EA012185B1 - Жидкость для обработки ствола скважины, способ модифицирования поверхности порошкообразного твёрдого материала и твердые частицы - Google Patents

Жидкость для обработки ствола скважины, способ модифицирования поверхности порошкообразного твёрдого материала и твердые частицы Download PDF

Info

Publication number
EA012185B1
EA012185B1 EA200701915A EA200701915A EA012185B1 EA 012185 B1 EA012185 B1 EA 012185B1 EA 200701915 A EA200701915 A EA 200701915A EA 200701915 A EA200701915 A EA 200701915A EA 012185 B1 EA012185 B1 EA 012185B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
ether
group
compounds
dialdehyde
solid material
Prior art date
Application number
EA200701915A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200701915A1 (ru
Inventor
Дэвид Боллард
Original Assignee
Эм-Ай Эл.Эл.Си.
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 Эм-Ай Эл.Эл.Си. filed Critical Эм-Ай Эл.Эл.Си.
Publication of EA200701915A1 publication Critical patent/EA200701915A1/ru
Publication of EA012185B1 publication Critical patent/EA012185B1/ru

Links

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
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/06—Clay-free compositions
    • C09K8/12—Clay-free compositions containing synthetic organic macromolecular compounds or their precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G12/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08G12/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
    • C08G12/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
    • C08G12/06—Amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02—Polyamines
    • C08G73/024—Polyamines containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D161/00—Coating compositions based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D161/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C09D161/22—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D179/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
    • C09D179/02—Polyamines
    • 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
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • 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
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/18—Bridging agents, i.e. particles for temporarily filling the pores of a formation; Graded salts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Жидкость для обработки ствола скважины содержит по меньшей мере две фазы, включающие жидкую фазу и твердую фазу, включающую порошкообразный твердый материал с нанесенным покрытием из полимера, представляющего собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Способ модифицирования поверхности порошкообразного твердого материала включает введение порошкообразного твердого материала в контакт с раствором, включающим полиэфирамин на основе простого эфира, и проведение реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Твердые частицы с нанесенным полимерным покрытием, предназначенные для использования в жидкости для обработки ствола скважины, включают порошкообразный твердый материал и полимерное покрытие на поверхности твердого материала, при этом полимер представляет собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем.

Description

Предпосылки изобретения
Для бурения стволов скважин в подземных пластах в течение длительного времени применяли способы вращательного бурения, использующие бурильную головку и бурильные колонны. В ходе проведения такого бурения в буровой скважине обычно циркулируют буровые жидкости или растворы для охлаждения и смазки буровой установки, подъема обломков выбуренной породы из ствола буровой скважины и уравновешивания имеющегося давления подземного пласта. Хорошо известно, что при вскрытии пористого пласта, такого как неуплотненный песок, большие количества рабочей жидкости могут быть вдавлены в пласт под действием давления. Данное уменьшение количества циркулирующей жидкости широко известно как утечка жидкости.
Специалист в соответствующей области техники должен знать то, что для предотвращения утечек жидкости был предложен и использован широкий ассортимент материалов, включающих природные и синтетические материалы. В некоторых случаях данные материалы играют двойственные роли, такие как роли закупоривающих агентов или утяжелителей в жидкости для обработки ствола буровой скважины. Данные материалы для снижения утечек жидкости включаются в фильтрационную корку, которая образуется в ходе всего процесса бурения. Проблема заключается в том, что удаление фильтрационной корки из определенных пластов, в особенности в случае введения скважины в эксплуатацию, может оказаться проблематичным и в результате может привести к необратимому ухудшению эксплуатационных характеристик пласта. Таким образом, существует постоянная потребность в улучшенных способах и материалах, которые можно было бы использовать для снижения утечек жидкости.
Краткое изложение
Жидкость для обработки ствола скважины включает по меньшей мере две фазы, включающие жидкую фазу и твердую фазу. Твердая фаза представляет собой порошкообразный твердый материал с нанесенным покрытием из полимера, который представляет собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем.
Предпочтительно полиэфирамином на основе простого эфира является диамин, а более предпочтительно соединение выступает в роли замедлителя гидратации глин. Диальдегидный сшиватель вступает в реакцию с производным полиэфирамина на основе простого эфира и формирует полимерный материал, образующий покрытие на твердой фазе. Полимер, по существу, солюбилизируется, когда значение рН жидкости имеет величину, меньшую приблизительно 7. Другие компоненты, которые можно включать, а можно и не включать в обрабатывающую жидкость для снижения утечки жидкости, включают утяжелители, добавки, придающие вязкость, и другие обычные компоненты жидкости для обработки ствола скважины, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Полиэфирамин на основе простого эфира в одном предпочтительном и иллюстративном варианте реализации описывается формулой:
Η2Ν-Κ!- { -О-К2- }ш- { -О-Нз- }П’ЫН2/ в которой Κι, К2 и К3 независимо выбираются из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, а т + η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50. В альтернативном варианте полиэфирамин на основе простого эфира можно выбирать, а можно и не выбирать из группы, состоящей из
а) соединений, описывающихся общей формулой:
в которой х имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50; б) соединений, описывающихся общей формулой
СНз
У
в которой Κ может представлять собой Н или С1 -С6 углеродсодержащую группу, а х + у + ζ имеет значение в
- 1 012185 диапазоне от 3 до приблизительно 25; и в) соединений, описывающихся общей формулой:
в которой а + Ь представляет собой число, большее 2; и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Диальдегидный сшиватель можно выбирать, а можно и не выбирать из группы, состоящей из формальдегида, глутарового диальдегида, янтарного диальдегида, этандиаля, тримера глиоксила, параформальдегида, бис(диметил)ацеталя, бис(диэтил)ацеталя, полимерных диальдегидов, таких как окисленный крахмал, и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Настоящее изобретение относится также к способу модифицирования поверхности порошкообразного твердого материала. В одном варианте способ включает введение порошкообразного твердого материала в контакт с раствором, включающим полиэфирамин на основе простого эфира; и проведение реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем.
Кроме того, в объем настоящего изобретения включены твердые частицы с нанесенным полимерным покрытием, предназначенные для использования в жидкости для обработки ствола скважины. Примеры таких твердых материалов с нанесенным полимерным покрытием могут включать порошкообразный твердый материал и полимерное покрытие на поверхности твердого материала, при этом полимер представляет собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегид ным сшивателем.
Дополнительные подробности и информацию в отношении настоящего изобретения можно обна ружить в следующем далее описании.
Подробное описание
Настоящее описание в общем случае относится к использованию на нефтяных месторождениях полимерных соединений, получаемых при проведении реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Получающийся в результате полимер представляет собой твердый материал, нерастворимый в водных рабочих жидкостях, характеризующихся значением рН, большим 7 (то есть основными или щелочными условиями). Однако получающийся в результате полимер растворим в водных рабочих жидкостях, характеризующихся значением рН, меньшим 7 (то есть кислотными условиями). Ценность способности солюбилизировать полимерные материалы, базирующейся на изменении значения рН, должна быть легко понята специалистом в соответствующей области техники. Например, буровой раствор, используемый при бурении подземных скважин, обычно выдерживают в слабощелочных условиях. Таким образом, полимеры настоящего изобретения можно было бы получать под землей в стволе скважины в щелочных условиях, типичных для таких ситуаций. Однако полимерный материал мог бы растворяться и, таким образом, удаляться из ствола скважины во время циркуляции кислотной промывочной жидкости, что обычно осуществляют перед введением подземной скважины в эксплуатацию. Производные полиэфирамина на основе простого эфира, подходящие для использования в настоящем изобретении, должны иметь одну или несколько, а предпочтительно две или более, аминогрупп, которые будут вступать в реакцию с описанными далее диальдегидными сшивателями с образованием полимерных материалов. В одном иллюстративном варианте реализации используют поли(алкиленоксид)диамин, у которого цепи поли(алкиленоксида) на одном конце или на обоих концах имеют концевые аминогруппы. Многие из данных соединений коммерчески доступны в компании НипЕтап С11С1шеа15 под торговым наименованием ΙΕΕΕΑΜΙΝΕ. Предпочитается, чтобы алкиленоксидная группа была бы получена из пропиленоксида, однако в формах статистического или блочного сополимера могут быть использованы и группы, использующие этиленоксид, бутиленоксиды или смеси трех данных типов соединений. Одна такая группа соединений описывается обобщенной формулой:
ΗζΝ-Κτ- { -О-К2- }т- {-О-Вз- ί η-ΝΗ2, в которой Κ,ι, К2 и К3 можно независимо выбирать из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, а т + п имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50. Необходимо помнить о том, что по мере того, как значение х увеличивается, материал становится все более олеофильным. Соединения, попадающие в диапазон данной формулы, характеризуются молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 78 атомных единиц массы (а.е.м.) до приблизительно 3700 а.е.м., однако предпочтительными являются соединения, характеризующиеся молекулярной массой в диапазоне от 100 до 2000 а.е.м.
Примеры подходящих для использования коммерчески доступных соединений включают производные диаминов, описывающиеся общей формулой:
- 2 012185
в которой х может иметь значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50 или бо лее.
Предпочтительно значение х находится в диапазоне от 2 до приблизительно 10, а более предпочтительно от 2 до 6.
Также можно использовать и производные полиэфирамина на основе простого эфира, которые имеют более двух реакционно-способных аминогрупп. Одно такое предпочтительное триаминовое производное описывается формулой:
Н2С·
к—с—сн2- -о—сн2—снI мн2
в которой К может представлять собой Н или С1-С6 углеродсодержащую группу, предпочтительно С2 алкильную группу, а х + у + ζ имеет значение в диапазоне от 3 до приблизительно 25, а предпочтительно значение в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 6.
В дополнение к этому могут быть использованы производные частично прореагировавших аминов. Например, частично сшитые соединения, такие как
в которой а + Ь представляет собой число, большее 2, а предпочтительно находящееся в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 15, а более предпочтительно от приблизительно 9 до приблизительно 10.
Описанные выше производные полиэфирамина на основе простого эфира вступают в реакцию со сшивателями на диальдегидной основе с образованием полимерных соединений, используемых в настоящем изобретении. Используемыми соединениями будет являться широкий ассортимент сшивателей на диальдегидной основе, включающий формальдегид, глутаровый диальдегид, янтарный диальдегид или глиоксаль, а также соединения, которые образуют такие сшиватели, как тример глиоксила и параформальдегид, бис(диметил)ацеталь, бис(диэтил)ацеталь, полимерные диальдегиды, такие как окисленный крахмал. Предпочтительно сшивателем является низкомолекулярный бифункциональный альдегид, такой как 1,2-этандион, который также известен под наименованием этандиаль и глиоксаль. Глиоксаль наиболее широко используют в качестве сшивателя при получении смол, придающих несминаемость текстилям, он также находит себе применение при получении влагостойких клеев и адгезивов, а также влагостойких связующих для литейных масс. Глиоксаль также используют в качестве диспергатора и солюбилизатора для водорастворимых полимеров, таких как простые эфиры карбоксиметилцеллюлозы и целлюлозы. Глиоксаль применяется в стабилизаторах грунтов и системах цементирования, он увеличивает предел прочности при сжатии у цемента. Например, глиоксаль использовали в комбинации с различными водорастворимыми полимерами, такими как гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), хитозан, желатин, в качестве добавок, придающих вязкость, в цементирующих рабочих жидкостях.
Также предусматривается пригодность для использования и соединений, которые образуют глиоксил при нагревании, например тримера глиоксила, который образует глиоксил при нагревании.
Специалист в соответствующей области техники должен понимать то, что на соотношение молярных эквивалентов производного полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидного сшивателя (здесь и далее в настоящем документе называемое соотношением ПА: ДА) будет оказывать влияние степень сшивания, достигаемая при реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира
- 3 012185 и диальдегидным сшивателем. Специалист в данной области техники должен понимать то, что при стехиометрически сбалансированном уравнении два молярных эквивалента амина сочетаются друг с другом при помощи одного молярного эквивалента диальдегида. В результате стандартного варьирования соотношения молярных эквивалентов ПА: ДА специалист в данной области техники должен легко суметь определить надлежащее соотношение молярных эквивалентов, позволяющее получить желательную вязкость. Ясно также то, что при использовании высокого соотношения молярных эквивалентов ПА:ДА будет получаться минимально сшитый полимер, характеризующийся высокой текучестью (то есть, низкой вязкостью). Например, соотношение ПА: ДА, большее 50:1, приводит к получению полимера, характеризующегося минимальным сшиванием и, таким образом, исключительно минимальным изменением вязкости в сопоставлении с несшитым полиэфирамином на основе простого эфира. С другой стороны, очень низкое соотношение ПА:ДА, например, равное 10:1, должно приводить к получению высокого уровня сшивания и, таким образом, более вязкой рабочей жидкости. По мере того, как будет достигаться идеальное молярное соотношение ПА: ДА (то есть, 2:1), рабочие жидкости будут становиться очень вязкими, а многие станут материалами, подобными твердой фазе.
В дополнение к описанным выше иминообразующим реакциям предусматривается возможность прохождения и других химических реакций, содействующих получению продукта реакции/полимера. Например, между карбонильными группами могут образовываться гемиацетальные связи, которые, в свою очередь, способствуют получению трехмерного, нерастворимого, сшитого материала. Основания для данного соображения заключаются в том, что реакция для чисто бифункциональных мономеров предположительно будет приводить к получению полимеров, обладающих в значительной степени линейной структурой. Специалист в данной области техники должен понимать то, что такие полимерные молекулы будут более растворимы в сопоставлении с полимерными молекулами, полученными в описанных реакциях.
Вне зависимости от фактической молекулярной теории, которая наилучшим образом описывает получение описанных материалов, реакцию между производными полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидными соединениями, описанными в настоящем документе, можно проводить различными способами. В одном варианте реализации настоящего изобретения мономеры можно просто перемешивать друг с другом до получения полимерного материала. Другими словами, растворители или текучие носители, растворяющие или суспендирующие реакционную смесь, не требуются, но могут оказаться желательными при содействии облегчению проведения манипуляций с полимером и его переработки. Наблюдали то, что в некоторых случаях полиэфирамин на основе простого эфира в разбавленных растворах можно сшивать до получения полимерного материала, подобного твердой фазе/гелю. Отмечали, что скорость реакции можно регулировать в результате изменения значения рН раствора полиэфирамина на основе простого эфира. В качестве иллюстративных примеров используются следующие две реакции:
Реакция А. 1 мл поли(пропиленоксид)диамина, коммерчески доступного под наименованием 1е££атте Ό230 в компании НиПътап СНет1са1к (рН ~12), смешивали с 1 мл 40%-ного раствора этандиаля. Наблюдали, что быстрая полимеризация постадийно приводила к получению воскообразного материала, характеризующегося приблизительным значением рН 8. По истечении 10 минут материал становился твердым и жестким.
Реакция В. 1 мл поли(пропиленоксид)диамина, коммерчески доступного под наименованием 1е££атте Ό230 в компании НипЫпап СйетюаИ (значение рН доводили до 9,5 при помощи хлористоводородной кислоты), вводили в реакцию с 1 мл 40%-ного раствора этандиаля. Получающаяся в результате смесь характеризовалась значением рН 5,9. По истечении 7 мин смесь приводила к получению вязкой гелеобразной текучей среды. По истечении 11 минут получали полутвердую фазу. По истечении 82 мин получали материал, подобный жесткой твердой фазе.
Специалист в данной области техники должен понимать и осознавать то, что значительное влияние на скорость реакции могут оказывать и другие факторы, такие как температура. В ходе систематического проведения экспериментов специалист способен определить идеальные условия достижения предварительно заданного результата, будь это гелеобразная текучая среда, или твердый воскообразный материал или твердый жесткий материал. Также необходимо понимать и то, что для получения полимера, характеризующегося определяемым временем схватывания, в сферах применения на нефтяных месторождениях можно оптимизировать условия проведения реакции, такие как значение рН, концентрация реагентов, температура и тому подобное. Использование такой информации будет способствовать внутрискважинному размещению рабочих жидкостей, описанных в настоящем описании, в предварительно заданном месте буровой скважины до того, как они станут материалом, подобным твердой фазе.
Реакцию между производными полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем можно проводить при использовании методики суспензионной полимеризации. При проведении суспензионной полимеризации полимер получают в текучем носителе. Обычно мономеры в текучем носителе нерастворимы и стабилизируются в текучем носителе до и во время полимеризации при помощи поверхностно-активных веществ. Следующий далее пример иллюстрирует данный способ получения полимеров, описанных в настоящем документе.
Суспензионный полимер на основе полиэфирамина на основе простого эфира/диальдегида получа
- 4 012185 ли следующим образом. Приблизительно 45 г текучего носителя на основе минерального масла (Έδοαίά 110) отвешивали в химический стакан объемом 100 мл и помещали на низкоскоростной смеситель при приблизительно 600 об/мин. Добавляли приблизительно 1 мл поверхностно-активного суспендирующего вещества (СгШ 4) и смеси давали возможность перемешиваться в течение приблизительно 1 минуты. Добавляли приблизительно 3 мл 40%-ного раствора этандиаля в воде и диспергированию давали возможность протекать в течение приблизительно 5 минут. К данной смеси в течение приблизительно 2 ч по каплям добавляли 10 мл поли(пропиленоксид)диамина, коммерчески доступного под наименованием .Тейатте И2000 в компании Нипйтап ΟιοιηίοαΠ После этого реакционную смесь отфильтровывали и получающийся в результате твердый материал промывали при помощи текучего носителя, а после этого высушивали на воздухе в течение 48 ч. После высушивания на воздухе получающаяся в результате твердая фаза состояла из мягких эластичных гранул.
Специалист в соответствующей области техники после рассмотрения вышеизложенного описания должен оценить легкость, с которой можно получать данные полимерные материалы. Предусматривается возможность использования данных гранул как продукта самих по себе в качестве материалов, предотвращающих потерю циркуляции, или закупоривающих материалов, медленно высвобождающегося биоцида или смазывающих гранул. Данные гранулы обнаруживают дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они разлагаются в слабокислых условиях. Ясно, что это означает возможность при необходимости удаления гранул из линий потока, соединяющих ствол буровой скважины с продуктивной зоной вскрытого пласта. Таким образом, предполагается то, что данные гранулы не будут сдерживать или ограничивать добычу текучих сред из пласта. В альтернативном варианте можно разработать методику суспензионной полимеризации, которую можно было бы использовать для получения суспензий полимерных гранул на буровой площадке. Такие полимерные гранулы, полученные на месте проведения работ, можно было бы использовать для обработки, предотвращающей потерю циркуляции, при перекрытии водоносных горизонтов или в других сферах применения в подземных скважинах.
Специалист в данной области техники должен понимать то, что описанные выше производные полиэфирамина на основе простого эфира использовали в буровых растворах в качестве замедлителей гидратации глин. Примеры такого использования можно обнаружить в следующих патентах и опубликованных заявках США: 6247543, 6484821, 6609578, 6857485 и 2003/0148892, содержание которых включается в настоящий документ путем ссылки. Кроме того, необходимо понимать то, что стволы скважин, пробуренные с использованием буровых растворов, содержащих данные замедлители гидратации глин, по меньшей мере, частично вскрывают подземный пласт, при этом формируется фильтрационная корка на стенке ствола скважины. Как буровой раствор, который может частично вскрывать пласт, так и фильтрационная корка включают описанные выше производные полиэфирамина на основе простого эфира. Таким образом, предусматривается то, что введение источника диальдегида во внутрискважинную среду в результате будет приводить к быстрому прохождению полимеризации уже присутствующих там производных полиэфирамина на основе простого эфира.
В одном таком иллюстративном способе ствол скважины пробуривают при использовании бурового раствора, который включает производное полиэфирамина на основе простого эфира в качестве замедлителя гидратации глин. Циркуляцию бурового раствора останавливают и после этого в бурильной колонне, по меньшей мере, частично осуществляют циркуляцию состава вытеснительной жидкости для получения промывочной/вытеснительной жидкости. Это делает возможным введение в бурильную колонну состава, содержащего источник диальдегида. За диальдегидным составом следует вторая вытеснительная жидкость, и внутри скважины осуществляют циркуляцию всей последовательности рабочих жидкостей.
Специалист в соответствующей области техники должен понимать то, что диальдегидная жидкость может быть помещена в любое место по длине ствола буровой скважины, и она сможет обеспечить прохождение достаточного времени для протекания реакции и полимеризации с участием полиэфираминов на основе простых эфиров, присутствующих в пласте и/или фильтрационной корке. Таким образом, предусматривается возможность образования полимерных соединений настоящего изобретения в буровой скважине по месту для целей, таких как закрепление рыхлых песчаных пластов, снижение утечки жидкости, стабилизация ствола буровой скважины. Использование активируемого под действием нагревания тримера глиоксаля будет придавать внутрискважинной реакции полимеризации дополнительные измерение и контроль.
Как упоминалось выше, полимерные соединения настоящего изобретения являются в особенности подходящими для внутрискважинного использования, поскольку они могут быть разработаны для получения соединений, подобных прочной твердой фазе, в слабощелочных условиях, обычно встречающихся в буровых жидкостях и растворах. Специалист в соответствующей области техники должен понимать то, что это сделает возможным внутрискважинное формирование ствола скважины, демонстрирующего улучшенную стабильность, и, при желании, вероятно, будет приводить к химическому креплению ствола скважины. Как отмечалось ранее, полимеры настоящего изобретения легко солюбилизируются при воздействии слабой кислоты. Таким образом, предусматривается быстрота удаления образовавшегося полимера в результате простой промывки кислотой, что сделает возможным легкое удаление в ходе цирку
- 5 012185 ляции рабочих жидкостей. Специалист в соответствующей области легко должен понять то, что возможность обеспечения химического крепления ствола скважины при использовании недорогих коммерчески доступных соединений имеет значительную ценность для промышленности. Тот факт, что химическое крепление ствола скважины будет легко устраняться в результате промывки слабой кислотой, будет представлять собой только дополнительное преимущество.
Настоящее изобретение также включает модифицирование свойств поверхности твердых материалов полимерами настоящего изобретения. Говоря конкретно, один такой иллюстративный вариант реализации включает способ модифицирования поверхности порошкообразного твердого материала, предпочтительно твердых минеральных материалов или утяжелителей, используемых в буровых растворах и других жидкостях для обработки ствола скважины. Иллюстративный вариант способа включает введение порошкообразного твердого материала в контакт с раствором, включающим полиэфирамин на основе простого эфира, а после этого проведение реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Производные полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидный сшиватель, используемые в данном способе, представляют собой те из них, которые были описаны выше. Порошкообразный твердый материал, используемый в одном варианте реализации, может представлять собой утяжелитель или закупоривающий агент, обычно используемые в рабочих жидкостях для обработки ствола буровой скважины, примеры которых включают барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и смеси данных и подобных материалов, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Для лучшей иллюстрации вышеупомянутого способа нанесения покрытия на порошкообразные твердые материалы при использовании полимеров, описанных в настоящем документе, приводится следующий пример.
130 г барита помещали в 224 г минерального масла (Έδοηίά 110) вместе с 3 мл полиэфирамина на основе простого эфира (Тейатше) и перемешивали при помощи смесителя с большими сдвиговыми усилиями 8Пусг5ОП. оборудованного эмульгирующей сеткой, при 6000 об/мин в водяной бане для регулирования температуры. Как указывается в приведенной далее таблице, к смеси по каплям добавляли предварительно определенное количество 40%-ного раствора глиоксаля (этандиаля).
Количества, использованные для получения образцов модифицированного барита на основе полиэфирамина на основе простого эфира (1ейат1пе) и этандиаля (глиоксаля)
3 г Де££аш1пе Добавленный 40%-ный глиоксаль Наблюдение
Й400 1 мл
Т403 1 мл
Й2000 0,5 мл
Т5000 0, 5 мл С трудом высушивается на воздухе, все еще довольно липкий по истечении 64 часов
Добавление продолжали до тех пор, пока барит не начинал флоккулировать. Суспензию отфильтровывали при использовании воронки Бюхнера и барит собирали на фильтровальной бумаге ХУКПтап 541. После этого получающийся в результате порошкообразный твердый материал высушивали на воздухе во вытяжном шкафу в течение 64 ч.
Вышеупомянутый порошкообразный твердый материал использовали при получении возможных жидкостей для обработки ствола скважины с целью испытания их свойств. Иллюстративные рабочие жидкости получали в результате смешивания 100 г порошкообразного твердого материала (то есть барита с нанесенным полимерным покрытием) и 200 г минерального масла, содержащего 4 г загустителя на основе органофильной глины, после этого добавления 30 мл 20%-ного раствора хлористого кальция. Если получение данных рабочих жидкостей проходило успешно, то тогда данные рабочие жидкости затем подвергали горячему вальцеванию при 121°С в течение 16 ч, а после этого измеряли характеристики их реологической и электрической стабильности. Данные примеров приведены в следующей далее таблице.
- 6 012185
Свойства образцов, полученных при использовании образцов кодифицированного барита после динамического старения при 121°С в течение 16 ч
Образец модифицированного барита Структурная вязкость Пре- дел текучести 6 об/мин 3 об/мин 10 сек/10 м геля Электрическая стабильность Наблюдения
Контрольный барит (отсутствие покрытия) Получение жидкости перед старением не было успешным, после добавления солевого раствора барит становится смоченным водой
64 00 5 39 40 40 32/- 693 Некоторое оседание, но хорошее повторное перемешивание
Т403 9 16 19 19 12/- 1034 Некоторое оседание, но хорошее повторное перемешивание
02000 10 13 11 11 13/19 316 Некоторое оседание, но барит все еще смачивается маслом
Т5000 9 7 6 б 7/- 393 Некоторое оседание, но барит все еще смачивается маслом
Реологические свойства протестированы при 50°С с использованием реометра Раил 35 Р11сотс1сг.
После ознакомления специалист в соответствующей области техники должен понять то, что вышеописанные результаты демонстрируют возможность превращения поверхности барита из влаголюбивой, гидрофильной в олеофильную в результате размещения на барите покрытия из полимеров на основе полиэфирамина на основе простого эфира/диальдегида. Это продемонстрировано тем, что жидкость при использовании барита без нанесенного покрытия получить было невозможно. Как только к суспензии, образованной баритом без нанесенного покрытия и маслом, добавляли приблизительно 10 мл солевого раствора, барит становился смоченным водой и агломерировал. В противоположность этому, все образцы барита с нанесенным покрытием были способны обеспечивать получение стабильных жидкостей, содержащих однородно диспергированный барит, смоченный маслом. Данные рабочие жидкости были достаточно стабильны для того, чтобы их можно было бы подвергать динамическому старению при 121°С. Результаты, полученные после старения, свидетельствуют о том, что частицы барита с нанесенным покрытием эмульгируют солевой рассол в рабочей жидкости с образованием стабилизированных твердых частиц или эмульсии «Пикеринга». Это отображают относительно высокие значения электрической стабильности, которые представляют собой напряжения, необходимые для разрушения эмульсии. Принимая во внимание отсутствие в жидкости других поверхностно-активных веществ, исполняющих данную функцию, специалист в соответствующей области техники должен понять то, что поверхность барита была модифицирована слоем полимера, позволяющим частицам барита вести себя данным образом. После старения реологические свойства жидкостей также свидетельствуют о том, что барит все еще остается однородно диспергированным в рабочей жидкости.
В дополнение к общему наблюдению, свидетельствующему о том, что образцы барита с нанесенным покрытием приводят к получению стабильных жидкостей, специалист в соответствующей области техники должен понимать и то, что на свойства жидкости будет оказывать влияние и тип полиэфирамина
- 7 012185 на основе простого эфира, используемого в полимерном покрытии на барите. Кроме того, необходимо понимать то, что жидкости, полученные из модифицированных баритов, полученных с использованием более низкомолекулярных полиэфираминов на основе простых эфиров (например, 1сПаттс Ό400 и 1еП£аш1ие Т403), приводят к достижению повышенных показателей электрической стабильности и реологических значений в сопоставлении с жидкостями, полученными из баритов, модифицированных с использованием более высокомолекулярных полиэфираминов на основе простых эфиров (например, 1еППашше Ό2000 и 1еППашше Т5000).
С учетом приведенного выше описания специалист в соответствующей области техники должен понимать и осознавать то, что один иллюстративный вариант реализации настоящего изобретения включает способ снижения утечки бурового раствора из ствола скважины в подземный пласт. Вариант способа включает бурение ствола скважины с использованием бурового раствора на водной основе, который включает водную фазу и замедлитель гидратации глин, предпочтительно производное полиэфирамина на основе простого эфира, и циркуляцию в стволе скважины текучего состава, который включает диальдегидный сшиватель. В одном иллюстративном варианте реализации полиэфирамин на основе простого эфира описывается формулой:
Η2Ν-ΚΧ- { -О-К2- и- { -О-Кз- }η-ΝΗ2, в которой Κ1, К2 и К3 можно независимо выбирать из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, а ш + η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50. В альтернативном варианте полиэфирамин на основе простого эфира можно выбирать, а можно и не выбирать из группы, состоящей из:
а) соединений, описывающихся общей формулой:
в которой х имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50;
б) соединений, описывающихся общей формулой:
в которой Κ может представлять собой Н или С1-С6 углеродсодержащую группу, а х + у + ζ имеет значение в диапазоне от 3 до приблизительно 25; и в) соединений, описывающихся общей формулой:
Г Ί -о-сн2—сн- г 1Ί 1 χ' \ 1 _н н. ' -сн—снг-о - 1 г
сн3 г д СНз
в которой а + Ь представляет собой число, большее 2; и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Диальдегидный сшиватель можно выбирать, а можно и не выбирать из группы, состоящей из формальдегида, глутарового диальдегида, янтарного диальдегида, этандиаля; тримера глиоксила, параформальдегида, бис(диметил)ацеталя, бис(диэтил)ацеталя, полимерных диальдегидов, таких как окисленный крахмал, и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
В одном необязательном и иллюстративном варианте реализации заявленного способа стадию циркуляции в стволе скважины текучего состава, включающего диальдегидный сшиватель, расширяют до включения формирования последовательности или серии рабочих жидкостей. В одном таком варианте реализации в ствол скважины вводят вытеснительную жидкость и часть бурового раствора вытесняют
- 8 012185 первой вытеснительной жидкостью. Реализацию способа продолжают за счет введения в ствол буровой скважины текучего состава после первой вытеснительной жидкости, а после этого вытеснения дополнительной части бурового раствора. Вторую вытеснительную жидкость вводят в ствол скважины после текучего состава и до предварительно заданной позиции в стволе скважины осуществляют циркуляцию первой вытеснительной жидкости, текучего состава и второй вытеснительной жидкости.
Для увеличения плотности состава для снижения утечки жидкости он необязательно может включать, а может и не включать утяжелитель. Специалист в соответствующей области техники должен осознавать возможность использования широкого ассортимента утяжелителей. В одном иллюстративном варианте реализации утяжелитель выбирают из группы, состоящей из водных солевых растворов неорганических солей, барита, гематита, кальцита, карбоната кальция и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Настоящее изобретение также относится и к составу для снижения утечки жидкости, композиция которого содержит водную фазу, полиэфирамин на основе простого эфира и диальдегидный сшиватель. В одном иллюстративном варианте реализации полиэфирамин на основе простого эфира и диальдегидные сшиватели присутствуют в двух раздельных фазах или компонентах жидкости. Таким образом, иллюстративный вариант реализации может включать, а может и не включать первую порцию водной фазы, которая содержит производное полиэфирамина на основе простого эфира, и вторую порцию водной фазы, которая содержит диальдегидный сшиватель. В таком иллюстративном варианте реализации может быть, а может и не быть желательным случай, когда первая порция водной фазы будет отделена от второй порции водной фазы третьей порцией водной фазы, которая исполняет функцию вытеснительной жидкости. В альтернативном варианте полиэфирамин на основе простого эфира или диальдегидный сшиватель, предпочтительно диальдегидный сшиватель, может быть сделан временно нереакционноспособным. Этого можно добиться в результате инкапсулирования или в результате выбора температурозависимого источника или другого химически или физически контролируемого источника реакционноспособного соединения. Например, температурозависимым источником реакционноспособного диальдегида могут являться тример глиоксила или параформальдегид, бис(диметил)ацеталь, бис(диэтил) ацеталь, полимерные диальдегиды, такие как окисленный крахмал, и комбинации данных и подобных соединений.
Иллюстративный состав для снижения утечки жидкости может использовать, а может и не использовать полиэфирамин на основе простого эфира, описывающийся формулой:
Н2м-В!-{ -о-В2-}т- { -О-Кз- }η-ΝΗ2, в которой К1, К2 и К3 можно независимо выбирать из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, а т + η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50, и сшиватель. В одном иллюстративном варианте реализации полиэфирамин на основе простого эфира описывается формулой:
Η2Ν-Κ1·-{-Ο-Κ2-}π-{-Ο-Β3-}„-ΝΗ2, в которой К1, К2 и К3 можно независимо выбирать из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, а т + η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50. В альтернативном варианте полиэфирамин на основе простого эфира можно выбирать, а можно и не выбирать из группы, состоящей из: а) соединений, описывающихся общей формулой:
в которой х имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50; б) соединений, описывающихся общей формулой:
- 9 012185 в которой В может представлять собой Н или С1-С6 углеродсодержащую группу, а х + у + ζ имеет значение в диапазоне от 3 до приблизительно 25; и в) соединений, описывающихся общей формулой:
в которой а + Ь представляет собой число, большее 2; и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Диальдегидный сшиватель, используемый в иллюстративном составе для снижения утечки жидкости, можно выбирать, а можно и не выбирать из группы, состоящей из формальдегида, глутарового диальдегида, янтарного диальдегида, этандиаля, тримера глиоксила, параформальдегида, бис(диметил)ацеталя, бис(диэтил)ацеталя, полимерных диальдегидов, таких как окисленный крахмал, и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Другие компоненты, которые можно включать, а можно и не включать в состав для снижения утечки жидкости, включают утяжелители, добавки, придающие вязкость, и другие обычные компоненты жидкости для обработки ствола скважины, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники. В одном таком иллюстративном варианте реализации для увеличения плотности состава для снижения утечки жидкости он включает утяжелитель. Иллюстративные примеры таких утяжелителей включают водные солевые растворы неорганических солей, барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и комбинации данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
После ознакомления с объемом настоящего описания специалист в соответствующей области техники должен понимать то, что в объем настоящего изобретения входит и способ стабилизации ствола скважины, вскрывающей подземный пласт. Один такой иллюстративный способ включает бурение ствола скважины с использованием бурового раствора на водной основе, композиция которого включает водную фазу и замедлитель гидратации глин, который предпочтительно представляет собой производное полиэфирамина на основе простого эфира, и циркуляцию в стволе скважины стабилизирующей жидкости, включающей диальдегидный сшиватель.
Производное полиэфирамина на основе простого эфира, используемое в данном иллюстративном варианте реализации, может описываться, а может и не описываться формулой:
НгЫ-Вг- {-О-К2- {-О-В3- }П-ИН2, в которой В1, В2 и В3 можно независимо выбирать из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, а т + η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50. В одном иллюстративном варианте реализации полиэфирамин на основе простого эфира описывается формулой:
Η2Ν-Β1-( -О-К2-}т- { -о-в3-) п-мн2, в которой В1, В2 и В3 можно независимо выбирать из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, а т + η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50. В альтернативном варианте полиэфирамин на основе простого эфира можно выбирать, а можно и не выбирать из группы, состоящей из: а) соединений, описывающихся общей формулой:
в которой х имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50; б) соединений, описывающихся общей формулой:
- 10 012185 в которой К может представлять собой Н или С1-С6 углеродсодержащую группу, а х + у + ζ имеет значение в диапазоне от 3 до приблизительно 25; и
в) соединений, описывающихся общей формулой:
С -ΐ Г X
-о-сн2—снн г -СН—СН2—О
4 ч |
СНз СН3
ί б а
в которой а + Ь представляет собой число, большее 2; и комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
В иллюстративном способе используют стабилизирующую жидкость, которая включает диальдегидный сшиватель. В одном варианте реализации диальдегидный сшиватель можно выбирать, а можно и не выбирать из соединений, включающих формальдегид, глутаровый диальдегид, янтарный диальдегид, этандиаль, тример глиоксила, параформальдегид, бис(диметил)ацеталь, бис(диэтил)ацеталь, полимерные диальдегиды, такие как окисленный крахмал, и комбинации данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники. В одном предпочтительном иллюстративном варианте реализации диальдегидный сшиватель инкапсулирован таким образом, чтобы обеспечить контроль реакционной способности по отношению к полиэфирамину на основе простого эфира. В альтернативном варианте полиэфирамин на основе простого эфира или диальдегидный сшиватель, предпочтительно диальдегидный сшиватель, может быть выполнен временно нереакционноспособным. Этого можно добиться в результате выбора температурозависимого источника или другого химически или физически контролируемого источника реакционноспособного соединения. Например, температурозависимым источником реакционноспособного диальдегида могут являться тример глиоксила или параформальдегид, бис(диметил)ацеталь, бис(диэтил)ацеталь, полимерные диальдегиды, такие как окисленный крахмал, и комбинации данных и подобных соединений.
Другие компоненты, которые можно включать, а можно и не включать в жидкости, используемые в иллюстративном способе, включают утяжелители, добавки, придающие вязкость, и другие обычные компоненты жидкости для обработки ствола скважины, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники. В одном таком иллюстративном варианте реализации для увеличения плотности состава для снижения утечки жидкости состав включает утяжелитель. Иллюстративные примеры таких утяжелителей включают водные солевые растворы неорганических солей, барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и комбинации данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
В одном предпочтительном и иллюстративном варианте реализации заявленного способа можно проводить, а можно и не проводить дополнительные стадии. Такая дополнительная стадия может включать формирование фильтрационной корки на стенках ствола скважины, при этом фильтрационная корка включает производное полиэфирамина на основе простого эфира; прекращение циркуляции стабилизирующей жидкости в предварительно заданном месте вдоль ствола скважины и закрытие скважины на предварительно заданный период времени, достаточный для прохождения реакции между полиэфирамином на основе простого эфира в фильтрационной корке и диальдегидным сшивателем.
Настоящее изобретение дополнительно включает систему жидкости для стабилизации ствола скважины, вскрывающей подземный пласт. Иллюстративный и предпочтительный вариант реализации такой системы жидкости включает первую рабочую жидкость, включающую водную фазу и замедлитель гидратации глин, являющийся производным полиэфирамина на основе простого эфира, и вторую рабочую жидкость, включающую диальдегидный сшиватель. Комбинирование первой и второй рабочих жидкостей в результате приводит к получению полимера, образованного из производного полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидного сшивателя. Предпочтительные и иллюстративные варианты реализации полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидного сшивателя подробно были представлены выше, таким образом, дополнительное изложение является излишним и должно быть хорошо понятно специалисту в соответствующей области техники.
В одном иллюстративном варианте реализации полиэфирамин на основе простого эфира и диальдегидные сшиватели присутствуют в двух раздельных фазах или компонентах жидкости. Таким образом, иллюстративный вариант реализации может включать, а может и не включать первую порцию водной фазы, которая содержит производное полиэфирамина на основе простого эфира, и вторую порцию водной фазы, которая содержит диальдегидный сшиватель. В таком иллюстративном варианте реализации может быть, а может и не быть желательным случай, когда первая порция водной фазы будет отделена от второй порции водной фазы третьей порцией водной фазы, которая исполняет функцию вытеснительной жидкости. В альтернативном варианте полиэфирамин на основе простого эфира или диальдегидный сшиватель, предпочтительно диальдегидный сшиватель, может быть выполнен временно нереакционноспособным. Этого можно добиться в результате инкапсулирования или в результате выбора температурозависимого источника или другого химически или физически контролируемого источника реакцион- 11 012185 носпособного соединения. Например, температурозависимым источником реакционноспособного диальдегида могут являться тример глиоксила или параформальдегид, бис(диметил)ацеталь, бис(диэтил) ацеталь, полимерные диальдегиды, такие как окисленный крахмал, и комбинации данных и подобных соединений.
Другие компоненты, которые можно включать, а можно и не включать в жидкости, включают утяжелители, добавки, придающие вязкость, и другие обычные компоненты жидкости для обработки ствола скважины, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники. В одном таком иллюстративном варианте реализации для увеличения плотности состава для снижения утечки жидкости в него включается утяжелитель. Иллюстративные примеры таких утяжелителей включают водные солевые растворы неорганических солей, барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и комбинации данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Необходимо понимать то, что настоящее изобретение может включать добавку для закрепления ствола подземной скважины, которая является продуктом реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Предпочтительные и иллюстративные варианты реализации полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидного сшивателя подробно были представлены выше и, таким образом, без дополнительного изложения должны быть понятны специалисту в соответствующей области техники.
Могут иметься и другие компоненты, которые можно включать, а можно и не включать в состав композиции иллюстративной добавки для закрепления ствола подземной скважины. Примеры таких необязательных компонентов включают утяжелители, добавки, придающие вязкость, и другие обычные компоненты жидкости для обработки ствола скважины, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники. В одном таком иллюстративном варианте реализации для увеличения плотности состава для снижения утечки жидкости в него включен утяжелитель. Иллюстративные примеры таких утяжелителей включают водные солевые растворы неорганических солей, барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и комбинации данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Еще одним аспектом настоящего описания, который должен понять специалист в соответствующей области техники, является способ модифицирования поверхности порошкообразного твердого материала. В одном таком иллюстративном способе осуществляют введение порошкообразного твердого материала в контакт с раствором, включающим полиэфирамин на основе простого эфира, и проведение реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Кроме того, в объем настоящего описания включают твердые частицы с нанесенным полимерным покрытием, предназначенные для использования в жидкости для обработки ствола скважины. Примеры таких твердых материалов с нанесенным полимерным покрытием могут включать порошкообразный твердый материал и полимерное покрытие на поверхности твердого материала, при этом полимер представляет собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Кроме того, входящими в объем настоящего описания считаются и жидкости для обработки ствола скважины, содержащие такие твердые частицы с нанесенным полимерным покрытием. Одна такая иллюстративная жидкость включает текучую фазу и твердую фазу, включающую порошкообразный твердый материал с нанесенным покрытием из полимера, который представляет собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем. Текучую фазу можно выбирать, а можно и не выбирать из водной жидкости, масляной жидкости, а также комбинаций данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Предпочтительные и иллюстративные варианты реализации полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидного сшивателя, используемые в отмеченных иллюстративных вариантах реализации, подробно были представлены выше. Таким образом, такие соединения должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
В каждом из вышеупомянутых вариантов реализации твердыми материалами предпочтительно являются материалы, которые хорошо известны в качестве утяжелителей и закупоривающих агентов в буровых растворах и жидкостях для обработки ствола скважины. Иллюстративные примеры таких твердых материалов включают водные солевые растворы неорганических солей, барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и комбинации данных и других подобных соединений, которые должны быть хорошо известны специалисту в соответствующей области техники.
Несмотря на то что способы и композиции, раскрытые выше, были описаны с использованием предпочтительных или иллюстративных вариантов реализации, специалистам в соответствующей области техники должно быть очевидно то, что в способ, описанный в настоящем документе, могут быть внесены изменения без отклонения от концепции и объема заявленной сущности предмета. Все такие подобные замещения и модификации, очевидные для специалистов в соответствующей области техники, считаются попадающими в объем и концепцию сущности предмета, которая представлена в следующей далее формуле изобретения.

Claims (18)

1. Жидкость для обработки ствола скважины, содержащая по меньшей мере две фазы, включающие жидкую фазу и твердую фазу, включающую порошкообразный твердый материал с нанесенным покрытием из полимера, представляющего собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем.
2. Жидкость по п.1, в которой полиэфирамин на основе простого эфира имеет формулу
НгЫ-К!- { -О-В2- { -О-Н,-} ,,-МН>, в которой К1, К2 и К3 независимо выбраны из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, т+η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50.
3. Жидкость по п.1, в которой полиэфирамин на основе простого эфира выбран из группы, состоящей из:
а) соединений, имеющих общую формулу в которой х имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50; б) соединений, имеющих общую формулу в которой К представляет собой Н или С; -С6 углеродсодержащую группу, х+у+ζ имеет значение в диапазоне от 3 до приблизительно 25; и
в) соединений, имеющих общую формулу
*· 1 -о-снг—сн- 1 1 / \ 1 -ΙΨ Ν~ чН Н . -сн—сн2-о - СНз ч - а СН3
в которой а+Ь представляет собой число, большее 2;
и их комбинаций и смесей.
4. Жидкость по п.1, в которой диальдегидный сшиватель выбран из группы, состоящей из формальдегида, глутарового диальдегида, янтарного диальдегида, этандиаля, тримера глиоксила, параформальдегида, бис(диметил)ацеталя, бис(диэтил)ацеталя, окисленного крахмала и их комбинаций и смесей.
5. Жидкость по п.1, в которой порошкообразный твердый материал выбран из группы, состоящей из барита, гематита, кальцита, карбоната кальция и их смесей.
6. Жидкость по п.1, в которой жидкая фаза выбрана из группы, состоящей из водной жидкости, масляной жидкости и их смесей.
7. Жидкость по п.6, в которой водная жидкость выбрана из группы, состоящей из пресной воды, морской воды, солевого раствора и их комбинаций.
8. Жидкость по п.6, в которой масляная жидкость выбрана из группы, состоящей из минерального масла, синтетического масла, парафина, олефинов, сложных эфиров и их комбинаций.
9. Способ модифицирования поверхности порошкообразного твердого материала, включающий введение порошкообразного твердого материала в контакт с раствором, включающим полиэфирамин на основе простого эфира, и проведение реакции между производным полиэфирамина на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем.
10. Способ по п.9, в котором полиэфирамин на основе простого эфира имеет формулу
- 13 012185
Η2Ν-Κι- {-О-К2- }м- ί -О-К3-} п-С'к, в которой В1, В2 и В3 независимо выбраны из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, т+η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50.
11. Способ по п.9, в котором полиэфирамин на основе простого эфира выбран из группы, состоящей из
а) соединений, имеющих общую формулу в которой х имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50;
б) соединений, имеющих общую формулу в которой В представляет собой Н или С1-С6 углеродсодержащую группу, х+у+ζ имеет значение в диапазоне от 3 до приблизительно 25; и
в) соединений, имеющих общую формулу в которой а+Ь представляет собой число, большее 2;
и их комбинаций и смесей.
12. Способ по п.9, в котором диальдегидный сшиватель выбран из группы, состоящей из формальдегида, глутарового диальдегида, янтарного диальдегида, этандиаля, тримера глиоксила, параформальдегида, бис(диметил)ацеталя, бис(диэтил)ацеталя, окисленного крахмала и их комбинаций и смесей.
13. Способ по п.9, в котором порошкообразный твердый материал выбран из группы, состоящей из барита, гематита, кальцита, карбоната кальция и их смесей.
14. Твердые частицы с нанесенным полимерным покрытием, предназначенные для использования в жидкости для обработки ствола скважины, включающие порошкообразный твердый материал и полимерное покрытие на поверхности твердого материала, при этом полимер представляет собой продукт реакции между полиэфирамином на основе простого эфира и диальдегидным сшивателем.
15. Частицы по п.14, в которых полиэфирамин на основе простого эфира имеет формулу
И 2М·· Р. ] - { - о - к2-} го” {_ О-} η-νη2 , в которой В1, В2 и В3 независимо выбраны из С2-С4 углеродсодержащих разветвленных или линейных алифатических групп, т+η имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50.
16. Частицы по п.14, в которых полиэфирамин на основе простого эфира выбран из группы, состоящей из:
а) соединений, имеющих общую формулу в которой х имеет значение в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 50; б) соединений, имеющих общую формулу
- 14 012185 н2с--о—сн2—СН· •ннг
Ζ в которой Κ представляет собой Н или С1-С6 углеродсодержащую группу, х+у+ζ имеет значение в диапазоне от 3 до приблизительно 25; и
в) соединений, имеющих общую формулу в которой а+Ь представляет собой число, большее 2;
и их комбинаций и смесей.
17. Частицы по п.14, в которых диальдегидный сшиватель выбран из группы, состоящей из формальдегида, глутарового диальдегида, янтарного диальдегида, этандиаля, тримера глиоксила, параформальдегида, бис(диметил)ацеталя, бис(диэтил)ацеталя, окисленного крахмала и их комбинаций и смесей.
18. Частицы по п.14, в которых порошкообразный твердый материал выбран из группы, состоящей из барита, гематита, кальцита, карбоната кальция и их смесей.
EA200701915A 2005-03-07 2006-03-07 Жидкость для обработки ствола скважины, способ модифицирования поверхности порошкообразного твёрдого материала и твердые частицы EA012185B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65925705P 2005-03-07 2005-03-07
PCT/US2006/008343 WO2006096798A1 (en) 2005-03-07 2006-03-07 Polymer coated bridging solids and weighting agents for use in drilling fluids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200701915A1 EA200701915A1 (ru) 2008-02-28
EA012185B1 true EA012185B1 (ru) 2009-08-28

Family

ID=36953718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200701915A EA012185B1 (ru) 2005-03-07 2006-03-07 Жидкость для обработки ствола скважины, способ модифицирования поверхности порошкообразного твёрдого материала и твердые частицы

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20080269079A1 (ru)
EP (1) EP1856187B1 (ru)
CN (1) CN101137697B (ru)
BR (1) BRPI0607480A2 (ru)
CA (1) CA2600156C (ru)
EA (1) EA012185B1 (ru)
MX (1) MX2007010853A (ru)
NO (1) NO20074399L (ru)
WO (1) WO2006096798A1 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012092104A1 (en) 2010-12-30 2012-07-05 Ticona Llc Powder containing a polyoxymethylene polymer for coating metallic substrates
US20130220608A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Halliburton Energy Services, Inc. Modified particulate weighting agents and methods of using the same
US20140087974A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Halliburton Energy Services, Inc. Particulate Weighting Agents Comprising Removable Coatings and Methods of Using the Same
CN103775023B (zh) * 2013-01-30 2016-05-11 中国石油天然气股份有限公司 一种低压油气井压井作法
CN104745153A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中国石油天然气集团公司 钻井液用重晶石微粉及其浓缩液的制备方法
CN104774602B (zh) * 2014-01-14 2018-06-12 中国石油化工股份有限公司 一种耐高温封堵剂、制备方法及应用
WO2016099581A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Huntsman Petrochemical Llc Method of making liquid mixtures for use in oil fields
CN105400503B (zh) * 2015-11-12 2018-05-04 中国石油大学(北京) 一种耐高温高盐的油藏调剖堵水剂及其制备方法
CA2999198A1 (en) 2015-12-30 2017-07-06 Halliburton Energy Services, Inc. Hydrophobically-treated particulates for improved fluid rheology
CN106497528B (zh) * 2016-11-03 2018-06-26 中国石油大学(华东) 一种钻井液用页岩抑制剂及其制备方法
MY193667A (en) 2017-04-21 2022-10-24 Halliburton Energy Services Inc Hydrobically treated particulates for improved return permeability
BR112019018875A2 (pt) 2017-05-11 2020-04-14 Halliburton Energy Services Inc métodos para tratamento de poço e para ajustar uma viscosidade de um fluido de perfuração

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4652606A (en) * 1977-09-19 1987-03-24 Nl Industries, Inc. Water-based drilling fluids having enhanced fluid loss control
US4921621A (en) * 1986-10-01 1990-05-01 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrolyzed co-polymers of N-vinylamide and acrylamide for use as waterloss control additives in drilling mud
US5851959A (en) * 1997-01-03 1998-12-22 Chemstar Products Company High temperature stable modified starch polymers and well drilling fluids employing same
WO2000006664A1 (en) * 1998-07-30 2000-02-10 Sofitech N.V. Wellbore fluid

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234707A (en) * 1977-11-10 1980-11-18 Ciba-Geigy Corporation Polymeric light stabilizers for plastics
US4172937A (en) * 1978-06-23 1979-10-30 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for preparing polyimines
SE456347B (sv) * 1982-02-09 1988-09-26 Ird Biomaterial Ab Ytmodifierat fast substrat samt forfarande for framstellning derav
US4702848A (en) * 1984-03-26 1987-10-27 Dowell Schlumberger Incorporated Control of crosslinking reaction rate using organozirconate chelate crosslinking agent and aldehyde retarding agent
US4888383A (en) * 1988-08-03 1989-12-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for aqueous dispersion of polyurethane modified polyacrylics
US5688478A (en) * 1994-08-24 1997-11-18 Crescent Holdings Limited Method for scavenging sulfides
US5462721A (en) * 1994-08-24 1995-10-31 Crescent Holdings Limited Hydrogen sulfide scavenging process
US5489630A (en) * 1994-11-28 1996-02-06 Air Products And Chemicals, Inc. Self-emulsifying epoxy curing agent
WO1997007320A1 (en) * 1995-08-16 1997-02-27 Exxon Production Research Company A method for predetermining a polymer for inhibiting hydrate formation
GB9611422D0 (en) * 1996-05-31 1996-08-07 Bp Exploration Operating Coated scale inhibitors
US5945502A (en) * 1997-11-13 1999-08-31 Xerox Corporation Electroluminescent polymer compositions and processes thereof
US6176893B1 (en) * 1998-12-30 2001-01-23 The Lubrizol Corporation Controlled release emulsion fertilizer compositions
US6054493A (en) * 1998-12-30 2000-04-25 The Lubrizol Corporation Emulsion compositions
US6117492A (en) * 1999-03-30 2000-09-12 Air Products And Chemicals, Inc. Polymers having dual crosslinkable functionality and process for forming high performance nonwoven webs
US7012043B2 (en) * 2001-11-08 2006-03-14 Huntsman Petrochemical Corporation Drilling fluids

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4652606A (en) * 1977-09-19 1987-03-24 Nl Industries, Inc. Water-based drilling fluids having enhanced fluid loss control
US4921621A (en) * 1986-10-01 1990-05-01 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrolyzed co-polymers of N-vinylamide and acrylamide for use as waterloss control additives in drilling mud
US5851959A (en) * 1997-01-03 1998-12-22 Chemstar Products Company High temperature stable modified starch polymers and well drilling fluids employing same
WO2000006664A1 (en) * 1998-07-30 2000-02-10 Sofitech N.V. Wellbore fluid

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0607480A2 (pt) 2009-09-08
MX2007010853A (es) 2007-11-12
US20080269079A1 (en) 2008-10-30
EP1856187A1 (en) 2007-11-21
EP1856187B1 (en) 2014-01-22
NO20074399L (no) 2007-11-23
EA200701915A1 (ru) 2008-02-28
CN101137697A (zh) 2008-03-05
CN101137697B (zh) 2011-05-18
CA2600156C (en) 2014-10-07
CA2600156A1 (en) 2006-09-14
WO2006096798A1 (en) 2006-09-14
EP1856187A4 (en) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA012185B1 (ru) Жидкость для обработки ствола скважины, способ модифицирования поверхности порошкообразного твёрдого материала и твердые частицы
EA012184B1 (ru) Способ и составы для снижения утечки жидкости
EA012186B1 (ru) Способ, система жидкости и добавка для стабилизации ствола скважины
US4646834A (en) Aqueous treatment fluid and method of use
CN101864283B (zh) 一种含胺化合物的水基钻井液组合物
CA2961569C (en) Additive of cellulose nanofibrils or nanocrystals and a second polymer
CN109135696B (zh) 一种强悬浮稳定性高温高密度钻井液及其制备方法
US8871689B2 (en) Drilling fluid additive and methods of stabilizing kaolinite fines migration
WO2015042026A1 (en) High temperature stable linear polymers
JPH02258888A (ja) 抗井処理流体
AU2012304562B2 (en) Wellbore servicing fluid having hydrophobically modified polymers
EP0079997B1 (en) Aqueous treatment fluid and method for its use in the drilling of wells
US20030078169A1 (en) Thermal extenders for well fluid applications
CA1185777A (en) Aqueous treatment fluid and method of use

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): AZ KZ RU