EA000581B1 - Средства и способ получения уплотнений в нефтяных и газовых скважинах - Google Patents

Средства и способ получения уплотнений в нефтяных и газовых скважинах Download PDF

Info

Publication number
EA000581B1
EA000581B1 EA199800328A EA199800328A EA000581B1 EA 000581 B1 EA000581 B1 EA 000581B1 EA 199800328 A EA199800328 A EA 199800328A EA 199800328 A EA199800328 A EA 199800328A EA 000581 B1 EA000581 B1 EA 000581B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
vinyl
prepolymer
weight
agent
initiator
Prior art date
Application number
EA199800328A
Other languages
English (en)
Other versions
EA199800328A1 (ru
Inventor
Эйнар Даль-Йоргенсен
Бьярте Арне Эйе
Original Assignee
Весем А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Весем А/С filed Critical Весем А/С
Publication of EA199800328A1 publication Critical patent/EA199800328A1/ru
Publication of EA000581B1 publication Critical patent/EA000581B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Compressor (AREA)

Description

Изобретение относится к агенту и способу создания различных типов зональных уплотнений в нефтяных скважинах, газовых скважинах и других типов скважин, расположенных на берегу или на морском пласте, включая скважины, связанные с разработкой месторождений грунтовых вод.
При герметизации водоносных слоев или создании герметизации скважинных зон вводят витые трубопроводы или составные трубы, причем последние также применяют как ударную штангу, которая может быть снабжена расширяющимся уплотнением для отключения секции обсадной трубы в исследуемой зоне. В зону, ставшую изолированной, затем закачивают уплотняющий материал, который схватывается и тем самым отключает зону.
В случае нефтяных скважин это делают, чтобы отсечь нежелательное поступление воды или газа, а в случае газовых скважин это делают для создания уплотнения против поступления воды и для изоляции загрязненных зон в скважинах грунтовых вод.
Более того, может возникнуть необходимость в герметизации межтрубного пространства между трубопроводом и обсадной трубой в скважинах вследствие повреждения трубопровода, вызванного смятием в пластах и последующим повреждением труб.
Другой тип способа герметизации содержит отключающую заглушку для скважин, которые подлежат постоянному или временному отключению, или так называемую пусковую заглушку, чтобы подготовить место установки для бурения новой скважины из оставшейся верхней секции прежней скважины.
При бурении многоразветвленных скважин возникает необходимость армирования и изоляции переходных зон в окружающем пласте. Эти переходные зоны подвергаются высоким механическим напряжениям.
В известных способах применяют цемент. Однако недостаток цемента заключается в том, что стадия его отверждения может потребовать до 24 ч, что является непропорционально долгим периодом, а время ожидания затвердения цемента на месте производства делает эту операцию очень дорогой для морской установки. Другой недостаток заключается в том, что прочность отвержденного материала является недостаточной для определенных областей применения. Кроме того, недостаток цемента с точки зрения его зернистой структуры заключается в том, что материал проявляет относительно низкую способность проникновения в пластах, что может также понизить герметизирующий эффект.
В норвежском патенте № 176878 описан полимерный цементирующий агент для применения в теплых зонах скважины при температуре 120-200°С, содержащий диаллилфталат (ДАФ), включая его изомеры, форполимеры и/или олигомеры. Этот агент, включающий среди прочих ингредиентов наполнители, полимеризуют с помощью инициатора (органического пероксида) и получают отвержденную уплотнительную массу для различного применения. Герметик на основе полимера, типа описанного в настоящем патенте, имеет главное преимущество в относительно быстром отверждении после схватывания, в противоположность цементу, в котором масса сперва схватывается, а затем постепенно отверждается с течением времени. Герметик по норвежскому патенту № 176878 неприменим к зонам скважины, имеющим более умеренную температуру, например, 5-120°С, и во многих случаях применения время отверждения герметика может оказаться слишком долгим, а механическая прочность отвержденной массы будет слишком низкой. Другой недостаток немодифицированного полимера на основе ДАФ в подобных областях применения заключается в том, что отвежденный полимер имеет усадку на 10-15% объемных по сравнению с исходной композицией. Поэтому в композицию должна быть введена противоусадочная добавка в форме предварительно высушенного бентонита.
Задачей изобретения является создание герметика описанного выше типа на основе полимера для формирования различного типа уплотнений в скважинных зонах, имеющих температуру от 5 до 1 20°С, где герметик отверждается более быстро, давая в результате более высокую прочность и понижая усадку отвержденного материала, по сравнению с известными агентами.
Указанная задача решается путем применения агента и способа в соответствии с отличительной частью пунктов 1 и 6 формулы изобретения, соответственно. Другие преимущества описаны в соответствующих зависимых пунктах.
Агент согласно изобретению включает мономер, инициатор, ингибитор и факультативно наполнитель, а также другие добавки. Согласно изобретению, агент включает форполимер в форме по меньшей мере частично ненасыщенного сложного полиэфира или эпоксивинилового сложного эфира и, кроме того, по меньшей мере один винилсодержащий сомономер.
Композицию такого типа можно применять при гораздо более низких температурах, чем известные композиции, и можно достигнуть существенного увеличения жизнеспособности при одновременном коротком времени отверждения после инициирования стадии отверждения. Более того, благодаря своей поперечносшитой сополимерной структуре, отвержденная масса образует прочное и надежное уплотнение с точки зрения механики и сохраняет желаемую вязкость и жизнеспособность до начала стадии отверждения. Другое преимущество на3 стоящей композиции заключается в том, что полученная отвержденная масса не проявляет никакого уменьшения объема по сравнению с исходной композицией. В целом, агент можно применять в температурном диапазоне от 5 до 120°С.
В качестве форполимера может быть выбран сложный полиэфир, эпоксивиниловый сложный эфир или их смеси. Состав, структура, степень полимеризации и содержание двойных связей в форполимере не являются критическими факторами, но, в целом, вязкость композиции будет увеличиваться с ростом степени полимеризации форполимера и с увеличением его количества в композиции. Чтобы добиться сополимеризации и поперечной сшивки с сомономерами, форполимер, естественно, должен иметь по меньшей мере определенную степень ненасыщенности.
Сомономер, применяемый в настоящем изобретении, содержит, как правило, винильные группы. Примерами таких соединений являются стирол, винилтолуол, 2-оксиэтилметакрилат, 2оксипропилметакрилат и диаллилфталат, включая их изомеры. Однако стирол имеет два недостатка: во-первых, соединение характеризуется низкой температурой вспышки и не может отвечать требованиям безопасности по обращению и хранению в открытом море (температура вспышки выше 55°С), если он присутствует в достаточно большом количестве, а во вторых, стирол имеет резко выраженный запах и проявляет его даже при очень низких концентрациях. По этой причине предпочтительно применять винилтолуол, акрилатные соединения и ДАФ, отдельно или в сочетании друг с другом.
Примерами промышленно доступных композиций из форполимеров и мономеров, применимых в данном контексте, являются Norpol 6800 DAP, включающий 40% сложного полиэфирного форполимера и 60% диаллилфталата; Norpol 47-00, включающий 50% сложного полиэфирного форполимера, 50% винилметилбензола и 50% 2-оксипропилметакрилата; оба от фирмы Jotun AS в Сандефьорде, Норвегия.
Общее количество винилсодержащего сомономера, как правило, составляет 10-75 мас.ч., форполимера - 15-75 мас.ч., а суммарная масса форполимера и сомономера составляет 1 00 мас.ч. Количество инициатора и ингибитора подбирают в зависимости от заданного применения, но, как правило, количество инициатора составляет от 0,5 до 3 мас.ч., а ингибитора от 0,05 до 1,5 мас.ч.
Тип инициатора и ингибитора не критичен, и они могут быть выбраны из числа материалов, обычно применяемых для радикальной полимеризации. Примером предпочтительного ингибитора служит парабензохинон, который проявляет присущую ему эффективность при повышенных температурах в противоположность другим ингибиторам, которые часто имеют слабую эффективность при повышенных температурах. Другими примерами ингибиторов являются гидрохиноны, которые при интенсивном перемешивании будут реагировать с диспергированным кислородом с образованием хинонов. Количество ингибитора подбирают к используемым форполимеру и мономеру, имея в виду желательную жизнеспособность и время отверждения. Как правило, ингибитор присутствует в количестве от 0,02 до 2 мас.ч., причем предпочтительная дозировка 0,05 мас.ч. обеспечивает надлежащий экзотермический процесс и короткое время отверждения.
В качестве инициатора могут применяться органические пероксиды, такие как бензоилпероксид (Akzo Cadox 40 Е), трет-бутилперокси3,3,5-триметилгексаноат (Akzo Trigonox 42S), трет-бутилкумилпероксид (Akzo Trigonox Т) и ди-трет-бутилпероксид (Akzo Trigonox В). Количество инициатора в композиции также подбирают в соответствии с реальной областью применения, но в целом количество инициатора в композиции находится в пределах 0,1-5 мас.ч.
В процессе применения агент поставляют в виде двухкомпонентной композиции, где первый компонент включает, например, мономер и ингибитор, а второй - инициатор. Количество компонентов в них не нормируется, если соответствующие мономеры не подвергаются сколько-нибудь значительной автополимеризации в процессе транспортировки и хранения.
При необходимости в композицию могут быть введены известные добавки, такие как агенты, регулирующие консистенцию, и утяжелители.
Кроме того, в композицию могут быть введены наполнители, включающие инертный твердый материал, чтобы снизить усадку композиции в процессе отверждения. Наполнитель увеличивает возможности применения композиции в течение стадии отверждения до более объемистой непрерывной фазы, сравнимой с проницаемостью и отверждением в пористых пластах, в которых любая усадка отвержденного полимера не является критической.
Размеры частиц твердого инертного наполнителя можно варьировать в широких пределах в зависимости от свойств композиции и области ее применения. Например, размеры частиц могут составлять от нескольких микрон до 1мм, но типичными являются 4-50 микрон. Как правило, при большем диаметре может возникнуть риск седиментации наполнителя в композиции до наступления отверждения, а при меньшем диаметре может наблюдаться повышение вязкости до неприемлемого уровня.
Не существует специфических требований к типу материала, но, как правило, наполнитель должен быть совместим с областью применения полимера, в особенности с температурами отверждения и эксплуатации. Он должен также обладать достаточной жесткостью, например,
Таблица 1
Варианты композиций согласно изобретению (все значения даны в массовых частях)
Композиции
50-100 МПа, и должен быть химически инертен. Стекло или стеклосодержащие материалы являются предпочтительными для применения в качестве наполнителей. Содержание наполнителей в композиции, как правило, составляет 3040 мас.%.
Геометрическую форму частиц наполнителей также можно варьировать в широких пределах, но, имея в виду вязкость и переработку, авторы нашли, что в целом предпочтительны сферические частицы, так как такая геометрическая форма частиц снижает вязкость композиции и соответственно облегчает переработку по сравнению, например, с волокнистыми наполнителями.
Если композиция наполнена, например, сферическими стеклянными бусинами, то композиция приобретает оптимальные реологические характеристики, и в то же время полимер, наполненный агентом, компенсирующим усадку, содержащим поливинилацетат (ПВА), также может применяться для постоянного тампонирования скважин путем заполнения эксплуатационной колонны. Наполненный полимер того же типа может также применяться для укрепления переходных участков в многоразветвленных скважинах. Его преимущество по сравнению с цементом заключается в том, что порода оказывается пропитанной и герметизированной в сочетании с повышенной устойчивостью к образованию трещин. Наполненный полимер также применим в качестве уплотняющего элемента вместо бурового раствора и цемента, обычно применяемых сегодня. Преимущество применения термореактивной пластмассы перед цементом заключается в том, что операция отверждения может быть ограничена только уплотняющим элементом, что невозможно с цементом. Избыток цемента может также отверждаться вне уплотнителя. Недостаток бурового раствора заключается в том, что уплотнитель может потерять уплотняющий эффект с течением времени вследствие деформации уплотнительного элемента. Другое преимущество этого варианта конструкции заключается в компенсации усадки в отвержденном материале при падении температуры до 45°С.
Ниже в таблице 1 приведены примеры композиций из различных альтернативных смесей, относящихся к изобретению. Общие количественные соотношения могут изменяться в широких пределах, особенно с точки зрения требуемой вязкости, температуры вспышки и времени отверждения как функции от температуры в скважине и времени, требуемого для накачивания. Поэтому приведенные ниже результаты для смесей следует считать ориентировочными.
А В С D Е F G
Сложный полиэфир Сложный винил.эфир 40 50 50 50 50 50 50
ДАФ* 60 25 25 25
Винилтолуол Стирол ОПМА** ОЭМА*** 50 25 25 50 50 25
Ингибитор 0,05- 0,05- 0,05- 0,05- 0,05- 0,05- 0,05-
0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60
Инициатор 1 1 1 1 1 1 1
* -диаллилфталат **- 2-оксипропилметакрилат *** - 2-оксиэтилметакрилат
Далее изобретение описано с помощью примеров с целью иллюстрации некоторых из технических усовершенствований, достигаемых применением предложенных композиций по сравнению с известными составами, а также с помощью графиков, где на фиг. 1 показана зависимость от времени температуры, регистрируемой в процессе отверждения сложнополиэфирной смолы в соответствии с примером 1, отверждаемой при 70°С;
на фиг. 2 - график в аррениусовых координатах, показывающий доступное время или жизнеспособность для сложного полиэфира, приготовленного в соответствии с примером 1 , как функцию температуры;
на фиг. 3 - зависимость от времени температуры, регистрируемой в процессе отверждения сложнополиэфирной смолы в соответствии с примером 2, отверждаемой при 90°С;
на фиг. 4 - график в аррениусовых координатах, показывающий доступное время или жизнеспособность для сложного полиэфира, приготовленного в соответствии с примером 2, как функцию от температуры;
на фиг. 5 - зависимость от времени температуры, регистрируемой в процессе отверждения известной смолы на основе диаллилфталата в соответствии с примером 3, отверждаемой при 70°С;
на фиг. 6 - зависимость от времени температуры, регистрируемой в процессе отверждения известной смолы на основе диаллилфталата в соответствии с примером 3, отверждаемой при 90°С.
Примеры.
Были приготовлены две различные уплотнительные композиции, имеющие состав компонентов, по существу подобный композиции С из табл. 1 , приведенной выше, включая известные композиции в соответствии с норвежским патентом № 176878. Композиции, относящиеся к данному изобретению, представлены в примерах 1 и 2, тогда как известные композиции представлены в примерах 3 и 4. Композиции готовили максимально идентичными, чтобы обеспечить наилучшее возможное сопоставление этих композиций.
Для простоты эксперименты проводили при атмосферном давлении, но подобный эффект доказан также при реальных повышенных давлениях.
Пример 1. Получение сложнополиэфирной смолы согласно изобретению с использованием бензоилпероксида.
Смолу получали из 50 г 100% полимера сложного полиэфира, 25 г винилтолуола, 25 г диаллилфталата, 1 г бензоилпероксида и 0,10 г пара-бензохинона. Гомогенную жидкость переливали в градуированную колбу на 25 мл, которую помещали в баню с силиконовым маслом, имеющую постоянную температуру 70°С. Температуру регистрировали во времени как в смоле, так и в бане. Отверждение проводили при атмосферном давлении. На фиг. 1 показаны температурные кривые для окружающей среды (масляная баня) и для сложнополиэфирной смолы, отверждаемой при 70°С. Экзотермическая реакция отверждения явно начинается через 305 мин, тогда как пик отверждения проявляется после 325 мин с экзотермой 106°С.
Эксперименты, идентичные предыдущему, проводили при постоянно поддерживаемых температурах 65, 70, 75 и 80°С, соответственно. Согласно законам кинетики, отношение между натуральным логарифмом обратной жизнеспособности (t), In (1/t), и обратной абсолютной температурой (Т) в К, 1/T, должно быть линейным. Из фиг. 2 очевидно наличие линейной зависимости, и этот график воспроизводит линейную зависимость между жизнеспособностью (t) и температурой (Т) полиэфирной смолы. Соответственно, такую линейную зависимость можно применять для определения интерполяцией жизнеспособности конкретной смолы при заданной температуре.
Параллельно готовили композиции, содержащие ингибитор в концентрациях 0,05, 0,10 и 0,20 мас. % для каждого уровня температуры. Результаты этих экспериментов представлены в таблице 2, приведенной ниже, где показаны результирующее время отверждения, экзотермия и результат отверждения.
Пример 2. Получение сложнополиэфирной смолы согласно изобретению с использованием пероксида 3,3,5-триметилгексаноата.
Смолу получали из 50 г 100% сложнополиэфирного форполимера, 25 г винилтолуола, 25 г диаллилфталата, 1 г трет-бутилперокси3,3,5-триметилгексаноата и 0,20 г парабензохинона. Гомогенную жидкость переливали в градуированную колбу на 25 мл, которую снова помещали в баню с силиконовым маслом, имеющую постоянную температуру 90°С. Температуру как смолы, так и бани регистрировали во времени. Отверждение проводили при атмосферном давлении. На фиг. 3 показаны температурные кривые для окружающей среды (масляная баня) и для сложнополиэфирной смолы, отверждаемой при 90°С. Экзотермическая реакция отверждения явно начинается через 260 мин, а пик отверждения проявляется после 276 мин с экэотермой 118°С.
Эксперименты, идентичные предыдущему, проводили при постоянно поддерживаемых температурах 71, 80, 90 и 100°С, соответственно. Согласно законам кинетики, отношение между натуральным логарифмом обратной жизнеспособности (t), In (1 /t) и обратной абсолютной температурой (Т) в К, 1 /T, должно быть линейным. На фиг.4 показано, что это справедливо для сложнополиэфирной смолы, и график воспроизводит линейную зависимость между жизнеспособностью (t) и температурой (Т) для сложнополиэфирной смолы. Соответственно, эти линейные зависимости могут быть использованы для определения интерполяцией жизнеспособности конкретной смолы при заданной температуре.
Были приготовлены четыре параллельные композиции с концентрацией ингибитора 0,05, 0,10 и 0,20 мас.% для каждого уровня температуры. Результаты этих экспериментов представлены в таблице 3, приведенной ниже, где показаны результирующее время отверждения, экзотермия и результат отверждения.
Сравнительный пример 3. Получение ДАФ смолы с использованием бензоилпероксида.
Смолу получали из 1 00 г диаллилфталата, 1 г бензоилпероксида и 0,05 г пара-бензохинона. Гомогенную жидкость переливали в градуированную колбу на 25 мл, которую снова помещали в баню с силиконовым маслом, имеющую постоянную температуру 72°С. Температуру как смолы, так и бани регистрировали во времени. Отверждение проводили при атмосферном давлении. На фиг.5 показаны температурные кривые для окружающей среды (масляная баня) и ДАФ смолы при 72°С. За 25 ч не было достигнуто отверждение и не наблюдался экзотермический эффект.
Эксперименты, идентичные предыдущему, проводили при постоянно поддерживаемых температурах 72, 82 и 92°С, соответственно. Гелеобразование достигнуто лишь при 82 и 92°С, и только с низкой прочностью.
Параллельные композиции готовили с концентрацией ингибитора 0,05, 0,10 и 0,20 мас.% для каждого уровня температуры. Результаты этих экспериментов представлены в таблице 2, приведенной ниже, и они, в дополнение к результатам вышеприведенного примера 1 согласно данному изобретению, показывают результирующее время отверждения, экзотермию и результат отверждения.
Сравнительный пример 4. Приготовление известной ДАФ смолы с использованием перокси-3,3,5-триметилгексаноата.
Смолу получали из 100 г диаллилфталата, 1 г бензоилпероксида и 0,10 г пара-бензохинона. Гомогенную жидкость переливали в градуированную колбу на 25 мл, которую снова помещали в баню с силиконовым маслом, имеющую постоянную температуру 92°С. Температуру как смолы, так и бани регистрировали во времени. Отверждение проводили при атмосферном давлении. На фиг. 6 показаны температурные кривые для окружающей среды (масляная баня) и ДАФ смолы при 92°С. Экзотермическая реакция отверждения явно начинается через 112 мин, в то время как максимум отверждения появляется после 133 мин с экзотермой 2,5°С.
Эксперименты, идентичные предыдущему, проводили при постоянно поддерживаемых температурах 72, 82 и 92°С, соответственно. Гелеобразование достигнуто лишь при 82 и 92°С, и только с низкой прочностью.
Параллельные композиции готовили с концентрацией ингибитора 0,05, 0,10 и 0,20 мас.% для каждого уровня температуры. Результаты этих экспериментов представлены в таблице 3, приведенной ниже, и они, в дополнение к результатам вышеприведенного примера 2 согласно данному изобретению, показывают результирующее время отверждения, экзотермию и результат отверждения.
Таблица 2
Отверждение с инициатором Cadox 40E (бензоилпероксид)
Соединения Темпер. отвержд. [°С] Колич. ингиби- тора [%] Время от- вержд. [ч] Экзо- терма [dT°C] Результат
1 2 3 4 5 6
Слож. полиэфир/ 65 0,05 5,7 115 Отвержд.
винилтолуол/ 0,10 11,7 99
диаллилфталат 0,20 - - Не отв.
(пример 1) 70 0,05 2,6 118 Отвержд.
0,1 0 5,4 106
0,20 13,0 81
75 0,05 1,5 1 26 Отвержд.
0,1 0 3,4 1 20
0,20 7,5 102
80 0,05 0,7 114 Отвержд.
0,1 0 1,6 112
0,20 3,7 106
Диаллилфталат 70 0,05 - ~0 Гелеобраз.
(пример 3) 0,1 0 - ~0 /низкая
0,20 - ~0 прочность
80 0,05 5,0 3 Гелеобраз.
0,1 0 5,1 3 /низкая
0,20 5,1 ~0 прочность
90 0,05 1,2 6 Гелеобраз.
0,1 0 2,0 3 /низкая
0,20 2,0 3 прочность
Таблица 3
Отверждение с инициатором Trigonox 42S (трет-бутилперокси-3,3,5 -триметилгексаноат)
Соединения Темпер. отвержд. [°С] Колич. инги- битора [%] Время отвержд. [ч] Экзо- терма [dT°G] Результат
Слож. полиэфир/ 70 0,05 12,5 20 Отвержд.
винилтолуол/ 0,1 0 20,3 10
диаллилфталат (пример 2) 0,20 - - Не отв.
80 0,05 4,7 119 Отвержд.
0,1 0 7,9 1 20
0,20 12,2 89
0,40 17,7 16
0,60 - - Не отв.
90 0,05 1,6 1 21 Отвержд.
0,1 0 2,9 1 22
0,20 4,6 118
0,40 7,2 84
1 00 0,05 0,4 111 Отвержд.
0,1 0 0,9 1 23
0,20 1,5 116
0,40 2,6 97
0,60 - - Не отв.
Диаллилфталат 90 0,05 22 ~0 Гелеобраз.
(пример 4) 0,1 0 - ~0 /низкая
прочность
0,20 - ~0 Не отверж-
0,40 - ~0 дается
1 00 0,05 4 6 Низкая
0,1 0 6 3 прочность
0,20 10 3
110 0,05 1,5 40 Низкая
0,1 0 2 35 прочность
0,20 3 9
0,40 - ~0 Не гелеоб.
1 20 0,05 0,25 65 Низкая
0,1 0 0,40 40 прочность
0,20 1,2 45
0,40 1,8 5
Как следует из таблиц 2 и 3, известная композиция на основе диаллилфталата в этих экспериментах в целом обладает неудовлетворительным гелеобразованием с обоими инициаторами. Прочность отвержденной массы, как правило, низкая. Выделение теплоты отверждения также низкое, и тепловыделение происходит при температуре 110-1 20°С. Эксперименты с диаллилфталатом, инициатором и ингибитором при идентичных концентрациях показывают, что ниже 80°С отверждение не происходит и что температура отверждения должна быть, по меньшей мере, 110°С, прежде чем экзотерма превысит dT=6°C. Экзотерма была обычно гораздо ниже: dT=8-60°C при 120°С и dT=6°C в интервале 80-100°С. Достижение прочности не происходит одновременно с тепловыделением. При 120°С экзотермы появляются между 0,25 и 2 ч, в то время как существенного появления прочности нет после 6 ч. Отверждение при 100°С дает экзотерму максимум в 6°С в интервале 4-10 ч. До 24 ч нет достаточной прочности, которая осложняла бы извлечение термоэлемента из образца.
Напротив, полимерная композиция согласно данному изобретению проявляет приемле11 мый температурный интервал отверждения 65100°С с теми инициаторами и ингибиторами, которые были использованы. Экзотермичность, выраженная как рост температуры (dT) составляет, как правило, 120°С при концентрации ингибитора 0,05 мас.%, а достижение прочности происходит одновременно. Более того, получаемая отвержденная масса практически не обнаруживает усадки в противоположность известной смоле на основе ДАФ.

Claims (9)

1. Агент для создания различных типов зональных уплотнений в нефтяных и газовых скважинах и других типах скважин, включающий инициатор, ингибитор и, возможно, наполнители и другие добавки, отличающийся тем, что указанный агент дополнительно содержит, по меньшей мере, частично ненасыщенный форполимер, выбранный из группы, включающей сложный полиэфир и эпоксивиниловый сложный эфир, и, по меньшей мере, один винилсодержащий сомономер.
2. Агент по п.1, отличающийся тем, что указанный винилсодержащий сомономер выбирают из группы, включающей стирол, винилтолуол и акрилатные соединения.
3. Агент по п.2, отличающийся тем, что указанное акрилатное соединение выбирают из группы, включающей 2-оксиэтилметакрилат и 2-оксипропилметакрилат.
4. Агент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанный форполимер присутствует в количестве 15-75 мас.ч., а указанные винилсодержащие сомономеры в количестве 7515 мас.ч., при этом суммарная масса форполимера и сомономера составляет 100 мас.ч., а инициатор и ингибитор составляют 0,1 -5 и 0,02-2 мас.ч., соответственно.
5. Агент по п.1, отличающийся тем, что указанный наполнитель включает сферические стеклянные бусины.
6. Способ создания различных типов зональных уплотнений в нефтяных, газовых и других скважинах, в котором в требуемую зону, подлежащую герметизации, подают композицию, включающую, по меньшей мере, один мономер, инициатор для термического генерирования свободных радикалов, ингибитор, продлевающий жизнеспособность за счет стабилизации свободных радикалов, и, возможно, один или более наполнителей и других добавок, и затем подвергают указанную композицию радикальной полимеризации, инициированной теплом в зоне скважины при температуре в диапазоне 5-120°С, и получают отвержденную массу, особенно при температурах в диапазоне 651 00°С, отличающийся тем, что в композицию вводят, по меньшей мере, частично ненасыщенный форполимер, выбранный из группы, включающей сложный полиэфир и эпоксивиниловый сложный эфир, и, по меньшей мере, один винилсодержащий сомономер.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что указанные винилсодержащие сомономеры выбирают из группы, включающей стирол, винилтолуол, 2-оксиэтилметакрилат и 2-оксипропилметакрилат.
8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что указанный форполимер подают в количестве от 15 до 75 мас.ч., а указанные винилсодержащие сомономеры в количестве от 75 до 1 5 мас.ч., при этом суммарная масса форполимера и сомономера составляет 100 мас.ч., а инициатор и ингибитор составляют 0,1 -5 и 0,02-2 мас.ч., соответственно.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве указанного наполнителя используют сферические стеклянные бусины.
EA199800328A 1995-10-27 1996-10-25 Средства и способ получения уплотнений в нефтяных и газовых скважинах EA000581B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO954298A NO954298D0 (no) 1995-10-27 1995-10-27 Middel og framgangsmåte for etablering av sonetetninger i olje- og gassbrönner
PCT/NO1996/000255 WO1997015746A1 (en) 1995-10-27 1996-10-25 Means and method for the preparation of sealings in oil and gas wells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA199800328A1 EA199800328A1 (ru) 1998-12-24
EA000581B1 true EA000581B1 (ru) 1999-12-29

Family

ID=19898700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA199800328A EA000581B1 (ru) 1995-10-27 1996-10-25 Средства и способ получения уплотнений в нефтяных и газовых скважинах

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0857246B1 (ru)
CN (1) CN1079883C (ru)
AT (1) ATE333034T1 (ru)
AU (1) AU708005B2 (ru)
BR (1) BR9611209A (ru)
CA (1) CA2235512C (ru)
DE (1) DE69636340T2 (ru)
DK (1) DK0857246T3 (ru)
EA (1) EA000581B1 (ru)
MX (1) MX9803280A (ru)
NO (1) NO954298D0 (ru)
NZ (1) NZ321695A (ru)
WO (1) WO1997015746A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA009859B1 (ru) 2004-06-03 2008-04-28 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ и устройство для выполнения химической обработки вскрытых геологических пластов
AU2005252668B2 (en) 2004-06-03 2008-11-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Geosynthetic composite for borehole strengthening
US7696133B2 (en) 2005-06-02 2010-04-13 Shell Oil Company Geosynthetic composite for borehole strengthening
CN100458024C (zh) * 2006-06-19 2009-02-04 宫述亮 一种地下管道人井管孔封堵方法
BR112013019224A2 (pt) 2011-01-26 2016-10-11 Mi Llc composição, e metodo
GB2518442A (en) * 2013-09-23 2015-03-25 Statoil Petroleum As Method of treating a borehole
CN113355073A (zh) * 2021-06-22 2021-09-07 西南石油大学 一种自适应外柔内刚型纳米封堵剂的合成及水基钻井液

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5048607A (en) * 1990-08-10 1991-09-17 Mobil Oil Corporation In-situ emulsion polymerization of ethylene derivatives
US5346013A (en) * 1992-04-10 1994-09-13 Hoechst Ag Method for reducing or completely stopping the influx of water in boreholes for the extraction of oil and/or hydrocarbon gas
NO176878B (no) * 1992-11-20 1995-03-06 Sinvent As Sementeringsmateriale med regulert herdetid, for anvendelse i dype, varme oljebrönner

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5048607A (en) * 1990-08-10 1991-09-17 Mobil Oil Corporation In-situ emulsion polymerization of ethylene derivatives
US5346013A (en) * 1992-04-10 1994-09-13 Hoechst Ag Method for reducing or completely stopping the influx of water in boreholes for the extraction of oil and/or hydrocarbon gas
NO176878B (no) * 1992-11-20 1995-03-06 Sinvent As Sementeringsmateriale med regulert herdetid, for anvendelse i dype, varme oljebrönner

Also Published As

Publication number Publication date
DE69636340D1 (de) 2006-08-24
DK0857246T3 (da) 2006-10-30
BR9611209A (pt) 1999-12-28
WO1997015746A1 (en) 1997-05-01
EP0857246A1 (en) 1998-08-12
CA2235512C (en) 2004-01-06
CN1200785A (zh) 1998-12-02
DE69636340T2 (de) 2007-06-28
MX9803280A (es) 1998-10-31
CN1079883C (zh) 2002-02-27
CA2235512A1 (en) 1997-05-01
AU7509696A (en) 1997-05-15
NZ321695A (en) 1998-11-25
AU708005B2 (en) 1999-07-29
ATE333034T1 (de) 2006-08-15
EA199800328A1 (ru) 1998-12-24
NO954298D0 (no) 1995-10-27
EP0857246B1 (en) 2006-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5968879A (en) Polymeric well completion and remedial compositions and methods
CA2565816C (en) Thermoset particles with enhanced crosslinking, processing for their production, and their use in oil and natural gas drilling applications
EP1400497B1 (en) Cementing subterranean zone
US20070181302A1 (en) Method for the fracture stimulation of a subterranean formation having a wellbore by using thermoset polymer nanocomposite particles as proppants, where said particles are prepared by using formulations containing reactive ingredients obtained or derived from renewable feedstocks
EA031368B1 (ru) Способ и применение композиции для закрепления рыхлых песчаных пластов в нефтегазоносных скважинах
US5840784A (en) Polymeric compositions and methods for use in low temperature well applications
CA2206283A1 (en) Formulation for creating a pliable resin plug
CA2242222C (en) Polymeric compositions and methods for use in well applications
US20170349805A1 (en) Application of ground expanding agents in cement
US5276074A (en) Enhanced polymer concrete composition
EA000581B1 (ru) Средства и способ получения уплотнений в нефтяных и газовых скважинах
SA110310755B1 (ar) تعزيز مطاط باستخدام حشوات تفاعلية
US6082456A (en) Means and method for the preparation of sealings in oil and gas wells
US5725906A (en) Protective barrier using polymer concrete
WO1994012445A1 (en) Alternative cementing materials for completion of deep, hot oil-wells
US7238229B2 (en) Methods and compositions for cementing in well bores
NO310941B1 (no) Middel og framgangsmate for etablering av sonetetninger i bronner
Kotlik et al. Some ways of polymerizing methyl methacrylate in sandstone
CA1242847A (en) Expandable polymer concrete
CN105492573A (zh) 用于支撑剂的聚合物材料及其制备方法
Sineokov et al. New developments in the field of reactive acrylic adhesives and sealing materials
Kukachka The Applicability of Concrete Polymer Materials for Use in Geothermal Environments
OK Grady et al.(45) Date of Patent: May 18, 2010

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ TM

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ RU