CN111194345A - 用于处理地下地层的具有聚氮丙啶交联剂的组合物 - Google Patents
用于处理地下地层的具有聚氮丙啶交联剂的组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111194345A CN111194345A CN201880065334.3A CN201880065334A CN111194345A CN 111194345 A CN111194345 A CN 111194345A CN 201880065334 A CN201880065334 A CN 201880065334A CN 111194345 A CN111194345 A CN 111194345A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composition
- group
- crosslinker
- alkyl
- maleic anhydride
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 199
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 title claims abstract description 85
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 62
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title description 56
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 114
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 110
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 81
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 52
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 37
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims description 32
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 31
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 30
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 30
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 30
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical group NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 29
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 27
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 15
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 15
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 125000004069 aziridinyl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 239000008365 aqueous carrier Substances 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 125000004438 haloalkoxy group Chemical group 0.000 claims description 8
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 125000006583 (C1-C3) haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 126
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 description 41
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 28
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 26
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 18
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 13
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 12
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 9
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical group O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 8
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 description 6
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical class [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- XMGQYMWWDOXHJM-JTQLQIEISA-N (+)-α-limonene Chemical compound CC(=C)[C@@H]1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-JTQLQIEISA-N 0.000 description 4
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 208000013201 Stress fracture Diseases 0.000 description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric Acid Chemical group [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 3
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 3
- 150000007527 lewis bases Chemical class 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 3
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YKEGOEUSKXVSPN-UHFFFAOYSA-N 2,2-bis[3-(2-methylaziridin-1-yl)propanoyloxymethyl]butyl 3-(2-methylaziridin-1-yl)propanoate Chemical compound C1C(C)N1CCC(=O)OCC(COC(=O)CCN1C(C1)C)(CC)COC(=O)CCN1CC1C YKEGOEUSKXVSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)CO CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZDZYGYFHTPFREM-UHFFFAOYSA-N 3-[3-aminopropyl(dimethoxy)silyl]oxypropan-1-amine Chemical compound NCCC[Si](OC)(OC)OCCCN ZDZYGYFHTPFREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VATRWWPJWVCZTA-UHFFFAOYSA-N 3-oxo-n-[2-(trifluoromethyl)phenyl]butanamide Chemical compound CC(=O)CC(=O)NC1=CC=CC=C1C(F)(F)F VATRWWPJWVCZTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003341 Bronsted base Substances 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CKOYRRWBOKMNRG-UHFFFAOYSA-N Furfuryl acetate Chemical compound CC(=O)OCC1=CC=CO1 CKOYRRWBOKMNRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAPCRJOPWXUMSQ-UHFFFAOYSA-N [2,2-bis[3-(aziridin-1-yl)propanoyloxymethyl]-3-hydroxypropyl] 3-(aziridin-1-yl)propanoate Chemical compound C1CN1CCC(=O)OCC(COC(=O)CCN1CC1)(CO)COC(=O)CCN1CC1 KAPCRJOPWXUMSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 2
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- NHBRUUFBSBSTHM-UHFFFAOYSA-N n'-[2-(3-trimethoxysilylpropylamino)ethyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCNCCN NHBRUUFBSBSTHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002103 osmometry Methods 0.000 description 2
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 2
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 2
- XFNJVJPLKCPIBV-UHFFFAOYSA-N trimethylenediamine Chemical compound NCCCN XFNJVJPLKCPIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- GGQQNYXPYWCUHG-RMTFUQJTSA-N (3e,6e)-deca-3,6-diene Chemical compound CCC\C=C\C\C=C\CC GGQQNYXPYWCUHG-RMTFUQJTSA-N 0.000 description 1
- 125000005919 1,2,2-trimethylpropyl group Chemical group 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical group CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004972 1-butynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C#C* 0.000 description 1
- 125000000530 1-propynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C#C* 0.000 description 1
- YSUQLAYJZDEMOT-UHFFFAOYSA-N 2-(butoxymethyl)oxirane Chemical compound CCCCOCC1CO1 YSUQLAYJZDEMOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000069 2-butynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C#CC([H])([H])* 0.000 description 1
- ZHCGVAXFRLLEFW-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-(prop-2-enoylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)CNC(=O)C=C ZHCGVAXFRLLEFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004493 2-methylbut-1-yl group Chemical group CC(C*)CC 0.000 description 1
- ZAXCZCOUDLENMH-UHFFFAOYSA-N 3,3,3-tetramine Chemical compound NCCCNCCCNCCCN ZAXCZCOUDLENMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N Butyl lactate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)O MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOOTYTYQINUNNV-UHFFFAOYSA-N Triethyl citrate Chemical compound CCOC(=O)CC(O)(C(=O)OCC)CC(=O)OCC DOOTYTYQINUNNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- IYABWNGZIDDRAK-UHFFFAOYSA-N allene Chemical group C=C=C IYABWNGZIDDRAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007098 aminolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 150000003975 aryl alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 125000004106 butoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000001191 butyl (2R)-2-hydroxypropanoate Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003715 calcium chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BELZJFWUNQWBES-UHFFFAOYSA-N caldopentamine Chemical compound NCCCNCCCNCCCNCCCN BELZJFWUNQWBES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 description 1
- 125000004663 dialkyl amino group Chemical group 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSAVZVORKRDODB-WDSKDSINSA-N diethyl tartrate Chemical compound CCOC(=O)[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)OCC YSAVZVORKRDODB-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
- 235000019820 disodium diphosphate Nutrition 0.000 description 1
- GYQBBRRVRKFJRG-UHFFFAOYSA-L disodium pyrophosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])(=O)OP(O)([O-])=O GYQBBRRVRKFJRG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000555 isopropenyl group Chemical group [H]\C([H])=C(\*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003253 isopropoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(O*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- GKQPCPXONLDCMU-CCEZHUSRSA-N lacidipine Chemical compound CCOC(=O)C1=C(C)NC(C)=C(C(=O)OCC)C1C1=CC=CC=C1\C=C\C(=O)OC(C)(C)C GKQPCPXONLDCMU-CCEZHUSRSA-N 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- HWPKGOGLCKPRLZ-UHFFFAOYSA-M monosodium citrate Chemical compound [Na+].OC(=O)CC(O)(C([O-])=O)CC(O)=O HWPKGOGLCKPRLZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000018342 monosodium citrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002524 monosodium citrate Substances 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- DILRJUIACXKSQE-UHFFFAOYSA-N n',n'-dimethylethane-1,2-diamine Chemical compound CN(C)CCN DILRJUIACXKSQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004370 n-butenyl group Chemical group [H]\C([H])=C(/[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000006606 n-butoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000003506 n-propoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002895 organic esters Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical group 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N propylenediamine Chemical compound CC(N)CN AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000235 small-angle X-ray scattering Methods 0.000 description 1
- 238000001998 small-angle neutron scattering Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 1
- 125000004213 tert-butoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(O*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000001069 triethyl citrate Substances 0.000 description 1
- VMYFZRTXGLUXMZ-UHFFFAOYSA-N triethyl citrate Natural products CCOC(=O)C(O)(C(=O)OCC)C(=O)OCC VMYFZRTXGLUXMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013769 triethyl citrate Nutrition 0.000 description 1
- 125000000876 trifluoromethoxy group Chemical group FC(F)(F)O* 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- 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
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/512—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/04—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L35/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical, and containing at least one other carboxyl radical in the molecule, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/44—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing organic binders only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- 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
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/5083—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本申请提供一种组合物，其含有马来酸酐共聚物、聚氮丙啶交联剂、任选的额外交联剂如胺交联剂，和任选的凝胶时间控制剂。还提供了使用所述组合物处理地下地层的方法。
Description
优先权要求
本申请要求2017年8月22日提交的美国专利申请号15/682,836的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本文涉及在处理地下地层中使用的方法和组合物。
背景
目前，用于将例如在套管、管道微环状空间(microannuli)和压裂水泥套之后的不希望的流体路径如气体流动通道密封的组合物基于与胺混合的非水性环氧基单体或基于可聚合烃的单体。尽管这些解决方案具有合理的成功率，它们的毒性是令人严重担忧的，尤其是当被处理的区域在居住区或含水层附近时。尽管知道较小毒性的配制物，但是在低温例如40华氏度(℉)使用这样的配制物并且在高温可靠地控制在这样的配制物中的凝胶时间已经是有问题的。在某些材料如固化水泥(set cement)中的流动通道的改进的密封将会提高井生产率并且降低井维护成本。
概述
本申请尤其提供了用于处理地下地层的容易施加的水系密封组合物。这些组合物代表针对目前使用的、基于环氧体系和单体的流体的相对更环境友好的备选方案。宽的应用温度窗口(例如，40℉-200℉)使得流体组合物可用于海岸和近海应用二者。在本文中描述的密封组合物具有可控的凝胶时间，并且含有可交联树脂和至少一种交联剂。在交联之前，密封组合物是向在地下地层内的多孔空间中自由流动的稀流体。在交联剂和树脂之间的化学反应时，组合物成为坚硬凝胶，从而在地下地层的多孔空间中形成凝胶封堵物。
在第一总体方面中，本申请提供一种处理地下地层的方法，所述方法包括：
i)向地下地层提供组合物，所述组合物包含：
马来酸酐共聚物或其盐，所述马来酸酐共聚物包含：
重复单元I和II：
其中每个R1独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组，
并且每个R2独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组；
和
至少一个水解重复单元，所述水解重复单元选自重复单元III和IV：
其中每个R5独立地选自-OH和NH2，条件是R5中的至少一个是NH2；和
聚氮丙啶交联剂或其盐，所述聚氮丙啶交联剂包含至少两个氮丙啶部分；和
ii)使马来酸酐共聚物或其盐和聚氮丙啶交联剂或其盐交联以形成密封剂。
在一些实施方案中，形成密封剂在套管、套管-套管环状空间、油管-套管环状空间、或套管-地层环状空间附近进行。
在一些实施方案中，密封剂是凝胶封堵物。
在一些实施方案中，组合物的交联与固化水泥接触进行。
在一些实施方案中，地下地层包括含有水泥护套的井眼。
在一些实施方案中，形成密封剂在下列各项中的至少一个中进行：微环状空间和水泥护套中的裂缝。
在一些实施方案中，形成所述密封剂防止或延缓井眼液向所述地下地层中或地层流体向所述井眼中的不希望的漏失或流动。
在一些实施方案中，所述马来酸酐共聚物或其盐和所述聚氮丙啶交联剂或其盐在放置在所述井眼中的适当位置之前保持未交联状态。
在一些实施方案中，所述提供包括将所述组合物自上而下地沿环状空间向下挤压。
在一些实施方案中，提供包括将所述组合物注入井下。
在一些实施方案中，形成密封剂包括一致性控制、井眼封堵和废弃、或热井眼隔离凝胶体系。
在第二总体方面中，本申请提供一种用于处理地下地层的组合物，所述组合物包含：
马来酸酐共聚物或其盐，所述马来酸酐共聚物包含：
重复单元I和II：
其中每个R1独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组，并且每个R2独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组；和
至少一个水解重复单元，所述水解重复单元选自重复单元III和IV：
其中每个R5独立地选自-OH和NH2；
聚氮丙啶交联剂或其盐，所述聚氮丙啶交联剂包含至少两个氮丙啶部分；和
凝胶时间控制剂。
在一些实施方案中，组合物包含水性载体溶剂。
在一些实施方案中，凝胶时间控制剂加速或延缓在不存在固化水泥的情况下由马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂形成凝胶。
在一些实施方案中，凝胶时间控制剂选自由下列各项组成的组：柠檬酸、磷酸三钠和它们的组合。
第一和第二总体方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物的盐是铵盐、碱金属盐或碱土金属盐。
在一些实施方案中，每个R1是H，并且每个R2独立地选自由-H、-OCH3和-CH3组成的组；或
每个R2是H，并且每个R1独立地选自由-H、-OCH3和-CH3组成的组。
在一些实施方案中，重复单元I具有以下式：
在一些实施方案中，聚氮丙啶交联剂具有以下式：
或其盐，其中：
L1和L2在每次出现时各自独立地选自由下列各项组成的组：-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-C1-6亚炔基-、-(O-C1-4亚烷基)p-、-(C1-4亚烷基-O-)p-、-O-、-S-、NH-和-C(＝O)-，其中所述-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-C1-6亚炔基-和-C1-4亚烷基-各自被独立地选自由下列各项组成的组的1、2或3个取代基任选取代：-卤素、-CN、-OH、-C1-3烷基、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-氨基、-C1-3烷基氨基和-二(C1-3烷基)氨基；
每个R3选自由下列各项组成的组：-H、-C1-6烷基、-C1-6烯基、-C1-6炔基、-卤素、-CN、-OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-氨基、-C1-3烷基氨基、-二(C1-3烷基)氨基、-(O-C1-4亚烷基)p-H和-(C1-4亚烷基-O-)p-C1-6烷基；
每个R4选自由下列各项组成的组：
其中(a)和(b)中的每一个被独立地选自由下列各项组成的组的1、2、3或4个取代基任选取代：卤素、CN、OH、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、-C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷基和C1-3卤代烷氧基；
p在每次出现时独立地是0至40的整数；
x和y在每次出现时各自独立地是0至10的整数；
m是2至4的整数；并且
n是0至4的整数；
条件是m和n的总和是4。
在一些实施方案中：
m是3并且n是1；
x是1并且L1选自由下列各项组成的组：-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-(O-C1-3亚烷基)p-和-(C1-3亚烷基-O-)p-；
每个p是1至20的整数；
R3选自由下列各项组成的组：H、-C1-3烷基、-OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-(O-C1-3亚烷基)p-H和-(C1-3亚烷基-O-)p-C1-3烷基；
每个y是0至5的整数，并且每个L2独立地选自C1-4亚烷基-、-O-、NH-和-C(＝O)-；并且
每个R4选自由下列各项组成的组：
其中(a)和(b)中的每一个被独立地选自由下列各项组成的组的1或2个取代基任选取代：-C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷基和C1-3卤代烷氧基。
在一些实施方案中，聚氮丙啶交联剂是以下式的化合物：
或其盐。
在一些实施方案中，相对于马来酸酐共聚物的量，在组合物中的聚氮丙啶交联剂的量在约0.1重量％至约20重量％的范围内。
在一些实施方案中，组合物的pH在约5至约9的范围内。
在一些实施方案中，组合物的粘度为约80cP至约120cP。
在一些实施方案中，相对于组合物的重量，在组合物中的马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合量在约10重量％至约30重量％的范围内。
在一些实施方案中，组合物包含胺交联剂。
在一些实施方案中，胺交联剂选自由下列各项组成的组：多胺、聚乙烯亚胺和它们的组合。
在一些实施方案中，胺交联剂是四亚乙基五胺(TEPA)。
在一些实施方案中，组合物在约70℉具有小于约1.5小时的凝胶时间。
在一些实施方案中，组合物在约40℉具有小于约3小时的凝胶时间。
除非另外定义，在本文中使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。在本文中描述了用于在本申请中使用的方法和材料；也可以使用在本领域中已知的其他适合的方法和材料。材料、方法和实例仅是说明性的，而并非预期是限制性的。在本文中提及的所有出版物、专利申请、专利、序列、数据库条目和其他参考文献通过引用整体结合。在相抵触的情况下，将会以本说明书(包括定义)为准。
根据以下详细描述并且根据权利要求，本申请的其他特征和优点将会是显而易见的。
详细描述
在水泥护套内和周围的裂缝和微环状空间可能导致不需要的水、储层液体或可以行进至表面的来自地层的气体的环形流入。这会造成已经被封堵的井的泄漏，或者导致在生产井中的环形压力积累，这之后可能需要关井直到修复，以防止套管坍塌或井眼故障。泄漏的井造成昂贵的环境隐患，并且将生产井限制或关井具有在一些情况中可以到达每井每年数十亿美元的重大财务影响。
本申请提供一种用于密封这样的微裂缝和环状空间的树脂组合物，以防止不需要的流动并且使井返回至期望的安全且有益的状态。在本文中描述的水系流体组合物被设计用于向微裂缝和环状空间中可能的最深渗透，以针对不需要流体流动提供最佳的密封。这些处理液是在泵送阶段期间不含固体的并且具有低粘度，并且在期望温度展现出快速、近似直角的固化。在一个实例中，水溶性处理组合物含有可以与聚氮丙啶交联剂交联的树脂以提供可以被调节以满足运行需要的可控的凝胶时间。实例将会是被设计用于在120℉条件下实现一小时内的凝胶固化时间的树脂体系。取决于配制物，对于40℉至200℉的施用温度来说，可以实现1-2小时的合理凝胶时间。在本文中描述了所述组合物以及制造所述组合物和使用所述组合物处理地下地层的方法的实施方案。
定义
如在本文中使用的，术语“约”和“大约”在某些实施方案可以被定义为指示值的正或负10％。
如在本文中使用的，术语“化合物”可以包括给定或描绘的结构的所有立体异构体、几何异构体、互变异构体和同位素。除非另外指定，通过名称或结构表示为一种具体互变异构形式的在本文中的化合物意在包括其他互变异构形式。
在整个定义中，术语“Cn-m”表示包括端点在内的范围，其中n和m是整数并且表示碳原子数。实例包括C1-4、C1-6等。
如在本文中使用的，短语“任选取代”意指未取代的或取代的。如在本文中使用的，术语“取代的”意指氢原子被移除并且被取代基代替。应该理解的是，在给定原子处的取代受化合价限制。
如在本文中使用的，单独或与其他术语组合使用的术语“Cn-m烷基”是指具有n至m个碳的、可以为直链(线性)或支链的一价饱和烃基。烷基部分的实例包括，但不限于，化学基团如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基；高级同系物如2-甲基-1-丁基、正戊基、3-戊基、正己基、1,2,2-三甲基丙基等。在一些实施方案中，烷基含有1至6个碳原子、1至4个碳原子、1至3个碳原子或1至2个碳原子。
如在本文中使用的，术语“Cn-m亚烷基”意指仅含有碳原子和氢原子的二价饱和支链或直链(线性)化学基团，如亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚异丁基、亚仲丁基、亚叔丁基、亚正戊基、亚异戊基、亚仲戊基和亚新戊基。亚烷基可以是未取代的或被一个或多个取代基取代的。在一些实施方案中，亚烷基包含1至9个碳原子(例如，1至6个碳原子、1至4个碳原子或1至2个碳原子)。
如在本文中使用的，“Cn-m烯基”是指具有一个或多个碳-碳双键并且具有n至m个碳的烷基。实例烯基包括，但不限于，乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、仲丁烯基等。在一些实施方案中，烯基部分含有2至6、2至4或2至3个碳原子。术语“Cn-m亚烯基”是指二价烯基。
如在本文中使用的，“Cn-m炔基”意指仅含有碳和氢、含有n至m个碳原子并且含有至少一个碳-碳三键的直链或支链化学基团，如乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基等。在多个实施方案中，炔基可以是未取代的或被一个或多个取代基取代的。通常，炔基将会包含2至9个碳原子(例如，2至6个碳原子、2至4个碳原子或2个碳原子)。术语“Cn-m亚炔基”是指二价炔基。
如在本文中使用的，单独或与其他术语组合使用的术语“Cn-m烷氧基”是指式-O-Cn-m烷基的基团，其中烷基含有n至m个碳原子。示例性的烷氧基包括，但不限于，甲氧基、乙氧基、丙氧基(例如，正丙氧基和异丙氧基)、丁氧基(例如，正丁氧基和叔丁氧基)等。在一些实施方案中，烷氧基具有1至6、1至4或1至3个碳原子。
如在本文中使用的，“卤素”是指卤素原子如F、Cl、Br或I。在一些实施方案中，卤素是F、Cl或Br。在其他实施方案中，卤素是F、Cl或I。在其他实施方案中，卤素是F、I或Br。
如在本文中使用的，单独或与其他术语组合使用的术语“Cn-m卤代烷基”是指具有可以相同或不同的一个卤素原子至2s+1个卤素原子的烷基，其中“s”是在烷基中的碳原子数，其中烷基具有n至m个碳原子。在一些实施方案中，卤代烷基是仅氟化的。在一些实施方案中，烷基具有1至6、1至4或1至3个碳原子。
如在本文中使用的，“Cn-m卤代烷氧基”是指具有n至m个碳原子的式-O-卤代烷基的基团。实例卤代烷氧基是OCF3。在一些实施方案中，卤代烷氧基是仅氟化的。在一些实施方案中，烷基具有1至6、1至4或1至3个碳原子。
如在本文中使用的，术语“Cn-m烷基氨基”是指式-NH(烷基)的基团，其中烷基具有n至m个碳原子。在一些实施方案中，烷基具有1至6、1至4或1至3个碳原子。烷基氨基的实例包括，但不限于，N-甲基氨基、N-乙基氨基、N-丙基氨基(例如，N-(正丙基)氨基和N-异丙基氨基)、N-丁基氨基(例如，N-(正丁基)氨基和N-(叔丁基)氨基)等。
如在本文中使用的，术语“二Cn-m烷基氨基”是指式N(烷基)2的基团，其中每个烷基独立地具有n至m个碳原子。在一些实施方案中，每个烷基具有1至6、1至4或1至3个碳原子。二烷基氨基的实例包括，但不限于，N,N-甲基乙基氨基、N,N-二乙基氨基、N,N-丙基乙基氨基、N,N-丁基异丙基氨基等。
如在本文中使用的术语“氨基”是指NH2基团。在一些实施方案中，术语“氨基”也指相应的铵离子盐。
如在本文中使用的术语“羧基”是指-C(＝O)O-基团。在一些实施方案中，羧基是质子化的。
如在本文中使用的术语“溶剂”是指可以溶解固体的液体、其他液体或气体。溶剂的非限制性实例是有机硅、有机化合物、水、醇、离子液体和超临界流体。
如在本文中使用的术语“数均分子量”是指在样品中的个体分子的分子量的常规算术平均值。其被定义为在样品中的所有分子的总重量除以在样品中的分子的总数量。在实验中，借助公式Mn＝ΣMini/Σni，通过分析分为具有ni个分子量Mi的分子的物种i的分子量分数的样品，确定数均分子量(Mn)。可以通过多种公知的方法测量数均分子量，包括凝胶渗透色谱、光谱学端基分析和渗透压测定(osmometry)。如果未指定，则在本文中描述的聚合物的分子量是数均分子量。
如在本文中使用的术语“重均分子量”是指Mw，其等于ΣMi 2ni/ΣMini，其中ni是分子量为Mi的分子的数量。在各种实例中，可以使用光散射、小角度中子散射、X射线散射和沉降速度确定重均分子量。
如在本文中使用的术语“室温”是指约15摄氏度(℃)至约28℃的温度。
如在本文中使用的术语“标准温度和压力”是指20℃和101千帕斯卡(kPa)。
如在本文中使用的，“聚合度”是在聚合物中重复单元的数量。
如在本文中使用的，术语“聚合物”是指具有至少一种重复单元的至少一百个单元的分子并且可以包括共聚物。
如在本文中使用的术语“共聚物”是指包括至少两种不同重复单元的聚合物。共聚物可以包括任何适合数量的重复单元。
如在本文中使用的术语“井下”是指在地表以下，如在井眼内或与井眼流体连接的位置。
如在本文中使用的，术语“钻井液”是指在井下钻井操作中如在井眼形成期间使用的流体、浆液或泥浆。
如在本文中使用的，术语“增产液”是指在可以增加井产量的井的增产活动(包括射孔活动)期间在井下使用的流体或浆液。在一些实例中，增产液可以包括压裂液或酸化液。
如在本文中使用的，术语“排液液”是指在井的排液活动(如用于从地下地层移除阻塞想要的材料流动的材料的任何处理)期间在井下使用的流体或浆液。在一个实例中，排液液可以是酸化处理，以移除通过一种或多种射孔处理形成的材料。在另一个实例中，可以使用排液液移除滤饼。
如在本文中使用的，术语“压裂液”是指在压裂操作期间在井下使用的流体或浆液。
如在本文中使用的，术语“解卡液(spotting fluid)”是指在解卡操作期间在井下使用的流体或浆液，并且可以是设计用于井下区域的定域处理的任何流体。在一个实例中，解卡液可以包括用于井眼的特定区段的处理的堵漏材料，例如密封井眼中的裂缝并防止下垂。在另一个实例中，解卡液可以包括控水材料。在一些实例中，解卡液可以设计用于释放钻井或提取设备的卡住部件，可以用钻井润滑剂减少扭矩和拖曳，防止差压卡钻，促进井眼稳定性，并且可以帮助控制泥浆重量。
如在本文中使用的，术语“完井液”是指在井的完井阶段期间在井下使用的流体或浆液，包括固井(cementing)组合物。
如在本文中使用的，术语“补救处理液”是指为了井的补救处理而在井下使用的流体或浆液。补救处理可以包括设计用于增加或维持井的生产率的处理，如增产或排液处理。
如在本文中使用的，术语“废弃液”是指在井的废弃阶段期间或之前在井下使用的流体或浆液。
如在本文中使用的，术语“酸化液”是指在酸化处理期间在井下使用的流体或浆液。在一个实例中，在排液操作中使用酸化液，以移除阻塞想要的材料的流动的材料，如在射孔操作期间形成的材料。在一些实例中，酸化液可以用于损害移除。
如在本文中使用的，术语“固井液”是指在井的注固井操作期间使用的流体或浆液。例如，固井液可以包括水泥和水泥窑粉尘中的至少一种的水性混合物。在另一个实例中，固井液可以包括可固化的树脂材料，如处于至少部分未固化状态的聚合物。
如在本文中使用的，术语“控水材料”是指与井下水性材料相互作用的固体或液体材料，使得疏水材料可以更容易地行进到地面并使得亲水材料(包括水)更不容易行进到地面。控水材料可以用于处理井，从而如通过选择性地将产水的地下地层和井眼之间的材料粘合在一起，同时仍然允许产烃的地层保持输出，来导致采出的水的比例下降并导致采出的烃的比例上升。
如在本文中使用的，术语“封隔液”是指可以置于在封隔器井上的在井的环状空间区域(在油管和外套管之间)中流体或浆液。在各种实例中，封隔液可以提供静水压力，以降低密封元件两端的压差，降低井眼和套管上的压差以防止挤毁，并且保护金属和弹性体不受腐蚀影响。
如在本文中使用的，术语“流体”是指液体和凝胶，除非另外指明。
如在本文中使用的，术语“地下材料”或“地下地层”是指任何在地表以下的、包括在海底地表以下的材料。例如，地下地层或材料可以是井眼的任何区段和地下采出石油或水的地层的任何区段或与井眼接触的流体中的区域。将材料置于地下地层中可以包括使材料与井眼的任何区段或与任何与其流体接触的地下区域接触。地下材料可以包括任何置于井眼中的材料，如水泥、钻轴、衬管、油管、套管或筛子；将材料置于地下地层中可以包括与这样的地下材料接触。在一些实例中，地下地层或材料可以是任何可以采出液体或气体石油材料、水的地下区域或任何与其流体接触的地下区段。例如，地下地层或材料可以是以下各项中的至少一种：需要压裂的区域，裂缝或裂缝周围的区域，和流路或流路周围的区域，其中裂缝或流路可以任选地直接或通过一个或多个裂缝或流路与地下产出石油或水的区域流体连接。
如在本文中使用的，“地下地层的处理”可以包括任何涉及从地下采出石油或水的地层或区域提取水或石油材料的活动，例如，包括钻井、增产、水力压裂、排液、酸化、完井、注水泥、补救处理、废弃等等。
如在本文中使用的，在井下的“流路”可以包括两个地下位置通过其流体连接的任何适合的地下流路。流路可以对石油或水来说足以从一个地下位置流到井眼或反之亦然。流路可以包括以下各项中的至少一种：水力压裂，和筛子两端、砾石充填两端、支撑剂(包括跨过树脂结合的支撑剂或沉积在裂缝中的支撑剂)两端和砂两端的流体连接。流路可以包括流体可以流动通过的天然地下通路。在一些实施方案中，流路可以是水源并且可以包括水。在一些实施方案中，流路可以是石油源并且可以包括石油。在一些实施方案中，流路可以足以使水、井下液或采出的烃中的至少一种从井眼、裂缝或与其连接流路转移。
如在本文中使用的，“载体液”是指用于与一种或多种材料一起悬浮、溶解、混合或乳化以形成组合物的任何适合的流体。例如，载体液可以是以下各项中的至少一种：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、二甘醇甲醚、乙二醇丁醚、二甘醇丁醚、丁基缩水甘油醚、碳酸丙二酯、D-柠檬烯、C2-C40脂肪酸C1-C10烷基酯(例如，脂肪酸甲酯)、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、石油分馏蒸馏产物(例如，柴油、煤油、石脑油等)、矿物油、烃油、包括芳族碳-碳键的烃(例如，苯、甲苯)、包括α烯烃的烃、二甲苯、离子液体、甲基乙基酮、草酸、马来酸或琥珀酸的酯、甲醇、乙醇、丙醇(异或正的)、丁醇(异、叔或正的)、脂族烃(例如，环己酮、己烷)、水、卤水、产出水、返排水、微咸水和海水。流体可以占组合物或包含其的混合物的约0.001重量百分数(重量％)至约99.999重量％，或约0.001重量％以下、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％以上。
用于处理地下地层的组合物
在本公开中提供了一种组合物，其包含含有至少一个水解重复单元的马来酸酐共聚物和含有至少两个氮丙啶部分的聚氮丙啶交联剂。在一些实施方案中，组合物包含载体液如水性载体液。在一些实施方案中，组合物还包含至少一种额外交联试剂如胺交联剂(例如，四亚乙基五胺(TEPA))。在一些实施方案中，组合物还包含至少一种额外成分如凝胶时间控制剂。
稍后描述马来酸酐共聚物、聚氮丙啶、额外交联试剂、额外成分和载体液的某些实施方案。
可交联树脂
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物包含重复单元I和II：
每个R1独立地选自由-H、-O(C1-C5)烷基和-(C1-C5)烷基组成的组。每个R2独立地选自由-H、-O(C1-C5)烷基和-(C1-C5)烷基组成的组。马来酸酐共聚物还包含至少一个水解重复单元，所述水解重复单元选自重复单元III和IV：
每个R5独立地选自-OM和NH2，条件是R5中的至少一个是NH2；并且M是H、碱金属或碱土金属离子或铵离子。
在一些实施方案中，本公开提供水解马来酸酐共聚物的盐，如铵盐、碱金属盐或碱土金属盐。在这些实施方案的一些方面中，在水解重复单元III或IV的羧基的阴离子和铵阳离子(NH4 +)、碱金属阳离子或碱土金属阳离子之间形成盐。碱金属阳离子的适合的实例包括Na+和K+。碱土金属阳离子的适合的实例包括Mg2+和Ca2+。
在一些实施方案中，重复单元IV具有分别如下所示的式IVA和IVB：
可以通过重复单元II与水的反应形成“水解”重复单元III和IV，例如如下：
在另一个实例中，可以通过使包含重复单元I和II的马来酸酐共聚物暴露于氢氧化钠溶液来制备水解马来酸酐共聚物。参照稍前的反应方案，暴露于氢氧化钠溶液可以将马来酸酐官能团的一部分水解以提供1,2-二羧酸重复单元III，例如其钠盐。也可以使用其他适合的碱性溶液将马来酸酐共聚物的马来酸酐重复单元II的至少一部分水解。在一个实例中，可以通过增加在水解反应中使用的氢氧化钠的当量或增加反应时间或二者来增加重复单元III与II的比例。备选地，可以使用酸催化水解由在马来酸酐共聚物中存在的马来酸酐重复单元II的至少一部分制备1,2-二羧酸重复单元III。
当式IV的水解重复单元具有式IVA或IVB时，重复单元可以称为“氨解”重复单元，并且可以通过使式II的重复单元与氢氧化铵反应得到。例如，可以如下得到式IVA的重复单元：
在这个实例中，暴露于氢氧化铵溶液使马来酸酐官能团的一部分水解和氨解以提供重复单元III和IV(羧酸重复单元和含有羧酸和酰胺基团的重复单元)。可以通过增加在水解反应(例如，水解/氨解)中使用的氢氧化铵的当量或增加反应时间或二者来增加重复单元IV与II的比例。
在一些实施方案中，在马来酸酐共聚物中的至少一个水解重复单元包括重复单元III。
在一些实施方案中，重复单元III与重复单元II的比例为约1:10至约10:1。例如，重复单元III与重复单元II的比例可以为约8:1至约1:8、约6:1至约1:6、约4:1至约1:4、约2:1至约1:2或约10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1，4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。在一些实施方案中，重复单元III与重复单元II的比例为约1:2。在一些实施方案中，重复单元III与重复单元II的比例为约2:1。
在一些实施方案中，在马来酸酐共聚物中的至少一个水解重复单元包括重复单元IV。
在一些实施方案中，重复单元IV与重复单元II的比例为约1:10至约10:1。例如，重复单元IV与重复单元II的比例可以为约8:1至约1:8、约6:1至约1:6、约4:1至约1:4、约2:1至约1:2或约10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1，4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。在一些实施方案中，重复单元IV与重复单元II的比例为约1:2。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物包含重复单元III和IV。在这样的共聚物中，重复单元III与重复单元II的比例可以为约1:10至约10:1，并且重复单元IV与重复单元II的比例可以为约1:10至约10:1。例如，重复单元III与重复单元II的比例可以为约8:1至约1:8、约6:1至约1:6、约4:1至约1:4、约2:1至约1:2或约10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1，4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10，并且重复单元IV与重复单元II的比例可以为约8:1至约1:8、约6:1至约1:6、约4:1至约1:4、约2:1至约1:2或约10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。
在一些实施方案中，在单元I中的每个R1独立地选自由-H、-OCH3和-CH3组成的组，并且每个R2独立地选自由-H、-OCH3和-CH3组成的组。在这样的实施方案的一个实例中，每个R1可以是H，并且每个R2可以独立地选自由-H、-OCH3和-CH3组成的组。
在一些实施方案中，重复单元I选自由下列各项组成的组：
以及它们的组合。
例如，重复单元I可以具有以下结构：
在一些实施方案中，重复单元I具有以下结构：
在一些实施方案中，重复单元I和单元II、III或IV中的任一个的分布可以是交替的、无规的或在嵌段中，在这种情况中，得到的共聚物分别称为交替、无规或嵌段共聚物。在一个实施方案中，共聚物是交替共聚物，具有交替的重复单元I和重复单元II、III或IV中的任一个。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物包含式V的至少一个重复单元：
或其盐。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物包含式VI的至少一个重复单元：
或其盐。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物包含式VI的至少一个重复单元：
或其盐。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物或其盐包含以下重复单元：
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物或其盐包含以下重复单元：
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物或其盐包含以下重复单元：
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物或其盐包含以下重复单元：
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物或其盐包含以下重复单元：
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物或其盐包含以下重复单元：
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物具有约10,000道尔顿(Da)至约500,000Da的重均分子量。例如，马来酸酐共聚物可以具有约10,000-100,000Da、约20,000-90,000Da、约30,000-70,000Da、约40,000-60,000Da的重均分子量，或约45,000-55,000Da的重均分子量，或约10,000Da、20,000Da、30,000Da、40,000Da、50,000Da、60,000Da、70,000Da、80,000Da、90,000Da或约100,000Da的重均分子量。马来酸酐共聚物可以具有约100,000-500,000Da、约200,000-400,000Da、约250,000-350,000Da的重均分子量或约100,000Da、150,000Da、200,000Da、250,000Da、300,000Da、350,000Da、400,000Da、450,000Da或约500,000Da的重均分子量。马来酸酐共聚物可以具有约50,000Da的重均分子量。马来酸酐共聚物具有约300,000Da的重均分子量。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物具有约10,000Da至约500,000Da的数均分子量。例如，马来酸酐共聚物可以具有约10,000-100,000Da、约20,000-90,000Da、约30,000-70,000Da、约40,000-60,000Da的数均分子量，或约45,000-55,000Da的数均分子量，或约10,000Da、20,000Da、30,000Da、40,000Da、50,000Da、60,000Da、70,000Da、80,000Da、90,000Da或约100,000Da的数均分子量。马来酸酐共聚物可以具有约100,000-500,000Da、约200,000-400,000Da、约250,000-350,000Da的数均分子量或约100,000Da、150,000Da、200,000Da、250,000Da、300,000Da、350,000Da、400,000Da、450,000Da或约500,000Da的数均分子量。马来酸酐共聚物可以具有约50,000Da的数均分子量。马来酸酐共聚物具有约300,000Da的数均分子量。
适合的马来酸酐共聚物的实例包括来自Kuraray公司(东京，日本)的
聚合物，来自霍尼韦尔(Honeywell)公司(美国)的乙烯-马来酸酐共聚物和丙烯-马来酸酐共聚物，以及来自Vertellus(西班牙)的
共聚物。在一些实施方案中，马来酸酐共聚物是酰胺-铵类型的
共聚物，如
104或
110。
聚氮丙啶交联剂
在一些实施方案中，组合物含有聚氮丙啶交联剂，其能够与在马来酸酐共聚物内的水解重复单元化学反应，从而使共聚物的重复单元共价交联。
在一些实施方案中，在含有可交联马来酸酐共聚物的组合物中的聚氮丙啶交联剂是以下式的化合物：
或其盐。
每个L1和L2在每次出现时独立地是-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-C1-6亚炔基-、-(O-C1-4亚烷基)p-、-(C1-4亚烷基-O)p-、-(S-C1-4亚烷基)p-、-(C1-4亚烷基-S)p-、-(NH-C1-4亚烷基)p-、-(C1-4亚烷基-NH)p-、-O(C＝O)C1-4亚烷基)p-或-(C1-4亚烷基-(C＝O)O)p-。在一些实施方案中，L1或L2的-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-C1-6亚炔基-和-C1-4亚烷基中的每一个被1、2或3个取代基任选取代。这些取代基中的每一个独立地是-卤素、-CN、-OH、-C1-3烷基、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-氨基、-C1-3烷基氨基或-二(C1-3烷基)氨基。
每个R3选自由下列各项组成的组：-H、-C1-6烷基、-C1-6烯基、-C1-6炔基、-NH2、-卤素、-CN、-OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-氨基、-C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、-(O-C1-4亚烷基)p-H和-(C1-4亚烷基-O-)p-C1-6烷基。
每个R4独立地是氮丙啶部分(a)或(b)，如下所示：
在一些实施方案中，(a)和(b)中的每一个被1、2、3或4个取代基任选取代。(a)或(b)的这些任选的取代基中的每一个独立地是卤素、CN、OH、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、-C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷基或C1-3卤代烷氧基。
“p”在每次出现时独立地是0至40的整数(例如，10、20、30或40)；“x”在每次出现时独立地是0至10的整数(例如，0、1、2、3、4、5或6)；“y”在每次出现时独立地是0至10的整数(例如，0、1、2、3、4、5或6)；“m”是2至4(例如，2、3或4)的整数；并且“n”是0至2的整数(例如，0、1或2)；条件是m和n的总和是4。
在一些实施方案中，L1选自由下列各项组成的组：-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-(O-C1-3亚烷基)p-和-(C1-3亚烷基-O-)p-。
在一些实施方案中，p是0至30、0至20或0至10的整数。在其他实施方案中，p是1至40、1至30、1至20或1至10的整数。
在一些实施方案中，x是1、2或3。
在一些实施方案中，x是1。在这些实施方案的一些方面中，L1是-C1-6亚烷基-，并且R3是NH2、OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷氧基或聚乙二醇(PEG)部分。在这些实施方案的其他方面中，R3是H。
在一些实施方案中，当x是3时，L1在第一次出现时是-C1-6亚烷基-，L1在第二次出现时是-NH-，L1在第三次出现时是-C(＝O)-，并且式(L1)x的部分是-C1-6亚烷基-NH(C＝O)-或-(C＝O)NH-C1-6亚烷基-。在这个实例中，R3可以是-C1-6烷基、-OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-氨基、-C1-3烷基氨基或-二(C1-3烷基)氨基。R3也可以是式-(O-C1-4亚烷基)p-H的基团，或式-(C1-4亚烷基-O-)p-C1-6烷基的基团，如聚乙二醇(PEG)基团或聚丙二醇(PPG)基团。
在一些实施方案中，每个R3独立地是H、-NH2、-C1-3烷基、-OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-(O-C1-3亚烷基)p-H或-(C1-3亚烷基-O-)p-C1-3烷基。
在一些实施方案中，y是0至5的整数(例如，y是0、1、2、3、4或5)。
在一些实施方案中，当y是4时，L2在第一次出现时是-C1-6亚烷基-，L2在第二次出现时是-O-，L2在第三次出现时是-C(＝O)-，L2在第四次出现时是-C1-6亚烷基-，并且式(L2)y的部分是-C1-6亚烷基-O(C＝O)-C1-6亚烷基-或-C1-6亚烷基-(C＝O)O-C1-6亚烷基-。
在一些实施方案中，每个L2独立地是-C1-4亚烷基-、-O-、NH-或-C(＝O)-。
在一些实施方案中，n是2并且m是2。在其他实施方案中，n是1并且m是3。在另外其他实施方案中，n是0并且m是4。
在一些实施方案中，在聚氮丙啶交联剂中的每个R4是式(a)的氮丙啶基团：
在一些实施方案中，在聚氮丙啶交联剂中的每个R4是式(b)的氮丙啶基团：
聚氮丙啶交联剂含有至少两个R4基团。在一些实施方案中，在交联剂中的所有R4基团都具有式(a)。在其他实施方案中，在交联剂中的所有R4基团都具有式(b)。在另外其他实施方案中，在交联剂中的R4基团之一具有式(a)，并且在交联剂中的其余R4基团具有式(b)。在另外其他实施方案中，在交联剂中的R4基团之一具有式(b)，并且在交联剂中的其余R4基团具有式(a)。
在一些实施方案中，(a)和(b)中的每一个被1或2个取代基任选取代。在这些实施方案的一些方面中，这些任选的取代基中的每一个可以是C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷基或C1-3卤代烷氧基。
在一些实施方案中，聚氮丙啶交联剂是以下式的化合物：
或其盐，其中y、L1、L2和R3是如稍前描述的。
在一些实施方案中，聚氮丙啶交联剂是以下式的化合物：
或其盐，其中y、L1、L2和R3是如稍前描述的。
在一些实施方案中，聚氮丙啶交联剂是以下化合物中的任一种：
(CAS登录号57116-45-7)；
(CAS登录号52234-82-9)；
(CAS登录号64265-57-2)。
在一些实施方案中，聚氮丙啶是水溶性的。在一些实施方案中，可交联共聚物和聚氮丙啶二者都是水溶性的。可商购的聚氮丙啶的实例包括可从美国新泽西Polyaziridine,LLC.Medford获得的PZ-28和PZ-33，来自上中国上海海浩登材料股份有限公司(ShanghaiHoldenchem CO,Ltd)的HD-105，来自荷兰DSM Coating Resins,LLc的交联剂CX-100，以及可从意大利ichemco Co获得的Xama 7。
交联反应产物
组合物还可以包含马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的反应产物。在一些实施方案中，这种交联反应的产物是凝胶(例如，包含反应产物的组合物是凝胶)。在一些实施方案中，交联反应在马来酸酐共聚物的至少两个水解重复单元和聚氮丙啶交联剂之间进行。在这些实施方案的一些方面中，交联反应在共聚物的至少两个水解重复单元的羧基和多官能交联剂的至少两个氮丙啶基团之间进行。例如，在共聚物和聚氮丙啶交联剂之间的交联反应如在以下方案中所示进行：
参照反应方案，在交联剂中的氮丙啶部分与水解重复单元的羧基反应，形成酯产物。多官能交联剂的其余氮丙啶环可以进一步与相同水解重复单元的羧基反应，或者与在马来酸酐共聚物内的不同水解重复单元的羧基反应，从而形成交联网络。在一些实施方案中，在马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联试剂之间的交联反应的产物的存在有助于组合物成为凝胶。在一些实施方案中，当组合物是凝胶时，在组合物中的聚氮丙啶交联剂的总量的至少约10％、约25％、约50％、约75％或约100％已经与马来酸酐共聚物的水解重复单元反应。
在一些实施方案中，形成凝胶的交联反应可以在范围为约30℉至约200℉、约35℉至约150℉、约40℉至约120℉、约40℉至约100℉或约40℉至约70℉的温度进行。例如，形成凝胶的交联反应可以在约30℉、约35℉、约40℉、约45℉、约50℉、约60℉、约70℉、约80℉或约100℉进行。在一些实施方案中，交联反应可以在可变温度进行，例如在从约40℉上升至约70℉或从约70℉上升至约100℉的温度。
在一些实施方案中，组合物在约70℉具有小于约24小时的凝胶时间。例如，以组合物的重量计，当马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂为约1％至约5％、约5％至约10％、约10％至约20％或约20％至约30％时，组合物可以在约70℉具有小于约24小时的凝胶时间。以组合物的重量计，当马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂为约10％至约20％并且载体液是水性的(例如，钻井液)时，组合物可以在约70℉具有小于约24小时的凝胶时间。在一些实施方案中，组合物可以在约70℉具有小于约24小时、小于约20小时、小于约12小时、小于约8小时、小于约6小时、小于约4小时、小于约2小时或小于约l小时30分钟(1.5小时)的凝胶时间。在一些实施方案中，组合物可以在约70℉具有大于约1分钟、大于约2分钟、大于约5分钟、大于约10分钟、大于约15分钟或大于约20分钟的凝胶时间。例如，组合物可以在约70℉具有约25分钟、约30分钟、约35分钟、约40分钟、约1小时、约1小时10分钟或约1小时25分钟的凝胶时间。
在一些实施方案中，组合物在约40℉具有小于约24小时的凝胶时间。例如，以组合物的重量计，当马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂为约1％至约5％、约5％至约10％、约10％至约20％或约20％至约30％时，组合物可以在约40℉具有小于约20小时的凝胶时间。以组合物的重量计，当马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂为约10％至约20％并且载体液是水性的(例如，钻井泥浆或球粒(pill))时，组合物可以在约40℉具有小于约18小时的凝胶时间。在一些实施方案中，组合物可以在约40℉具有小于约24小时、小于约20小时、小于约12小时、小于约8小时、小于约6小时、小于约4小时、小于约4小时或小于约2小时的凝胶时间。在一些实施方案中，组合物可以在约40℉具有大于约1分钟、大于约2分钟、大于约5分钟、大于约10分钟、大于约15分钟、大于约20分钟、大于30分钟、大于45分钟、大于1小时或大于1小时30分钟的凝胶时间。例如，组合物可以在约40℉具有约25分钟、约30分钟、约35分钟、约40分钟、约1小时、约1小时10分钟或约1小时30分钟的凝胶时间。
在一些实施方案中，组合物在运行温度(例如，约30℉、约40℉、约50℉、约60℉、约70℉、约80℉、约100℉、约120℉、约150℉或约200℉或可变温度如从约40℉上升至约100℉的温度)具有在约1分钟至约4小时、约5分钟至约3小时、约10分钟至约2.5小时、约10分钟至约2小时或约10分钟至约1.5小时的范围内的凝胶时间。
在一些实施方案中，可以根据运行温度和运行需要调节组合物的凝胶时间，例如通过使用如稍前描述的凝胶时间控制剂和凝胶稳定剂。
在一些实施方案中，凝胶时间可以被定义为曲线(粘度相对于时间)的斜率急剧增加的时间。“坚硬凝胶”可以被定义为当从其容器中取出时保持其形状并且不变形的凝胶。“振铃凝胶(ringing gel)”可以被定义为当将含有凝胶的容器在硬质表面上轻轻地敲击时将会像音叉一样振动的凝胶。“唇形变(lipping)或较弱凝胶”可以被定义为当将容纳凝胶的容器倾斜时凝胶将会变形并且倾向于在倾斜的方向上弹性延伸的凝胶。
在一些实施方案中，包含交联反应产物的组合物可以形成密封剂(例如，密封剂凝胶)。在一些实施方案中，密封剂是坚硬凝胶、振铃凝胶或唇形变凝胶。
组合物中的可选的额外交联剂
在一些实施方案中，用于处理地下地层的组合物还包含额外交联剂，如胺交联剂或氨基硅烷交联剂或它们的组合。在一些实施方案中，胺交联剂包括下列各项中的至少一种：聚亚烷基亚胺、聚醚胺、聚亚烷基聚胺、脂肪胺、多官能脂肪胺、芳基烷基胺、杂芳基烷基胺、壳聚糖。例如，胺交联剂可以包括下列各项中的至少一种：聚乙烯亚胺、乙二胺、二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(TEPA)、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺、亚乙基亚丙基三胺、亚乙基二亚丙基四胺、二亚乙基亚丙基五胺、亚乙基三亚丙基五胺、二亚乙基二亚丙基五胺、三亚乙基亚丙基五胺、聚乙烯亚胺(例如，来自Nippon Shokubai的
来自BASF的LUPASOLTM、来自BASF的LUPAMINETM等)、聚(亚乙氧基)胺(例如，来自Huntsman公司的
EDR-148)和聚(亚丙基氧基)胺(例如，来自Huntsman公司的
T-403、来自BASF的聚醚胺T-5000)。此外，胺交联剂可以选自由聚乙烯亚胺、聚(亚乙氧基)胺和TEPA组成的组。在一些实施方案中，胺交联剂是聚醚胺。在一些实施方案中，胺交联剂是脂肪胺。在一些实施方案中，胺交联剂是TEPA。
适合的氨基硅烷交联剂包括具有至少一个单一伯胺基的氨基硅烷，如氨基烷氧基硅烷和氨基烷基氨基烷基烷氧基硅烷。适合的氨基烷氧基硅烷的实例包括氨基三烷氧基硅烷，如以下描绘的3-氨基丙基三乙氧基-硅烷、2-氨基乙基-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷和N1-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)-二亚乙基三胺。
3-氨基丙基三乙氧基硅烷
2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷
N1-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二亚乙基三胺。
载体液
在一些实施方案中，可以将载体液与含有可交联马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合物混合。
在一些实施方案中，载体液可以包括水、盐水、采出水、回流水、咸水、阿拉伯-D-盐水(Arab-D-brine)、海水或它们的组合。在一些实施方案中，可以在将包含马来酸酐共聚物、聚氮丙啶交联剂、任选的额外交联试剂和任选的额外成分如凝胶时间控制剂的组合物放置在地下地层中或将所述组合物与地下材料接触之前、期间或之后，将所述组合物与任何适合的井下液组合。在这些实施方案中，适合的井下液是载体液。例如，可以将组合物与在地表的井下液组合，并且之后可以将组合的组合物放置在地下地层中或与地下材料接触。备选地，可以将组合物注入至地下地层中以与井下液组合。井下液的适合的实例包括钻井液、增产液、压裂液、解卡液、排液液、完井液、补救处理液、废弃液、球粒、酸化液、固井液、封隔液或它们的组合。
钻井液，也被称为钻井泥浆或简称为“泥浆”，是在对井眼进行钻井时通过井眼循环以促进钻井操作的特别设计的流体。钻井液可以是水系的或油系的。钻井液可以从钻头以下和周围向上运送钻屑，将其输送至环状空间上，并且使它们分离。此外，钻井液可以使钻头冷却并且润滑，并且减少钻柱和孔的侧面之间的摩擦。钻井液帮助支持钻井管道和钻头，并且提供静水压头以维持井眼壁的完整性并且防止井喷。可以根据特定地理地层的特征选择特定的钻井液系统以优化钻井操作。可以将钻井液配制为防止地层流体从可透过的岩石的不期望的流入并且还形成临时密封被钻头穿透的孔、其他开口和地层的薄的、低透过性的滤饼。在水系钻井液中，固体粒子悬浮在含有其他组分的水或盐水溶液中。油或其他非水性液体可以在水或盐水中乳化或至少部分溶解(对于较低疏水性的非水性液体来说)，但是水是连续相。在一些实施方案中，可以将钻井液作为载体液与含有可交联马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合物混合。
球粒是用于实现常规钻井液不能完成的特定任务的相对少量(例如，小于约500油桶(bbl)或小于约200bbl)的钻井液。例如，球粒可以是高粘度球粒，例如用于帮助将钻屑从竖直井眼中提升出来。在另一个实例中，球粒可以是淡水球粒，例如用于将盐地层溶解。另一个实例是管道释放球粒，例如用于破坏滤饼并且降低差异粘着力。在另一个实例中，球粒是堵漏材料球粒，例如用于填塞漏失带(thief zone)。球粒可以包括在本文中描述的作为钻井液的组分的任何组分。在一些实施方案中，可以将球粒作为载体液与含有可交联马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合物混合。
可选的额外成分
在一些实施方案中，含有马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合物还包含额外组分。本领域技术人员理解的是，可以将添加剂分类在多于一个种类下。例如，可以认为磷酸氢钠是弱酸(即，磷酸)和强碱(即，氢氧化钠的盐)。其也是缓冲液，因为其具有可以起缓冲剂的作用酸和碱组分二者。相同的化合物也可以起钙沉淀剂的作用，因为在氢氧化钙或硅酸钙(二者均为固化水泥的组分)和磷酸氢钠之间的反应中形成的磷酸钙不溶于水。类似地，柠檬酸和有机碱如乙醇胺或无机碱如氢氧化钠或磷酸钠形成含有部分中和的柠檬酸的缓冲体系。得到的柠檬酸盐是钙螯合剂，以及在起缓冲体系的组分的作用时的钙沉淀剂。部分中和的柠檬酸还可以充当与在固化水泥中作为氢氧化钙存在的氢氧化物反应的试剂。
在一些实施方案中，组合物中的额外组分是凝胶时间控制剂。凝胶时间控制剂可以加速或延缓马来酸酐共聚物和聚氮丙啶的交联并且因此可以加速或延缓组合物的凝胶化。适合的凝胶时间控制剂包括当溶解在水中时得到碱性溶液的盐、当溶解在水时得到酸性溶液的盐、当溶解在水中时得到碱性溶液的不带电有机分子、当溶解在水中时得到酸性溶液的不带电有机分子(例如，柠檬酸)和pH缓冲剂。当溶解在水中时得到碱性溶液的盐和不带电有机分子，如六偏磷酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、四硼酸钠、磷酸三钠(TSP)(Na3PO4)、单乙醇胺、三乙醇胺和N,N-二甲基乙二胺，可以延缓组合物的凝胶时间(使凝胶化减速)。当溶解在水中时得到酸性溶液的盐和不带电有机分子，如氨基三(亚甲基膦酸)的五钠盐、酸式焦磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸氢钠和柠檬酸单钠，可以缩短组合物的凝胶时间(使凝胶化加速)。由布朗斯特酸和布朗斯特碱如柠檬酸和氢氧化钠或布朗斯特酸和路易斯碱如柠檬酸和单乙醇胺制备的缓冲液以及由路易斯酸和路易斯碱如硼酸和单乙醇胺制备的缓冲液可以延缓或加速组合物的凝胶时间。因此，可以用缓冲液配制组合物以实现适用于特定井下要求的凝胶时间。适合的布朗斯特酸的其他实例包括无机酸如盐酸、硫酸、磷酸和硝酸以及有机酸如酒石酸和苯磺酸、甲磺酸等。布朗斯特碱的其他实例包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化铵等。路易斯碱的其他实例包括二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺和二甲基氨基乙醇。在一些实施方案中，凝胶时间控制剂加速如稍后描述的交联反应并且因此加速由马来酸酐和聚氮丙啶交联剂形成凝胶。在这些实施方案的一些方面中，加速在不存在固化水泥的情况下进行。在这些实施方案的其他方面中，加速在存在固化水泥的情况下进行。在一些实施方案中，凝胶时间控制剂延缓如稍后描述的交联反应并且因此延缓由马来酸酐和聚氮丙啶交联剂形成凝胶。在这些实施方案的一些方面中，交联反应的延缓在不存在固化水泥的情况下进行。在这些实施方案的其他方面中，交联反应的延缓在存在固化水泥的情况下进行。
在一些实施方案中，组合物中的额外组分是凝胶稳定剂。也就是说，含有马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合物还包含凝胶稳定剂。凝胶稳定剂可以包括钙螯合剂、钙沉淀剂、pH缓冲剂、与氢氧化物反应的试剂或酸生成剂。酸生成材料的实例包括单体和聚合有机酯和酸酐。这样的材料的实例包括柠檬酸三乙酯、酒石酸二乙酯、聚(乳酸)和琥珀酸酐。在一些实施方案中，凝胶稳定剂引发组合物的可交联组分的交联，并且使组合物的凝胶稳定。
在一些实施方案中，凝胶稳定剂是通过弱酸和碱之间的反应形成的盐。碱可以是强碱或弱碱，有机碱或无机碱。在其他实施方案中，凝胶稳定剂是由弱有机酸和弱有机碱形成的缓冲溶液。这样的凝胶稳定剂的实例包括六偏磷酸钠、四硼酸钠(合成或矿物硼砂)、磷酸氢二钠、碳酸钠、磷酸钠、氨基三(亚甲基膦酸)的五钠盐以及乙醇胺和柠檬酸的溶液。
在一些实施方案中，含有马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合物还包含无机盐。以组合物的重量计，盐可以为约1％至约10％。盐可以选自NaCl、NaBr、KCl、KBr、CaCl2、MgCl2、NaNO3、KNO3、NaC2H3O2、KC2H3O2、NaCHO2、KCHO2或它们的组合。例如，盐可以选自由下列各项组成的组：NaCl、KCl以及它们的组合。
在一些实施方案中，组合物可以包含一种或多种有机溶剂。有机溶剂的适合的实例包括二丙二醇甲醚、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、碳酸亚丙酯、D-柠檬烯、C2-C40脂肪酸C1-C10烷基酯、2-丁氧基乙醇、乙酸丁酯、乙酸糠基酯、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、柴油、煤油、矿物油、包括内烯烃在内的烃、包括α烯烃在内的烃、二甲苯、离子液体、甲基乙基酮和环己酮。
除了马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂以外，组合物还可以包含增粘剂。增粘剂可以以任何适合的浓度存在，如与马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的浓度相比更高、更低或相等的浓度。增粘剂可以包括取代或未取代的多糖中的至少一种。增粘剂可以包括包含至少一种选自由下列各项组成的组的单体的聚合物：乙二醇、丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、2-丙烯酰氨基甲基丙磺酸或其盐、丙烯酸三甲基铵乙酯卤化物和甲基丙烯酸三甲基铵乙酯卤化物。
组合物的性质
在一些实施方案中，基于组合物的重量，在组合物中的马来酸酐共聚物的量在约1重量％至约50重量％、约1重量％至约40重量％、约1重量％至约30重量％、约1重量％至约20重量％、约1重量％至约18重量％、约1重量％至约15重量％、约1重量％至约12重量％、约1重量％至约10重量％或约1重量％至约5重量％的范围内。例如，基于组合物的重量，在组合物中的马来酸酐共聚物的量为约1重量％、约5重量％、约7重量％、约10重量％、约12重量％、约15重量％、约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35重量％、约40重量％或约50重量％。
在一些实施方案中，基于组合物的重量，在组合物中的聚氮丙啶交联剂的量在约0.1重量％至约25重量％、约0.1重量％至约15重量％、约0.1重量％至约10重量％、约0.1重量％至约5重量％、约0.5重量％至约5重量％或约1重量％至约4重量％的范围内。例如，基于组合物的重量，在组合物中的聚氮丙啶交联剂的量为约0.1重量％、约0.25重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.75重量％、约1重量％、约1.25重量％、约1.5重量％、约2重量％、约2.5重量％、约4重量％、约5重量％或约10重量％。
在一些实施方案中，基于马来酸酐共聚物的重量，在组合物中的聚氮丙啶交联剂的量在约1重量％至约50重量％、约1重量％至约40重量％、约1重量％至约30重量％、约1重量％至约20重量％、约1重量％至约18重量％、约1重量％至约15重量％、约1重量％至约12重量％、约1重量％至约10重量％、约1重量％至约7重量％、约1重量％至约5重量％或约1重量％至约3重量％的范围内。例如，基于马来酸酐共聚物的重量，在组合物中的聚氮丙啶交联剂的量为约0.1重量％、约0.5重量％、约1重量％、约2重量％、约5重量％、约7重量％、约10重量％、约12重量％、约13重量％、约15重量％、约20重量％、约25重量％或约30重量％。
在一些实施方案中，马来酸酐共聚物与聚氮丙啶交联剂的比例为约50:1至约1:1。例如，可交联聚合物与胺交联剂的重量比可以为约40:1至约1:1、约30:1至约1:1、约20:1至约1:1、约15:1至约1:1、约10:1至约1:1、约9:1至约1:1、约7:1至约1:1、约5:1至约1:1、约4:1至约1:1、约3:1至约1:1或约2:1至约1:1或约50:1、约40:1、约30:1、约20:1、约15:1、约10:1、约9:1、约8:1、约7:1、约6:1、约5:1，约4:1、约3:1、约2:1或约1:1。本领域普通技术人员将会理解，可以基于要形成的交联产物的期望的性质如期望的凝胶时间改变马来酸酐共聚物与胺交联剂的比例。
在一些实施方案中，相对于组合物的重量，在组合物中的马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂的组合量在约5重量％至约50重量％或约10重量％至约30重量％的范围内。
在一些实施方案中，当组合物包含盐如无机盐时，以组合物的重量计，在组合物中的盐的量可以为约1％至约10％。
在一些实施方案中，当组合物包含水性载体时，以组合物的重量计，水性载体为水性载体约1％至约99％。在一些实施方案中，以组合物的重量计，水性载体为约5％至约99％。例如，水性载体可以为，以组合物的重量计约10％-98％、20％-98％、30％-98％、40％-98％、50％-98％、60％-98％、70％-98％、80％-98％或约85％-98％，或以组合物的重量计约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或约98％。以组合物的重量计，水性载体可以为约90％。以组合物的重量计，水性载体可以为组合物的约95％。
在一些实施方案中，当组合物包含额外交联剂如胺交联剂(例如，TEPA)时，马来酸酐共聚物与胺交联剂的重量比可以为约50:1至约1:1、约40:1至约1:1、约30:1至约1:1、约20:1至约1:1、约15:1至约1:1、约10:1至约1:1、约7:1至约1:1或约5:1至约1:1。马来酸酐共聚物与胺交联剂(例如，TEPA)的重量比可以为约20:1、约15:1、约10:1、约7:1或约5:1。
在一些实施方案中，当组合物包含胺交联剂如TEPA时，基于组合物的重量，胺交联剂的量在约0.1重量％至约25重量％、约0.1重量％至约15重量％、约0.1重量％至约10重量％、约0.1重量％至约5重量％、约0.5重量％至约5重量％或约1重量％至约4重量％的范围内。例如，基于组合物的重量，在组合物中的聚氮丙啶交联剂的量为约0.1重量％、约0.25重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.75重量％、约1重量％、约1.25重量％、约1.5重量％、约2重量％、约2.5重量％、约4重量％、约5重量％或约10重量％。
在一些实施方案中，当组合物包含胺交联剂如TEPA时，基于马来酸酐共聚物的重量，胺交联剂的量为约1重量％、约2重量％、约5重量％、约7重量％、约10重量％、约12重量％、约13重量％、约15重量％或约20重量％。
在一些实施方案中，当组合物包含任选的额外成分时，基于组合物的重量，在组合物中的额外成分的量在约0.1重量％至约20重量％的范围内。例如，当组合物包含凝胶稳定剂时，以重量计，凝胶稳定剂可以为组合物的约0.5％至约10％。在一些情况中，以重量计，凝胶稳定剂为组合物的约0.5％至约2.5％。在另一个实例中，当组合物包含凝胶时间控制剂时，基于组合物的重量，凝胶时间控制剂的量在约0.1重量％至约10重量％或约0.5重量％至约5重量％的范围内。在一些情况中，凝胶时间控制剂为约0.5重量％、约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％或约5重量％。在一些实施方案中，组合物包含柠檬酸作为凝胶时间控制剂。在其他实施方案中，组合物包含磷酸三钠(TSP)作为凝胶时间控制剂。在另外其他实施方案中，组合物包含柠檬酸和磷酸三钠的组合作为凝胶时间控制剂。
在一些实施方案中，组合物包含马来酸酐共聚物(例如，
104)，聚氮丙啶交联剂(例如，PZ-33)，任选的额外胺交联剂(例如，TEPA)，载体液(例如，水)，和任选的凝胶时间控制剂(例如，柠檬酸、TSP或它们的组合)。这些成分可以以稍前描述的任何量存在于组合物中。
组合物可以具有碱性pH或酸性pH。组合物的pH影响如稍后描述的交联反应的速率，并且因此可以缩短或延长组合物成为凝胶的时间。在一些实例中，组合物具有约3至10、约5至约7、约7至约10、约8至约9或约5至约9的pH。在其他实例中，组合物具有约3至约6、约3至约7或约4至约6的pH。在一些实施方案中，组合物可以具有碱性pH。例如，组合物可以具有约7至约9、约7至约11、约7.5至约10或约8至约9的pH。在一些实施方案中，组合物具有约8至约9的pH。组合物可以具有约5、约7、约7.5、约8、约8.5、约9、约10或约11的pH。
组合物可以具有低粘度、中等粘度，或者可以是高粘度的。组合物的粘度影响在交联并且形成凝胶之前组合物自由流入地下地层的孔中的能力。例如，在交联之前，低或中等粘度的组合物可以流入并且占据水泥护套或微环状空间或二者中的裂纹和裂口。在一些实施方案中，组合物的粘度在约10厘泊(cP)至约200cP、约10cP至约180cP、约10cP至约150cP、约20cP至约200cP、约20cP至约180cP、约20cP至约150cP、约50cP至约200cP、10cP至约100cP、80cP至约100cP或约80cP至约120cP的范围内。例如，组合物的粘度为约50cP、约80cP、约100cP、约120cP、约150cP或约200cP。在一些实施方案中，组合物的粘度小于约100cP。
处理地下地层的方法
在本公开中还提供了一种处理地下地层的方法，其包括向地下地层提供稍前描述的组合物并且使组合物交联(例如，使马来酸酐共聚物的水解重复单元和聚氮丙啶交联剂之间的交联反应进行)以形成密封剂。
在一些实施方案中，提供在表面井上进行。提供还可以在地下地层中进行。
地下地层可以含有井眼，井眼含有可以含有井眼含有钢套管或多个套管、在环状空间中的水泥护套以及任选的封隔器和采油管。在井眼中的水泥护套、套管和采油管可以由于例如通过环状空间中的微通道的气流而经历环状空间压力积累，在水泥护套、套管或采油管内或周围形成微环状空间以及裂缝(例如，微裂缝)、裂纹和裂口。这可能造成不需要的流体进入井眼，并且还可能造成在生产井中的可回收流体的漏失，这可能需要补救和井关闭，在一些情况中具有重大财务影响。在一些实施方案中，如稍前描述的凝胶可以将这样的裂缝和微环状空间密封，例如以防止不需要的流体流动并且使井恢复到期望的生产条件。在一些实施方案中，将压裂的井眼密封包括在期望的位置形成凝胶封堵物。在这些实施方案中，可以将在未交联状态下的如稍前描述的组合物放置(例如，自由流动)到井眼中的适当位置(例如，在井眼的水泥护套中的微环状空间或微裂缝)中，接着在预定的凝胶时间之后使马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联试剂交联(例如，与固化水泥接触)，从而形成凝胶封堵物并且将微环状空间或微裂缝密封。
在一些实施方案中，形成密封剂在套管、套管-套管环状空间、油管-套管环状空间或套管-地层环状空间中的至少一个附近进行。在一些实施方案中，形成密封剂在水泥、水泥护套和管道中的至少一个中的空隙(例如，裂纹、微环状空间等)中进行。
在一些实施方案中，形成密封剂防止或延缓井眼液向地层中或地层流体向井眼中的不希望的漏失或流动。在一些实施方案中，密封剂防止或延缓流体向地层中的不希望的漏失或泄漏。
此外，在本公开中提供了一种防止或缓解钻井液或穿透地下地层的其他在井眼中的流体循环的漏失的方法。在一些实施方案中，在称重或未称重的“球粒”中提供包含马来酸酐共聚物、聚氮丙啶交联剂和凝胶稳定剂的组合物以用于引入至井眼中。这样的“球粒”通常包含与所需量的水、基础油、水基钻井液或非水基钻井液以及在一些情况中的增重剂如重晶石、碳酸钙或盐共混的组合物。在球粒中使用的组合物的量取决于地下裂缝、开口或待处理的井漏区域的尺寸。如果需要，可以使用多个球粒或处理。在一些实施方案中，在将包含组合物的球粒引入至井眼中的同时停止钻井。组合物可以进入地层的井漏区域或多孔或压裂部分，在那里其将会防止或延缓钻井液和其他井眼液的进入。此外，压力可以用于将球粒挤压至井漏区域中并且使浆料反流态化。在一些实施方案中，包含马来酸酐共聚物、聚氮丙啶交联剂和凝胶稳定剂的组合物还含有堵漏材料，其能够填充在井漏区域内并且在树脂在填充的区块中和周围固化(例如，发生交联反应)的同时形成横跨井漏区域的固体桥的堵漏材料，从而提高堵漏材料的有效性。
井眼的维护包括在井眼和地下地层中的至少一个的一部分内提供包含马来酸酐共聚物和聚氮丙啶交联剂(和任选的凝胶时间控制剂)的组合物。
在一些实施方案中，使用泵将组合物引入至井眼和地下地层中的至少一个中。在一些实施方案中，可以通过将所述组合物自上而下地沿环状空间向下挤压而将组合物引入至适当位置。在其他实施方案中，可以通过向井下注入组合物而将组合物引入至适当位置。可以使用任何常规的注入在井眼中的特定位置中注入组合物。可以将马来酸酐共聚物、聚氮丙啶交联剂和任选的凝胶时间控制剂从至少一个来源一起泵送或者从至少两个不同来源同时泵送。备选地，可以首先泵送马来酸酐共聚物并且可以之后泵送聚氮丙啶交联剂和凝胶时间控制剂。备选地，可以首先泵送聚氮丙啶交联剂和凝胶时间控制剂并且可以之后泵送马来酸酐共聚物。在一些情况中，可以将凝胶时间控制剂与马来酸酐共聚物一起泵送并且可以单独泵送聚氮丙啶交联剂。在某些情况中，马来酸酐共聚物、聚氮丙啶交联剂和任选的凝胶时间控制剂均可以分别泵送。
在一些实施方案中，可以使用形成密封剂如坚硬凝胶封堵物的组合物作为一致性控制、井眼封堵和废弃、或热井眼隔离凝胶体系。
实施例
材料和方法
在本研究中使用的聚合物是用氢氧化铵部分水解以生成酰胺-铵型水解官能团的、单体比例为1:1并且重均分子量为5x104的聚(马来酸酐/异丁烯)共聚物，其由商业来源得到(来自Kuraray Co.,Ltd.的ISOBAM 104)。
为了使基础聚(马来酸酐/异丁烯)共聚物交联以提供用于井下放置的适合的凝胶时间(交联时间)，使用由Polyaziridine LLC.提供的聚氮丙啶交联剂(商品名PZ-33)。在实施例4-5中，使用约10:1的聚合物与胺的重量比，使用四亚乙基五胺(TEPA)作为额外胺型交联剂以使基础聚(马来酸酐/异丁烯)共聚物交联。
由多个商业供应商得到凝胶时间控制剂如磷酸三钠(TSP)和柠檬酸。
一般工序
一般工序包括将共聚物溶解在水中以制备溶液。以规定的重量比在搅拌下向共聚物的搅拌溶液中加入交联剂。将溶液混合物保持在玻璃试管中或者保持在规定温度的烤箱中，并且观察可见的凝胶化迹象。备选地，使用由Brookfield Engineering Laboratories,Inc.(马萨诸塞州，美国)提供的布氏粘度计(DV2+型号)测量凝胶时间，并且使用#3主轴在特定温度监测作为时间的函数的粘度。
实施例1-在70℉的Isobam 104、PZ-33交联剂和TSP凝胶时间控制剂
在70℉的凝胶时间35分钟。
实施例2-在40℉的Isobam 104、PZ-33交联剂和TSP凝胶时间控制剂
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 17 |
| Isobam 104 | 3 |
| TSP | 0.1 |
| PZ-33 | 0.2 |
| 温度 | 40℉ |
| 凝胶时间 | 1小时38分钟 |
在40℉的凝胶时间1小时38分钟。
实施例3-在70℉的Isobam 104、PZ-33交联剂以及TSP和柠檬酸凝胶时间控制剂
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 17 |
| 柠檬酸 | 0.5 |
| Isobam 104 | 3 |
| TSP | 0.1 |
| PZ-33 | 0.6 |
在70℉的凝胶时间25分钟。
实施例4-在70℉的Isobam 104、PZ-33和TEPA交联剂以及TSP和柠檬酸凝胶时间控制剂
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 17 |
| 柠檬酸 | 0.5 |
| Isobam 104 | 3 |
| TSP | 0.1 |
| TEPA | 0.2 |
| PZ-33 | 0.4 |
在70℉的凝胶时间40分钟。
实施例5-在70℉的Isobam 104、PZ-33和TEPA交联剂以及TSP和柠檬酸凝胶时间控制剂
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 21.25 |
| 柠檬酸 | 0.625 |
| Isobam 104 | 3.75 |
| TSP | 0.125 |
| TEPA | 0.25 |
| PZ-33 | 0.25 |
在70℉的凝胶时间1小时10分钟。
实施例6-在40℉的Isobam 104、PZ-33交联剂以及TSP和柠檬酸凝胶时间控制剂
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 17 |
| 柠檬酸 | 0 |
| Isobam 104 | 3 |
| TSP | 0.1 |
| TEPA | 0 |
| PZ-33 | 0.2 |
在40℉的凝胶时间1小时38分钟。
实施例7-在70℉的Isobam 104、PZ-33、TEPA交联剂以及TSP和柠檬酸凝胶时间控制剂。
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 21.25 |
| 柠檬酸 | 0.625 |
| Isobam 104 | 3.75 |
| TSP | 0.125 |
| TEPA | 0.25 |
| PZ-33 | 0.25 |
在70℉的凝胶时间45分钟。
实施例8-在70℉的Isobam 104、PZ-33、TEPA交联剂以及TSP和柠檬酸凝胶时间控制剂。存在固化水泥(在5％TSP溶液中浸渍1小时的水泥)
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 21.25 |
| 柠檬酸 | 0.625 |
| Isobam 104 | 3.75 |
| TSP | 0.125 |
| TEPA | 0.25 |
| PZ-33 | 0.25 |
在70℉的凝胶时间45分钟。
实施例9-在70℉的Isobam 104、PZ-33、TEPA交联剂以及TSP和柠檬酸凝胶时间控制剂。存在固化水泥(在5％TSP溶液中浸渍1小时的水泥)
| 组分 | 数量(g) |
| 水 | 21.25 |
| 柠檬酸 | 0.625 |
| Isobam 104 | 3.75 |
| TSP | 0.15 |
| TEPA | 0.25 |
| PZ-33 | 0.25 |
在70℉的凝胶时间1小时5分钟。
如在实施例1-5中所示，三官能氮丙啶PZ-33能够使马来酸-共-异丁烯聚合物交联。多种添加剂组合可以影响凝胶时间并且也为了在水泥基质中的稳定性而存在。对于一致性控制应用来说，配制物可以在没有任何额外成分的情况下使用。双重交联剂即聚氮丙啶和TEPA之间的出乎意料的协同已经显示出提高的长期温度稳定性。其他适当的额外交联剂可以属于聚胺和聚乙烯亚胺家族。
通常，树脂体系不能在标准环境条件以下发挥功能，或者如果它们能发挥功能，反应也非常缓慢。聚氮丙啶交联剂的加入允许在70℉以及如在实施例6中所示的低至40℉形成稳定的树脂体系，并且凝胶时间根据剂量率在10分钟至1.5小时的范围内。水系树脂体系通常不能在这些低温条件下应用，而使用多氮丙啶交联剂允许在低至40℉的温度使用水系树脂体系。通过使用例如凝胶时间控制剂，可以调节交联以使处理液保持在未交联状态，直到放置在适当位置。在本文中描述的配制物可以用于低温地表下和水下处理。除了应用于补救性水泥修复，这些低温树脂可以用于一致性控制、封堵和废弃、或临时井眼隔离凝胶封堵物应用。
在实施例7和8中所示的配制物具有相同的化学组成；然而，实施例8的配制物在固化水泥的存在下固化。在这些例示的配制物参数下，凝胶时间不受暴露于固化水泥的影响。实施例9的配制物在固化水泥的存在下固化。
其他实施方案
要理解的是，尽管已经结合其详述对本发明进行了描述，但以上描述意在说明而非限制由所附权利要求的范围限定的本申请的范围。其他方面、优点和变更落在所附权利要求的范围内。
Claims (30)
1.一种处理地下地层的方法，所述方法包括：
iii)向地下地层提供组合物，所述组合物包含：
马来酸酐共聚物或其盐，所述马来酸酐共聚物包含：
重复单元I和II：
其中每个R1独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组，并且每个R2独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组；和
至少一个水解重复单元，所述水解重复单元选自重复单元III和IV：
其中每个R5独立地选自-OH和NH2，条件是R5中的至少一个是NH2；和
聚氮丙啶交联剂或其盐，所述聚氮丙啶交联剂包含至少两个氮丙啶部分；和
iv)使所述马来酸酐共聚物或其盐和所述聚氮丙啶交联剂或其盐交联以形成密封剂。
2.权利要求1所述的方法，其中所述马来酸酐共聚物的盐是铵盐、碱金属盐或碱土金属盐。
3.权利要求1所述的方法，其中：
每个R1是H，并且每个R2独立地选自由-H、-OCH3和-CH3组成的组；或
每个R2是H，并且每个R1独立地选自由-H、-OCH3和-CH3组成的组。
4.权利要求1所述的方法，其中所述重复单元I具有以下式：
5.权利要求1所述的方法，其中所述聚氮丙啶交联剂具有以下式：
或其盐，其中：
L1和L2在每次出现时各自独立地选自由下列各项组成的组：-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-C1-6亚炔基-、-(O-C1-4亚烷基)p-、-(C1-4亚烷基-O-)p-、-O-、-S-、NH-和-C(＝O)-，其中所述-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-C1-6亚炔基-和-C1-4亚烷基-各自被独立地选自由下列各项组成的组的1、2或3个取代基任选取代：-卤素、-CN、-OH、-C1-3烷基、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-氨基、-C1-3烷基氨基和-二(C1-3烷基)氨基；
每个R3选自由下列各项组成的组：-H、-C1-6烷基、-C1-6烯基、-C1-6炔基、-卤素、-CN、-OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-氨基、-C1-3烷基氨基、-二(C1-3烷基)氨基、-(O-C1-4亚烷基)p-H和-(C1-4亚烷基-O-)p-C1-6烷基；
每个R4选自由下列各项组成的组：
其中(a)和(b)中的每一个被独立地选自由下列各项组成的组的1、2、3或4个取代基任选取代：卤素、CN、OH、氨基、C1-3烷基氨基、二(C1-3烷基)氨基、-C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷基和C1-3卤代烷氧基；
p在每次出现时独立地是0至40的整数；
x和y在每次出现时各自独立地是0至10的整数；
m是2至4的整数；并且
n是0至4的整数；
条件是m和n的总和是4。
6.权利要求5所述的方法，其中：
m是3并且n是1；
x是1并且L1选自由下列各项组成的组：-C1-6亚烷基-、-C1-6亚烯基-、-(O-C1-3亚烷基)p-和-(C1-3亚烷基-O-)p-；
每个p是1至20的整数；
R3选自由下列各项组成的组：H、-C1-3烷基、-OH、-C1-3烷氧基、-C1-3卤代烷基、-C1-3卤代烷氧基、-(O-C1-3亚烷基)p-H和-(C1-3亚烷基-O-)p-C1-3烷基；
每个y是0至5的整数，并且每个L2独立地选自C1-4亚烷基-、-O-、NH-和-C(＝O)-；并且
每个R4选自由下列各项组成的组：
其中(a)和(b)中的每一个被独立地选自由下列各项组成的组的1或2个取代基任选取代：-C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3卤代烷基和C1-3卤代烷氧基。
7.权利要求6所述的方法，其中所述聚氮丙啶交联剂是以下式的化合物PZ-33：
或其盐。
8.权利要求1所述的方法，其中相对于所述马来酸酐共聚物的量，在所述组合物中的所述聚氮丙啶交联剂的量在约0.1重量％至约20重量％的范围内。
9.权利要求1所述的方法，其中所述组合物的pH在约5至约9的范围内。
10.权利要求1所述的方法，其中所述组合物的粘度为约80cP至约120cP。
11.权利要求1所述的方法，其中相对于所述组合物的重量，在所述组合物中的所述马来酸酐共聚物和所述聚氮丙啶交联剂的组合量在约10重量％至约30重量％的范围内。
12.权利要求1所述的方法，其中所述组合物包含胺交联剂。
13.权利要求12所述的方法，其中所述胺交联剂选自由下列各项组成的组：多胺、聚乙烯亚胺和它们的组合。
14.权利要求12所述的方法，其中所述胺交联剂是四亚乙基五胺(TEPA)。
15.权利要求1所述的方法，其中所述组合物在约70℉具有小于约1.5小时的凝胶时间。
16.权利要求1所述的方法，其中所述组合物在约40℉具有小于约3小时的凝胶时间。
17.权利要求1所述的方法，其中形成所述密封剂在套管、套管-套管环状空间、油管-套管环状空间、或套管-地层环状空间附近进行。
18.权利要求1所述的方法，其中所述密封剂是凝胶封堵物。
19.权利要求1所述的方法，其中所述组合物的交联与固化水泥接触进行。
20.权利要求1所述的方法，其中所述地下地层包括含有水泥护套的井眼。
21.权利要求20所述的方法，其中形成所述密封剂在下列各项中的至少一个中进行：微环状空间和所述水泥护套中的裂缝。
22.权利要求20所述的方法，其中形成所述密封剂防止或延缓井眼液向所述地下地层中或地层流体向所述井眼中的不希望的漏失或流动。
23.权利要求20所述的方法，其中所述马来酸酐共聚物或其盐和所述聚氮丙啶交联剂或其盐在放置在所述井眼中的适当位置之前保持未交联状态。
24.权利要求20所述的方法，其中所述提供包括将所述组合物自上而下地沿环状空间向下挤压。
25.权利要求20所述的方法，其中所述提供包括将所述组合物注入井下。
26.权利要求1所述的方法，其中形成所述密封剂包括一致性控制、井眼封堵和废弃、或热井眼隔离凝胶体系。
27.一种用于处理地下地层的组合物，所述组合物包含：
马来酸酐共聚物或其盐，所述马来酸酐共聚物包含：
重复单元I和II：
其中每个R1独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组，并且每个R2独立地选自由-H、-O-C1-5烷基和-C1-5烷基组成的组；和
至少一个水解重复单元，所述水解重复单元选自重复单元III和IV：
其中每个R5独立地选自-OH和NH2；聚氮丙啶交联剂或其盐，所述聚氮丙啶交联剂包含至少两个氮丙啶部分；和
凝胶时间控制剂。
28.根据权利要求27所述的组合物，所述组合物包含水性载体溶剂。
29.根据权利要求27所述的组合物，其中所述凝胶时间控制剂加速或延缓在不存在固化水泥的情况下由所述马来酸酐共聚物和所述聚氮丙啶交联剂形成凝胶。
30.根据权利要求27所述的组合物，其中所述凝胶时间控制剂选自由下列各项组成的组：柠檬酸、磷酸三钠和它们的组合。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/682,836 | 2017-08-22 | ||
| US15/682,836 US9932512B1 (en) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | Compositions with polyaziridine crosslinkers for treating subterranean formations |
| PCT/US2018/047260 WO2019040456A1 (en) | 2017-08-22 | 2018-08-21 | COMPOSITIONS CONTAINING POLYAZIRIDINE CROSSLINKING AGENTS FOR THE TREATMENT OF UNDERGROUND FORMATIONS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111194345A true CN111194345A (zh) | 2020-05-22 |
Family
ID=61724947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880065334.3A Pending CN111194345A (zh) | 2017-08-22 | 2018-08-21 | 用于处理地下地层的具有聚氮丙啶交联剂的组合物 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9932512B1 (zh) |
| EP (1) | EP3673029B1 (zh) |
| CN (1) | CN111194345A (zh) |
| CA (1) | CA3073486A1 (zh) |
| SA (1) | SA520411332B1 (zh) |
| WO (1) | WO2019040456A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018085402A1 (en) * | 2016-11-04 | 2018-05-11 | Saudi Arabian Oil Company | Controlling gel times of remedial aqueous resin compositions for sealing off flow channels |
| EP3535345A1 (en) | 2016-11-04 | 2019-09-11 | Saudi Arabian Oil Company | Compositions and methods for sealing off flow channels in contact with set cement |
| US10526458B1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-01-07 | Saudi Arabian Oil Company | Gellable, non-aqueous oil well treatment fluids comprising elastomeric maleic anhydride copolymers |
| US11111753B2 (en) | 2019-06-25 | 2021-09-07 | Saudi Arabian Oil Company | Polymer gel compositions for treating aqueous zones in subterranean formations and methods of treating the aqueous zones |
| US11795367B2 (en) | 2020-07-15 | 2023-10-24 | Saudi Arabian Oil Company | Water-based resin with elasticity for applications in cementing and subterranean structures |
| US11708522B1 (en) | 2022-03-08 | 2023-07-25 | Saudi Arabian Oil Company | Water-based hydrogel polymer composition and methods of treating subterranean formations or cement constructions comprising contaminants |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070249504A1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-10-25 | M-I Llc | Aqueous gels for well bore strengthening |
| WO2010015639A1 (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-11 | M-I Drilling Fluids Uk Limited | Aziridine crosslinking agents for producing non-aqueous gels and polymer beads for oilfield applications |
| US20120247768A1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-10-04 | M-I Drilling Fluids Uk Limited | Crosslinking agents for producing gels and polymer beads for oilfield applications |
| CN104974738A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水基冻胶压裂液及其应用 |
| US20170073569A1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-16 | Saudi Arabian Oil Company | Maleic Anhydride Polymers and Methods of Treating Subterranean Formations |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4288493A (en) * | 1979-07-16 | 1981-09-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Water-activatable crosslinked adhesive and energy control film made therewith |
| JPS59145228A (ja) | 1983-02-08 | 1984-08-20 | C I Kasei Co Ltd | 耐圧縮性をもつ水膨張性ゴムシール材の製造方法 |
| US4605698A (en) | 1983-07-13 | 1986-08-12 | Diamond Shamrock Chemicals Company | Polyfunctional aziridines for use in crosslinking applications |
| DE19616120A1 (de) * | 1996-04-23 | 1997-10-30 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von feinteiligen wasserunlöslichen Polymerisaten von Aziridinen, modifizierte, wasserunlösliche Polymerisate von Aziridinen und ihre Verwendung |
| US6217432B1 (en) * | 1998-05-19 | 2001-04-17 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive article comprising a barrier coating |
| JP2003105254A (ja) | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Nippon Nsc Ltd | 水性シーラー組成物 |
| JP4986779B2 (ja) * | 2007-09-13 | 2012-07-25 | 株式会社リコー | 感熱記録材料 |
| JP5155074B2 (ja) | 2008-09-10 | 2013-02-27 | 三洋化成工業株式会社 | 水性液用ゲル化剤、水性液ゲル及び水性液ゲルの製造方法 |
| KR101367710B1 (ko) * | 2011-11-10 | 2014-02-28 | 주식회사 엘지화학 | 하이브리드 에멀션 점착제 |
| US20160215208A1 (en) * | 2013-10-31 | 2016-07-28 | Preferred Technology, Llc | Proppant Solids with Water Absorbent Materials and Methods of Making the Same |
| US20160333260A1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Preferred Technology, Llc | Compositions and methods for re-fracturing wells |
| WO2017062532A1 (en) | 2015-10-08 | 2017-04-13 | M-I L.L.C. | Self sealing fluids |
-
2017
- 2017-08-22 US US15/682,836 patent/US9932512B1/en active Active
-
2018
- 2018-03-20 US US15/926,200 patent/US10113100B1/en active Active
- 2018-08-21 CA CA3073486A patent/CA3073486A1/en active Pending
- 2018-08-21 CN CN201880065334.3A patent/CN111194345A/zh active Pending
- 2018-08-21 WO PCT/US2018/047260 patent/WO2019040456A1/en unknown
- 2018-08-21 EP EP18769924.4A patent/EP3673029B1/en active Active
-
2020
- 2020-02-20 SA SA520411332A patent/SA520411332B1/ar unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070249504A1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-10-25 | M-I Llc | Aqueous gels for well bore strengthening |
| WO2010015639A1 (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-11 | M-I Drilling Fluids Uk Limited | Aziridine crosslinking agents for producing non-aqueous gels and polymer beads for oilfield applications |
| US20120247768A1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-10-04 | M-I Drilling Fluids Uk Limited | Crosslinking agents for producing gels and polymer beads for oilfield applications |
| CN104974738A (zh) * | 2014-04-10 | 2015-10-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水基冻胶压裂液及其应用 |
| US20170073569A1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-16 | Saudi Arabian Oil Company | Maleic Anhydride Polymers and Methods of Treating Subterranean Formations |
| WO2017048719A1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | Saudi Arabian Oil Company | Maleic anhydride polymers and methods of treating subterranean formations |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10113100B1 (en) | 2018-10-30 |
| US9932512B1 (en) | 2018-04-03 |
| CA3073486A1 (en) | 2019-02-28 |
| WO2019040456A1 (en) | 2019-02-28 |
| EP3673029B1 (en) | 2022-04-20 |
| SA520411332B1 (ar) | 2022-12-04 |
| EP3673029A1 (en) | 2020-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3673029B1 (en) | Compositions with polyaziridine crosslinkers for treating subterranean formations | |
| US8387694B2 (en) | Methods for placement of sealant in subterranean intervals | |
| US8268758B2 (en) | Consolidating emulsions comprising convertible surfactant compositions and methods related thereto | |
| AU2012203119B2 (en) | Gellable treatment fluids comprising quaternary ammonium salt gel-time modifiers and methods for use thereof | |
| US20180127557A1 (en) | Water-based sealing compositions with aminosilane crosslinkers | |
| US10767099B2 (en) | Compositions and methods for sealing off flow channels in contact with wet cement | |
| EP3350279B1 (en) | Maleic anhydride polymers and methods of treating subterranean formations | |
| US11248167B2 (en) | Acid diversion in naturally fractured formations | |
| CA2933962C (en) | Methods for improving the distribution of a sealant composition in a wellbore and treatment fluids providing the same | |
| CN109890933B (zh) | 控制用于封堵流动通道的补注水性树脂组合物的凝胶时间 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200522 |