分是双环氧化物取代的苯基(C₁-C₁₀)烃基苯基，其中苯基和(C₁-C₁₀)烃基各自独立地被取代或未取代。

实施方案20提供实施方案18-19中的任一项的方法，其中所述环氧化物组分是双酚A的二缩水甘油醚。

实施方案21提供实施方案1-20中的任一项的方法，其中所述可固化有机树脂包含为聚环氧化物取代的(C₅-C₂₀)环烷基化合物的至少一种环氧化物组分，其中所述(C₅-C₂₀)环烷基被取代或未取代。

实施方案22提供实施方案21的方法，其中所述环氧化物组分是环己烷二甲醇二缩水甘油醚。

实施方案23提供实施方案1-22中的任一项的方法，其中所述可固化组合物包含为聚胺取代的(C₁-C₃₀)烃基的至少一种胺组分，其中所述(C₁-C₃₀)烃基和每个胺独立地被取代或未取代。

实施方案24提供实施方案23的方法，其中所述胺组分是双(氨基(C₀-C₅)烃基)(C₆-C₂₀)芳基化合物，其中(C₆-C₂₀)芳基、(C₀-C₅)烃基和每个胺各自独立地被取代或未取代。

实施方案25提供实施方案23-24中的任一项的方法，其中所述胺组分是二乙基甲苯二胺。

实施方案26提供实施方案1-25中的任一项的方法，其中所述可固化组合物包含为聚胺取代的聚((C₂-C₅)烃基氧基)的至少一种胺组分，其中每个(C₂-C₅)烃基氧基和每个胺独立地被取代或未取代。

实施方案27提供实施方案26的方法，其中所述胺组分是聚氧基丙烯二胺。

实施方案28提供实施方案1-27中的任一项的方法，其中所述可固化组合物包含为单-或聚氨基(C₀-C₁₀)烃基(C₆-C₂₀)芳基的胺组分，其中所述(C₀-C₁₀)烃基、(C₆-C₂₀)芳基和每个胺各自独立地被取代或未取代。

实施方案29提供实施方案28的方法，其中所述胺组分是三(氨基(C₁-C₃)烃基)苯，其中(C₁-C₃)烃基、苯和每个胺独立地被取代或未取代。

实施方案30提供实施方案28-29中的任一项的方法，其中所述胺组分是2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚。

实施方案31提供实施方案1-30中的任一项的方法，其中所述可固化化合物包括酸酐组分，所述酸酐组分是与取代的或未取代的(C₅-C₂₀)烃环稠合的马来酸酐或琥珀酸酐，或经由被0、1、2或3个氧原子间断的取代的或未取代的(C₀-C₃₀)烃基连接在一起的多个所述稠合的马来酸酐或琥珀酸酐。

实施方案32提供实施方案31的方法，其中所述酸酐组分是以下中的至少一种：双酚A二酐、联苯二酐、苯酮-3,3′,4,4′-四羧酸二酐、甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐和甲基六氢邻苯二甲酸酐。

实施方案33提供实施方案1-32中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土以一定浓度存在于可固化组合物中，使得可固化组合物比其中基本上没有亲有机改性粘土的相应可固化组合物具有更高的屈服点。

实施方案34提供实施方案1-33中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土是可固化组合物的约0.01重量％至约50重量％。

实施方案35提供实施方案1-34中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土是可固化组合物的约1重量％至约20重量％。

实施方案36提供实施方案1-35中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土包括高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石中的至少一种。

实施方案37提供实施方案1-36中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土包括蒙脱石。

实施方案38提供实施方案1-37中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土包含为阳离子取代、物理吸附和化学吸附中的至少一种的亲有机改性。

实施方案39提供实施方案1-38中的任一项的方法，其中至少一种亲有机改性化合物或其离子是亲有机改性粘土的约0.01重量％至约80重量％。

实施方案40提供实施方案1-39中的任一项的方法，其中至少一种亲有机改性化合物或其离子是至少一种亲有机改性粘土的约10重量％至约50重量％。

实施方案41提供实施方案1-30中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土包括至少一种亲有机改性化合物或其离子，其中所述亲有机改性化合物是以下中的至少一种：取代的或未取代的(C₁₀-C₅₀)脂肪酸或其盐、三-或四-(C₁-C₅₀)烃基铵盐以及三-或四-(C₁-C₅₀)烃基鏻盐，其中每个(C₁-C₅₀)烃基被独立地选择，被取代或未取代，并且被选自-O-、-S-和取代的或未取代的-NH-的0、1、2或3个原子间断。

实施方案42提供实施方案41的方法，其中所述亲有机改性化合物包括(C₁₀-C₅₀)脂肪酸盐。

实施方案43提供实施方案41-42中的任一项的方法，其中所述亲有机改性化合物包括硬脂酸镁和硬脂酸锌。

实施方案44提供实施方案41-43中的任一项的方法，其中所述亲有机改性化合物包括以下中的至少一种：三-或四-(C₁-C₅₀)烃基铵盐以及三-或四-(C₁-C₅₀)烷基-或烯基鏻盐，其中每个(C₁-C₅₀)烃基被独立地选择。

实施方案45提供实施方案41-44中的任一项的方法，其中所述亲有机改性化合物包括以下中的至少一种：三甲基硬脂铵盐、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵和四苯基溴化鏻。

实施方案46提供实施方案1-45中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土的密度为约50kg/m³至约5,000kg/m³。

实施方案47提供实施方案1-46中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土的密度为约200kg/m³至约500kg/m³。

实施方案48提供实施方案1-47中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土的粒度为约1nm至约1mm。

实施方案49提供实施方案1-48中的任一项的方法，其中所述亲有机改性粘土的粒度为约1微米至约500微米。

实施方案50提供实施方案1-49中的任一项的方法，其中所述可固化组合物还包含加重剂。

实施方案51提供实施方案50的方法，其中所述加重剂是可固化组合物的约0.001重量％至约80重量％。

实施方案52提供实施方案50的方法，其中所述加重剂的粒度为约1nm至约10mm。

实施方案53提供实施方案1-52中的任一项的方法，其中所述可固化组合物的屈服点为约1lbf/100ft²至约10,000lbf/100ft²。

实施方案54提供实施方案1-53中的任一项的方法，其中所述可固化组合物的屈服点为约15lbf/100ft²至约100lbf/100ft²。

实施方案55提供实施方案1-54中的任一项的方法，其中所述可固化组合物在约10℃至约40℃和标准压力下、在约0.5s^-1至约50s^-1下的剪切应力为约10lbf/100ft²至约300lbf/100ft²。

实施方案56提供实施方案1-55中的任一项的方法，其中所述可固化组合物在约50℃至约100℃和标准压力下、在约0.5s^-1至约50s^-1下的剪切应力为约10lbf/100ft²至约100lbf/100ft²。

实施方案57提供实施方案1-56中的任一项的方法，其中所述可固化组合物的密度为约50kg/m³至约5,000kg/m³。

实施方案58提供实施方案1-57中的任一项的方法，其中所述可固化组合物的密度为约200kg/m³至约3,000kg/m³。

实施方案59提供实施方案1-58中的任一项的方法，其中所述可固化组合物还包含：水、盐水、碱水溶液、油、有机溶剂、合成液油相、水溶液、醇或多元醇、纤维素、淀粉、碱度控制剂、酸度控制剂、密度控制剂、密度改性剂、乳化剂、分散剂、聚合物稳定剂、交联剂、聚丙烯酰胺、聚合物或聚合物组合、抗氧化剂、热稳定剂、泡沫控制剂、溶剂、稀释剂、增塑剂、填充剂或无机颗粒、颜料、染料、沉淀剂、流变改性剂、油润湿剂、缓凝添加剂、表面活性剂、阻蚀剂、气体、减重添加剂、重质添加剂、堵漏材料、过滤控制添加剂、盐、纤维、触变添加剂、破坏剂、交联剂、流变改性剂、固化促进剂、固化阻滞剂、pH改性剂、螯合剂、阻垢剂、酶、树脂、控水材料、聚合物、氧化剂、标记物、波特兰水泥、火山灰水泥、石膏水泥、高氧化铝含量水泥、矿渣水泥、硅石水泥、飞灰、偏高岭土、页岩、沸石、晶体硅石化合物、无定形硅石、纤维、可水合粘土、微球、火山灰石灰或其组合。

实施方案60提供实施方案1-59中的任一项的方法，其中将可固化组合物置于地下地层中包括压裂地下地层的至少一部分以便形成至少一个地下裂缝。

实施方案61提供实施方案1-60中的任一项的方法，其中将可固化组合物置于地下地层中包括将可固化组合物泵送通过设置在井筒中的管并且进入地下地层中。

实施方案62提供实施方案1-61中的任一项的方法，其中将可固化组合物置于地下地层中包括将可固化组合物泵送通过设置在井筒中的套管并且进入套管与井筒之间的环中。

实施方案63提供用于执行实施方案1-62中的任一项的方法的系统，所述系统包括：

管，其设置在地下地层中；以及

泵，其被配置来将地下地层中的可固化组合物泵送通过管。

实施方案64提供处理地下地层的方法，所述方法包括：

将可固化组合物置于地下地层中，所述可固化组合物包含

可固化环氧树脂；以及

亲有机改性蒙脱石粘土。

实施方案65提供一种系统，其包括：

可固化组合物，其包含

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土；以及

地下地层，其中包含可固化组合物。

实施方案66提供实施方案65的系统，其还包括

管，其设置在地下地层中；以及

泵，其被配置来将地下地层中的可固化组合物泵送通过管。

实施方案67提供用于地下地层的处理的可固化组合物，所述可固化组合物包含：

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土。

实施方案68提供实施方案67的可固化组合物，其中所述可固化组合物还包含井下液。

实施方案69提供制备用于地下地层处理的可固化组合物的方法，所述方法包括：

形成可固化组合物，其包含

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土。

实施方案70提供实施方案1-69中的任一项或任何组合的组合物、方法或系统，其被任选地配置使得所引用的全部元件或选项可供使用或选择。

Claims (69)

1.一种处理地下地层的方法，所述方法包括：

将可固化组合物置于地下地层中，所述可固化组合物包含

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括获得或提供所述可固化组合物，其中所述可固化组合物的获得或提供发生在地表。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括获得或提供所述可固化组合物，其中所述可固化组合物的获得或提供发生在所述地下地层中。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括在所述地下地层中注水泥和修复井筒中的至少一种。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括固结所述地下地层。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括压裂所述地下地层。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括对所述地下地层中的井执行废弃程序。

8.如权利要求1所述的方法，其还包括以亲有机的方式使粘土改性以便提供所述亲有机改性粘土。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述亲有机改性至少部分地发生在地表。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述亲有机改性至少部分地发生在所述地下地层中。

11.如权利要求1所述的方法，其还包括使所述可固化组合物固化以便提供所述可固化组合物的固化产物。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述固化至少部分地发生在地表。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述固化至少部分地发生在所述地下地层中。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物包括疏水性可固化组合物。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物的约1重量％至约99.99重量％是所述可固化有机树脂、所述热固性聚合物或其组合。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化有机树脂或所述热固性聚合物包括以下中的至少一种：虫胶、聚酰胺、甲硅烷基改性聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚氨酯、天然树脂、环氧基树脂、呋喃基树脂、酚醛基树脂、脲-醛树脂和苯酚-苯酚甲醛-糠醇树脂。

17.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化有机树脂包括环氧-胺和环氧-酸酐树脂中的至少一种。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化有机树脂包含为聚环氧化物取代的单-或聚(C₅-C₂₀)芳基化合物的至少一种环氧化物组分，其中所述(C₅-C₂₀)芳基被取代或未取代。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述环氧化物组分是双环氧化物取代的苯基(C₁-C₁₀)烃基苯基，其中所述苯基和(C₁-C₁₀)烃基各自独立地被取代或未取代。

20.如权利要求18所述的方法，其中所述环氧化物组分是双酚A的二缩水甘油醚。

21.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化有机树脂包含为聚环氧化物取代的(C₅-C₂₀)环烷基化合物的至少一种环氧化物组分，其中所述(C₅-C₂₀)环烷基被取代或未取代。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述环氧化物组分是环己烷二甲醇二缩水甘油醚。

23.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物包含为聚胺取代的(C₁-C₃₀)烃基的至少一种胺组分，其中所述(C₁-C₃₀)烃基和每个胺独立地被取代或未取代。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述胺组分是双(氨基(C₀-C₅)烃基)(C₆-C₂₀)芳基化合物，其中所述(C₆-C₂₀)芳基、(C₀-C₅)烃基和每个胺各自独立地被取代或未取代。

25.如权利要求23所述的方法，其中所述胺组分是二乙基甲苯二胺。

26.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物包含为聚胺取代的聚((C₂-C₅)烃基氧基)的至少一种胺组分，其中每个(C₂-C₅)烃基氧基和每个胺独立地被取代或未取代。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述胺组分是聚氧丙烯二胺。

28.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物包含为单-或聚氨基(C₀-C₁₀)烃基(C₆-C₂₀)芳基的胺组分，其中所述(C₀-C₁₀)烃基、(C₆-C₂₀)芳基和每个胺各自独立地被取代或未取代。

29.如权利要求28所述的方法，其中所述胺组分是三(氨基(C₁-C₃)烃基)苯，其中所述(C₁-C₃)烃基、所述苯和每个胺独立地被取代或未取代。

30.如权利要求28所述的方法，其中所述胺组分是2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。

31.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化化合物包含酸酐组分，所述酸酐组分是与取代的或未取代的(C₅-C₂₀)烃环稠合的马来酸酐或琥珀酸酐，或经由被0、1、2或3个氧原子间断的取代的或未取代的(C₀-C₃₀)烃基连接在一起的多个所述稠合的马来酸酐或琥珀酸酐。

32.如权利要求31所述的方法，其中所述酸酐组分是以下中的至少一种：双酚A二酐、联苯二酐、苯酮-3,3′,4,4′-四羧酸二酐、甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐和甲基六氢邻苯二甲酸酐。

33.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土以一定浓度存在于所述可固化组合物中，使得所述可固化组合物比其中基本上没有所述亲有机改性粘土的相应可固化组合物具有更高的屈服点。

34.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土是所述可固化组合物的约0.01重量％至约50重量％。

35.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土是所述可固化组合物的约1重量％至约20重量％。

36.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土包括高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石中的至少一种。

37.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土包括蒙脱石。

38.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土包含为阳离子取代、物理吸附和化学吸附中的至少一种的亲有机改性。

39.如权利要求1所述的方法，其中至少一种亲有机改性化合物或其离子是所述亲有机改性粘土的约0.01重量％至约80重量％。

40.如权利要求1所述的方法，其中至少一种亲有机改性化合物或其离子是至少一种亲有机改性粘土的约10重量％至约50重量％。

41.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土包括至少一种亲有机改性化合物或其离子，其中所述亲有机改性化合物是以下中的至少一种：取代的或未取代的(C₁₀-C₅₀)脂肪酸或其盐、三-或四-(C₁-C₅₀)烃基铵盐以及三-或四-(C₁-C₅₀)烃基鏻盐，其中每个(C₁-C₅₀)烃基被独立地选择，被取代或未取代，并且被选自-O-、-S-和取代的或未取代的-NH-的0、1、2或3个原子间断。

42.如权利要求41所述的方法，其中所述亲有机改性化合物包括(C₁₀-C₅₀)脂肪酸盐。

43.如权利要求41所述的方法，其中所述亲有机改性化合物包括硬脂酸镁和硬脂酸锌。

44.如权利要求41所述的方法，其中所述亲有机改性化合物包括以下中的至少一种：三-或四-(C₁-C₅₀)烃基铵盐以及三-或四-(C₁-C₅₀)烷基-或烯基鏻盐，其中每个(C₁-C₅₀)烃基被独立地选择。

45.如权利要求41所述的方法，其中所述亲有机改性化合物包括以下中的至少一种：三甲基硬脂铵盐、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵和四苯基溴化鏻。

46.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土的密度为约50kg/m³至约5,000kg/m³。

47.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土的密度为约200kg/m³至约500kg/m³。

48.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土的粒度为约1nm至约1mm。

49.如权利要求1所述的方法，其中所述亲有机改性粘土的粒度为约1微米至约500微米。

50.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物还包含加重剂。

51.如权利要求50所述的方法，其中所述加重剂是所述可固化组合物的约0.001重量％至约80重量％。

52.如权利要求50所述的方法，其中所述加重剂的粒度为约1nm至约10mm。

53.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物的屈服点为约1lbf/100ft²至约10,000lbf/100ft²。

54.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物的屈服点为约15lbf/100ft²至约100lbf/100ft²。

55.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物在约10℃至约40℃和标准压力下、在约0.5s^-1至约50s^-1下的剪切应力为约10lbf/100ft²至约300lbf/100ft²。

56.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物在约50℃至约100℃和标准压力下、在约0.5s^-1至约50s^-1下的剪切应力为约10lbf/100ft²至约100lbf/100ft²。

57.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物的密度为约50kg/m³至约5,000kg/m³。

58.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物的密度为约200kg/m³至约3,000kg/m³。

59.如权利要求1所述的方法，其中所述可固化组合物还包含：水、盐水、碱水溶液、油、有机溶剂、合成液油相、水溶液、醇或多元醇、纤维素、淀粉、碱度控制剂、酸度控制剂、密度控制剂、密度改性剂、乳化剂、分散剂、聚合物稳定剂、交联剂、聚丙烯酰胺、聚合物或聚合物组合、抗氧化剂、热稳定剂、泡沫控制剂、溶剂、稀释剂、增塑剂、填充剂或无机颗粒、颜料、染料、沉淀剂、流变改性剂、油润湿剂、缓凝添加剂、表面活性剂、阻蚀剂、气体、减重添加剂、重质添加剂、堵漏材料、过滤控制添加剂、盐、纤维、触变添加剂、破坏剂、交联剂、流变改性剂、固化促进剂、固化阻滞剂、pH改性剂、螯合剂、阻垢剂、酶、树脂、控水材料、聚合物、氧化剂、标记物、波特兰水泥、火山灰水泥、石膏水泥、高氧化铝含量水泥、矿渣水泥、硅石水泥、飞灰、偏高岭土、页岩、沸石、晶体硅石化合物、无定形硅石、纤维、可水合粘土、微球、火山灰石灰或其组合。

60.如权利要求1所述的方法，其中将所述可固化组合物置于所述地下地层中包括压裂所述地下地层的至少一部分以便形成至少一个地下裂缝。

61.如权利要求1所述的方法，其中将所述可固化组合物置于所述地下地层中包括将所述可固化组合物泵送通过设置在井筒中的管并且进入所述地下地层中。

62.如权利要求1所述的方法，其中将所述可固化组合物置于所述地下地层中包括将所述可固化组合物泵送通过设置在井筒中的套管并且进入所述套管与所述井筒之间的环中。

63.一种用于执行如权利要求1所述的方法的系统，所述系统包括：

管，其设置在所述地下地层中；以及

泵，其被配置来将所述地下地层中的所述可固化组合物泵送通过所述管。

64.一种处理地下地层的方法，所述方法包括：

将可固化组合物置于地下地层中，所述可固化组合物包含

可固化环氧树脂；以及

亲有机改性蒙脱石粘土。

65.一种系统，其包括：

可固化组合物，其包含

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土；以及

地下地层，其中包含所述可固化组合物。

66.如权利要求65所述的系统，其还包括

管，其设置在所述地下地层中；以及

泵，其被配置来将所述地下地层中的所述可固化组合物泵送通过所述管。

67.一种用于地下地层的处理的可固化组合物，所述可固化组合物包含：

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土。

68.如权利要求67所述的可固化组合物，其中所述可固化组合物还包含井下液。

69.一种制备用于地下地层的处理的可固化组合物的方法，所述方法包括：

形成可固化组合物，所述可固化组合物包含

可固化有机树脂和热固性聚合物中的至少一种；以及

亲有机改性粘土。