EA018902B1

EA018902B1 - Способ обработки пласта

Info

Publication number: EA018902B1
Application number: EA201070862A
Authority: EA
Inventors: Марк Сандерс; Дэвид Энтони Боллард; Арвинд Д. Пейтел; Джейсон Т. Скорсон
Original assignee: Эм-Ай Эл.Эл.Си.; Эм-Ай ДРИЛЛИНГ ФЛЮИДЗ ЮКей ЛИМИТЕД
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2013-11-29
Also published as: EA201070862A1; WO2009091909A2; WO2009091909A3; BRPI0906842A2; CA2712270A1; US20110053809A1; EP2247702B1; US9315714B2; CA2712270C; MX2010007771A; EP2247702A4; AR070203A1; EP2247702A2

Abstract

В изобретении представлен способ обработки пласта, который включает воздействие на область пласта, занимаемую гидролизуемым гелем, гидролизующего агента; и предоставление гидролизующему агенту достаточного времени для гидролиза геля. Различные способы могут также включать применение агента, вызывающего набухание, для того, чтобы создать возможность для расширения геля.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Раскрытые в данном описании варианты осуществления в целом относятся к способу обработки пласта и химически разлагаемым гелям и гель-разжижающим системам для разложения гелей, образующихся в забое скважины.

Предыдущий уровень техники

Слабая циркуляция является частой проблемой бурения, характеризующейся потерей бурового раствора в породах забоя скважины, которые имеют трещины, являются высокопроницаемыми, пористыми, пещеристыми или кавернозными. Эти толщи пород могут, среди прочего, включать глинистый сланец, пески, гравий, ракушечник, рифовые залежи, известняк, доломит и мел. Другие проблемы, с которыми сталкиваются при бурении и нефте- и газодобыче, включают прихват трубы, обрушение скважины, потерю контроля над управлением скважиной и потерю или снижение выработки.

Вынужденные потери бурового раствора могут также происходить, когда масса бурового раствора, требуемого для управления скважиной и поддержания стабильного ствола скважины, превышает сопротивление разрушению толщи пород. Особенно напряженная ситуация возникает в истощенных пластах, в которых давление капель в порах ослабляет углеводородсодержащие породы, но соседние или межпластовые породы с низкой проницаемостью, такие как глинистый сланец, сохраняют свое давление в порах. Это может делать бурение определенных истощенных зон невозможным, поскольку масса бурового раствора, требуемая для поддержания глинистого сланца, превышает сопротивление разрушению песков и илов.

Возникают и другие ситуации, в которых может оказаться полезной изоляция отдельных зон внутри толщи пород. Например, один способ увеличения добычи из скважины заключается в пробуривании скважины в ряде других мест либо в той же самой углеводородсодержащей зоне, либо в других углеводородсодержащих зонах, повышая тем самым поток углеводородов в скважину. Проблема, связанная с добычей из буровой скважины в этом способе, связана с контролем потока жидкости из скважины и управлением нефтегазоносного пласта. Например, при добыче из скважины из ряда отдельных зон (или из боковых ответвлений разветвленно-горизонтальной скважины), в которой одна зона имеет большее давление, чем другая зона, зону с высоким давлением можно перелить в зоны с более низким давлением, а не на поверхность. Аналогично в горизонтальной скважине, которая простирается в одной зоне, отверстия вблизи приствольного участка горизонтальной скважины, то есть вблизи поверхности, могут начать давать воду раньше отверстий вблизи призабойного участка горизонтальной скважины. Появление воды вблизи приствольного участка понижает общую добычу из скважины.

В ходе бурения буровые растворы циркулируют по скважине для удаления породы, а также для доставки агентов, борющихся с множеством описанных выше проблем. Композиции бурового раствора могут быть на водной или масляной основе (включая природную нефть, биологические, дизельные или синтетические масла) и могут содержать утяжелители, поверхностно-активные вещества, расклинивающие наполнители и гели. При попытке устранить эти и другие проблемы использовали полимеры, способные к сшивке или адсорбции, шарики веществ для борьбы с потерями (ЬСМ) и заполнение цементом под давлением. Гели, в частности, нашли применение в предотвращении потерь бурового раствора, стабилизируя и упрочняя скважину, при тампонировании зоны и для водозакрывающей обработки.

При попытке устранить эти и другие проблемы используют полимеры, способные к сшивке или адсорбции, шарики вещества для борьбы с потерями (ЬСМ) и заполнение цементом под давлением, каждый из которых может включать лигнины и лигносульфонаты, а также гели на основе лигнина и лигносульфоната.

Во многих скважинах применяются как буровые растворы на водной основе, так и буровые растворы на нефтяной основе.

Буровые растворы на водной основе обычно применяют на ранних стадиях бурения. Позднее их заменяют на буровые растворы на нефтяной основе, поскольку скважина становится глубже и достигает предела для буровых растворов на водной основе из-за таких ограничений, как смазывающая способность и стабилизация ствола скважины. Большинство гелей используют водосовместимые гелеобразующие и сшивающие агенты. Существует, однако, недостаток способов, использующих неводные гели, которые совместимы с буровыми растворами на нефтяной основе.

Кроме того, поскольку число разработок гелевых технологий для применения в скважине увеличивается, стабильные гели, которые можно впоследствии химически разложить путем применения гельразжижающей системы, могут найти применение в ситуациях, когда гели неуместны или требуют последующего удаления из пласта.

Соответственно сохраняется потребность в разработке гелевой технологии и средства для химического разложения гелей, образующихся в забое скважины.

Сущность изобретения

В одном аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном описании, относятся к способу обработки формации, который включает воздействие на область формации, занятой гидролизуемым гелем, гидролизующего агента; и предоставление гидролизующему агенту достаточного времени для гидролиза геля.

- 1 018902

В другом аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном описании, относятся к способу обработки пласта, который включает помещение гелеобразующей жидкости, содержащей внутренний гидролизующий агент, в пласт; предоставление гелеобразующей жидкости превратиться в гель в области пласта и активирование внутреннего гидролизующего агента для разрушения образовавшегося геля.

В еще другом аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном описании, относятся к способу обработки пласта, который включает помещение агента, способствующего набуханию, в область пласта, занятую гелем, способным к гидролизу;

предоставление возможности структуре геля увеличиться в объеме;

помещение гидролизующего агента в область пласта, занятую гелем, способным к гидролизу; и предоставление гидролизующему агенту достаточного времени для гидролиза увеличившегося в объеме геля.

Другие аспекты и преимущества изобретения будут очевидны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Подробное описание

В одном аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном описании, относятся к химически разлагаемым неводным гелям и гель-разжижающей системе для разложения гелей, образующихся в забое скважины. В других аспектах варианты осуществления, раскрытые в данном описании, относятся к способам обработки пластов, занятых герметизирующим гелем.

Химически разлагаемые гели.

Гели настоящего раскрытия могут включать неводные гидролизуемые гели. Как использовано здесь, гидролизуемый гель относится к гелю, химически разлагаемому посредством гидролиза по меньшей мере одной гидролизуемой связи, содержащейся внутри геля. Как известно в данной области, гидролизуемый, гидролиз и т.п. относятся к способности воды химически реагировать с веществом с образованием двух или нескольких новых веществ путем ионизации молекулы воды, а также расщепления гидролизуемого соединения, например сложноэфирная группа сложного полиэфира гидролизуется до соответствующей карбоновой кислоты и спирта. Гидролизуемые гели могут включать соединения, гидролизуемые под действием кислоты или гидролизуемые под действием основания, так что гидролиз связи начинается или катализируется кислым или основным веществом соответственно. Некоторые соединения могут быть гидролизуемыми как кислотой, так и основанием, которые включают одиночную связь, гидролизуемую как кислотой, так и основанием, или множество связей внутри полимера, гидролизуемых как кислотой, так и основанием. Помимо этого, такие гидролизуемые связи могут присутствовать в линейных частях полимерной цепи (то есть во внутренних группах) или могут быть привитыми к полимерной цепи. Такой тип гидролизуемых связей включает, например, сложноэфирную, амидную, уретановую, мочевинную, ангидридную, карбаматную, карбонатную, иминокарбонатную, силоксановую, сульфатную и фосфатную связи.

В соответствии с настоящим раскрытием гели, используемые для обработки природных пластов, могут включать по меньшей мере одну гидролизуемую связь, как описано выше, так чтобы, как только гель не является больше необходимым, его можно было химически разложить и удалить из пласта. Патентные заявки №№ 60/914604 и 60/942346, которые приписываются настоящему заявителю и введены в данное описание посредством ссылки, как на единое целое, обсуждают применение различных неводных гелей, используемых для обработки скважины, которые находятся среди гидролизуемых гелей, используемых в данном изобретении.

В отдельных вариантах осуществления гидролизуемый гель может включать по меньшей мере один из полиуретанов, силилированных полиуретанов, полимочевин и полиэфиров, в которых в главной полимерной цепи присутствует по меньшей мере одна гидролизуемая связь. В других вариантах осуществления гидролизуемый гель может включать по меньшей мере одну силоксановую связь, такую как в силиконовом геле или сшитом продукте форполимера, с концевыми силановыми группами (включая полиуретаны, сложные полиэфиры и простые полиэфиры).

Полиуретановые гели.

В отдельном варианте осуществления гель может представлять собой гель на полиуретановой основе. Полиуретаны обычно получают реакцией полиприсоединения полиизоцианата и многоатомного спирта (полиола). Полиизоцианат представляет собой молекулу, содержащую две или более изоцианатных функциональных групп, В-(Ы=С=О)_П>₂, а полиол представляет собой молекулу, содержащую две или несколько гидроксильных функциональных групп, В'-(ОН)_П>₂. Продукт реакции представляет собой полимер, содержащий уретановую связь, -КЫНСООВ'-, образованную по реакции между изоцианатной группой и гидроксильной группой.

Алифатические полиолы, пригодные для получения полиуретановых гелей, могут иметь молекулярную массу от 62 до 2000 и включать, например, мономерные и полимерные полиолы, содержащие две и более гидроксильные группы. Примеры мономерных полиолов включают этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, гексаметиленгликоль, циклогексаметилендиол 1,1,1-триметилолпропан, пента

- 2 018902 эритритиол и т.п. Примеры полимерных полиолов включают полиалкиленполиолы (то есть диолы, триолы и тетраолы), сложные полиэфирные диолы, триолы и тетраолы органических дикарбоновых кислот и многоатомных спиртов и полилактон диолы, триолы и тетраолы, имеющие молекулярную массу от 106 примерно до 2000. Другие примеры подходящих полиолов включают моноалканоаты глицерина (например, моностеараты глицерина); димерные спирты жирного ряда; диэтиленгликоль; триэтиленгликоль; тетраэтиленгликоль; 1,4-диметилолциклогексан; додекандиол; бисфенол-А; гидрированный бисфенол А; 1,3-гександиол; 1,3-октандиол; 1,3-декандиол; 3-метил-1,5-пентандиол; 3,3-диметил-1,2-бутандиол; 2метил-1,3-пентандиол; 2-метил-2,4-пентандиол; 3-гидроксиметил-4-гептанол; 2-гидроксиметил-2,3диметил-1-пентанол; глицерин; триметилолэтан; триметилолпропан; тримеризованные спирты жирного ряда; изомерные гексантриолы; сорбит; пентаэритрит; ди- и/или три-метилолпропан; дипентаэритрит; диглицерин; 2,3-бутандиол; простой моноаллиловый эфир триметилолпропана; сложные полиэфиры, содержащие фумаровую и/или малеиновую кислоты; спирты с длинной цепью 4,8-бис(гидроксиметил)трицикло[5,2,0(2,6)]декана.

Подходящие сложные эфиры с гидроксильной функциональной группой можно получить путем добавления вышеупомянутых полиолов к эпсилонкапролактону или реакцией в условиях реакции конденсации с ароматической или алифатической дикислотой. Эти полиолы могут реагировать с любым из описанных выше изоцианатов.

Изоцианаты, пригодные для реализации раскрытых здесь вариантов изобретения, могут включать изоцианаты, полиизоцианаты и изоцианатные форполимеры. Подходящие полиизоцианаты включают любой из известных алифатических, алициклических, циклоалифатических, аралифатических и ароматических ди- и/или полиизоцианатов. В том числе, среди прочих, изоцианатами являются варианты, такие как уретдионы, биуреты, аллофанаты, изоцианураты, карбодиимиды и карбаматы.

Алифатические полиизоцианаты могут включать гексаметилендиизоцианат, триметилгексаметилендиизоцианат, диизоцианат димерной кислоты, диизоцианат лизина и т.п., а также аддукты биуретового типа и изоциануратные кольцевые аддукты этих полиизоцианатов. Алициклические изоцианаты могут включать изофорон диизоцианат, 4,4'-метилен-бис-(циклогексилизоцианат), метилциклогексан-2,4- или

2.6- диизоцианат, 1,3- или 1,4-ди(изоцианатометил)циклогексан, 1,4-циклогександиизоцианат, 1,3циклопентандиизоцианат, 1,2-циклогександиизоцианат и т.п., и аддукты биуретового типа и изоциануратные кольцевые аддукты этих полиизоцианатов. Ароматические диизоцианатные соединения могут включать ксилилендиизоцианат, метаксилилендиизоцианат, тетраметилксилилендиизоцианат, толилендиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, 1,4-нафталиндиизоцианат, 4,4'толуидиндиизоцианат, 4,4'-дифенилэфирдиизоцианат, м- или п-фенилендиизоцианат, 4,4'дифенилендиизоцианат, 3,3'-диметил-4,4'-дифенилендиизоцианат, бис-(4-изоцианатофенил)сульфон, изопропилиден-бис-(4-фенилизоцианат) и т.п., аддукты биуретового типа и изоциануратные кольцевые аддукты этих полиизоцианатов. Полиизоцианаты, содержащие три или более изоцианатные группы на молекулу, могут включать, например, трифенилметан-4,4',4''-триизоцианат, 1,3,5-триизоцианатобензол,

2.4.6- триизоцианаттолуол, 4,4'-диметилдифенилметан-2,2',5,5'-тетраизоцианат и т.п., аддукты биуретового типа и изоциануратные кольцевые аддукты этих полиизоцианатов. Дополнительно, используемые здесь изоцианатные соединения могут включать аддукт уретанирования, образованный по реакции гидроксильных групп полиолов, таких как этиленгликоль, пропиленгликоль, 1,4-бутиленгликоль, диметилолпропионовая кислота, полиалкиленгликоль, триметилолпропан, гексантриол и т.п., с полиизоцианатными соединениями и аддуктами биуретового типа и изоциануратными кольцевыми аддуктами этих полиизоцианатов.

Другие изоцианатные соединения могут включать тетраметилендиизоцианат, толуолдиизоцианат, гидрированный дифенилметандиизоцианат, гидрированный ксилилендиизоцианат и тримеры этих изоцианатных соединений; соединения, содержащие концевые изоцианатные группы, получаемые по реакции вышеупомянутого изоцианатного соединения, взятого в избытке, с низкомолекулярными соединениями с активным водородом (например, с этиленгликолем, пропиленгликолем, триметилолпропаном, глицерином, сорбитом, этилендиамином, моноэтаноламином, диэтаноламином, триэтаноламином и проч.) или с высокомолекулярными соединениями с активным водородом, такими как сложными полиэфирполиолами, простыми полиэфирполиолами, полиамидами и т.п., можно использовать в описанных здесь вариантах осуществления.

Другие полезные полиизоцианаты включают, но не ограничиваются ими, 1,2-этилендиизоцианат, 2,2,4- и 2,4,4-триметил-1,6-гексаметилендиизоцианат, 1,12-додекандиизоцианат, простой омега,омегадиизоцианатодипропиловый эфир, циклобутан-1,3-диизоцианат, циклогексан-1,3- и 1,4-диизоцианат, 2,4и 2,6-диизоцианато-1-метилциклогексан, 3-изоцианатометил-3,5,5-триметилциклогексилизоцианат (изофорондиизоцианат), 2,5- и 3,5-бис-(изоцианатометил)-8-метил-1,4-метанодекагидронафталин, 1,5-, 2,5-,

1.6- и 2,6-бис-(изоцианатометил)-4,7-метаногексагидроиндан, 1,5-, 2,5-, 1,6- и 2,6-бис-(изоцианато)-4,7метаногексагидроиндан, дициклогексил-2,4'- и -4,4'-диизоцианат, омега,омега-диизоцианато-1,4диэтилбензол, 1,3- и 1,4-фенилендиизоцианат, 4,4'-диизоцианатодифенил, 4,4'-диизоцианато-3,3'дихлордифенил, 4,4'-диизоцианато-3,3'-метоксидифенил, 4,4'-диизоцианато-3,3'-дифенилдифенил, нафталин-1,5-диизоцианат, М-Ы'-(4,4'-диметил-3,3'-диизоцианатодифенил)уретдион, простой 2,4,4'

- 3 018902 триизоцианатодифениловый эфир, 4,4',4''-триизоцианатотрифенилметан и трис-(4изоцианатофенил)тиофосфат.

Другие подходящие полиизоцианаты могут включать 1,8-октаметилендиизоцианат; 1,11ундеканметилендиизоцианат; 1,12-додекаметилендиизоцианат; 1-изоцианато-3-изоцианатометил-3,5,5триметилциклогексан; 1-изоцианато-1-метил-4(3)-изоцианатометилциклогексан; 1-изоцианато-2изоцианатометилциклопентан; (4,4'- и/или 2,4'-)диизоцианатодициклогексилметан; бис-(4-изоцианато-3метилциклогексил)метан; а,а,а',а'-тетраметил-1,3- и/или -1,4-ксилилендиизоцианат; 1/3- и/или 1,4гексагидроксилилендиизоцианат; 2,4- и/или 2,6-гексагидротолуолдиизоцианат; 2,4- и/или 2,6толуолдиизоцианат; 4,4'- и/или 2,4'-дифенилметандиизоцианат; н-изопропенилдиметилбензилизоцианат; и любой изоцианат, содержащий двойную связь; и любое из их производных, содержащее уретановую, изоциануратную, аллофанатную, биуретовую, уретдионовую и/или иминооксадиазиндионовую группы.

Полиизоцианаты могут также включать алифатические соединения, такие как триметилен, пентаметилен, 1,2-пропилен, 1,2-бутилен, 2,3-бутилен, 1,3-бутилен, этилиден и бутилидендиизоцианаты, и замещенные ароматические соединения, такие как дианизидиндиизоцианат, 4,4'-дифенилэфир диизоцианат и хлордифенилендиизоцианат.

Другие изоцианатные соединения описаны, например, в патентах США №№ 6288176, 5559064, 4637956, 4870141, 4767829, 5108458, 4976833 и 7157527, патентных заявках США №№ 20050187314, 20070023288, 20070009750, 20060281854, 20060148391, 20060122357, 20040236021, 20020028932, 20030194635 и 20030004282, каждый из которых введен в данное описание посредством ссылки. Изоцианаты, образованные из поликарбаматов, описаны, например, в патенте США № 5453536, введенном в данное описание посредством ссылки. Карбонатные изоцианаты описаны, например, в патенте США № 4746754, введенном в данное описание посредством ссылки.

Когда требуется закачать полиуретан с концевыми силановыми группами в забой скважины, полиол и полиизоцианат могут реагировать друг с другом для обеспечения полиуретанового полимера с концевыми изоцианатными группами, по меньшей мере с двумя уретановыми связями в полимерной цепи, и блокировать по меньшей мере часть полимера с изоцианатными концевыми группами силаном, содержащим по меньшей мере одну алкоксигруппу для обеспечения влагоотвердевающего полимера с силановыми концевыми группами. Эти форполимеры, содержащие реакционноспособные силанольные группы, могут формировать длинные цепи по реакции конденсации и выделение побочного продукта, спирта или уксусной кислоты, как показано на схеме 1

Когда требуется образовать полиуретановый забой скважины, изоцианатный и полиоловый компоненты можно закачать в ствол скважины. Однако для того, чтобы предотвратить преждевременную реакцию с полиолом и, таким образом, гелеобразование или реакцию с любой водой, которая, вероятно, может присутствовать в стволе скважины, изоцианат, закачанный в забой скважины для образования эластомерного геля, может представлять собой блокированный изоцианат. Многие реакции изоцианатов являются обратимыми, и это явление позволяет получать блокированные изоцианаты, которые регенерируют изоцианатную функциональную группу при нагревании. Общая схема реакции блокирования, деблокирования и основной реакции с соединением с активным водородом показана ниже на схеме 2

Блокированные изоцианаты обычно производят, начиная с кислых водородсодержащих соединений, таких как фенол, этилацетоацетат и ε-капролактам. Типичные температуры деблокирования лежат в пределах от 90 до 200°С в зависимости от структуры изоцианата и блокирующего агента. Например,

- 4 018902 ароматические изоцианаты обычно деблокируются при более низких температурах, чем температуры, требуемые для деблокирования алифатических изоцианатов. Температура диссоциации понижается в следующем ряду блокирующих агентов: спирты > лактамы > фенолы > оксимы > пиразолы > соединения с активной метиленовой группой. Такие продукты, как метилэтилкетоксим (МЕКО), диэтилмалонат (ΌΕΜ) и 3,5-диметилпиразол (ΌΜΡ), являются обычными блокирующими агентами, применяемыми, например, фирмой Вахепбеп СНенвсаЕ Ытйеб (ЛссппЦоп. Епд1апб). Температура деблокирования ΌΜΡ лежит между 110-120°С, температура плавления составляет 106°С и температура кипения является высокой, 218°С, без проблем испарения с поверхности пленки. Триксеновые форполимеры могут включать изоцианаты, блокированные 3,5-диметилпиразолом (ΌΜΡ), которые могут быть коммерчески доступными от фирмы Вахепбеп СНеннсаЕ Ытйеб.

Подходящие блокирующие агенты для изоцианатов, среди прочего, могут включать спирты, простые эфиры, фенолы, сложные эфиры малоновой кислоты, метилены, ацетоацетатные сложные эфиры, лактамы, оксимы и мочевины. Другие блокирующие агенты для изоцианатных групп включают соединения, такие как бисульфиты, а также фенолы, спирты, лактамы, оксимы и соединения с активной метиленовой группой, каждое из которых содержит сульфоновую группу. Также в качестве блокирующего агента можно использовать меркаптаны, триазолы, пиразолы, вторичные амины и также сложные эфиры малоновой кислоты и сложные эфиры ацетоуксусной кислоты. Блокирующие агенты могут включать сложные эфиры гликолевой кислоты, амиды кислот, ароматические амины, имиды, соединения с активной метиленовой группой, мочевины, диарильные соединения, имидазолы, сложные эфиры карбаминовой кислоты или сульфиты.

Например, фенольные блокирующие агенты могут включать фенол, крезол, ксиленол, хлорфенол, этилфенол и т.п. Блокирующие агенты на основе лактамов могут включать гамма-пирролидон, лауринлактам, эпсилон-капролактам, дельта-валеролактам, гамма-бутиролактам, бета-пропиолактам и т.п. Метиленовые блокирующие агенты могут включать сложный эфир ацетоуксусной кислоты, этилацетоацетат, ацетилацетон и т.п. Блокирующие агенты на основе оксимов могут включать формамидоксим, ацетальдоксим, ацетоксим, метилэтилкетоксим, диацетилмонооксим, циклогексаноксим и т.п.; меркаптановый блокирующий агент, такой как бутилмеркаптан, гексилмеркаптан, т-бутилмеркаптан, тиофенол, метилтиофенол, этилтиофенол и т.п. Блокирующие агенты на основе амидов кислот могут включать амид уксусной кислоты, бензамид и т.п. Блокирующие агенты на основе имидов могут включать сукцинимид, малеимид и т.п. Блокирующие агенты на основе аминов могут включать ксилидин, анилин, бутиламин, дибутиламин, диизопропиламин и бензил-трет-бутиламин и т.п. Блокирующие агенты на основе имидазолов могут включать имидазол, 2-этилимидазол и т.п. Блокирующие агенты на основе иминов могут включать этиленимин, пропиленимин и т.п. Блокирующие агенты на основе триазолов могут включать соединения, такие как 1,2,4-триазол, 1,2,3-бензотриазол, 1,2,3-толилтриазол и 4,5-дифенил-1,2,3-триазол.

Спиртовые блокирующие агенты могут включать метанол, этанол, пропанол, бутанол, амиловый спирт, простой монометиловый эфир этиленгликоля, простой моноэтиловый эфир этиленгликоля, простой монобутиловый эфир этиленгликоля, простой монометиловый эфир диэтиленгликоля, простой монометиловый эфир пропиленгликоля, бензиловый спирт, метилгликолят, бутилгликолят, диацетоновый спирт, метиллактат, этиллактат и т.п. Дополнительно в соответствии с настоящим раскрытием в качестве блокирующих агентов можно использовать подходящие алифатические, циклоалифатические или ароматические алкилмоноспирты. Например, можно использовать алифатические спирты, такие как метиловый, этиловый, хлорэтиловый, пропиловый, бутиловый, амиловый, гексиловый, гептиловый, октиловый, нониловый, 3,3,5-триметилгексиловый, дециловый и лауриловый спирты и т.п. Подходящие циклоалифатические спирты включают, например, циклопентанол, циклогексанол и т.п., в то время как ароматические алкилспирты включают фенилкарбинол, метилфенилкарбинол и т.п.

Примеры подходящих дикарбонилметановых блокирующих агентов включают сложные эфиры малоновой кислоты, такие как диэтилмалонат, диметилмалонат, ди(изо)пропилмалонат, ди(изо)бутилмалонат, ди(изо)пентилмалонат, ди(изо)гексилмалонат, ди(изо)гептилмалонат, ди(изо)октилмалонат, ди(изо)нонилмалонат, ди(изо)децилмалонат, алкоксиалкилмалонат, бензилметилмалонат, ди-трет-бутилмалонат, этил-трет-бутилмалонат, дибензилмалонат; и ацетилацетаты, такие как метилацетоацетат, этилацетоацетат, пропилацетоацетат, бутилацетоацетат и алкоксиалкилацетоацетаты; цианоацетаты, такие как этиловый эфир цианоуксусной кислоты; ацетилацетон; 2,2-диметил-1,3диоксан-4,6-дион; метилтриметилсилилмалонат, этилтриметилсилилмалонат и бис(триметилсилил)малонат.

Можно также использовать сложные эфиры малоновой или алкилмалоновой кислоты, полученные из линейных алифатических, циклоалифатических и/или арилалкилалифатических спиртов. Такие сложные эфиры можно получить спиртовым гидролизом, используя любой из вышеупомянутых спиртов или любой моноспирт с любым из коммерчески доступных сложных эфиров (например, с диэтилмалонатом). Например, диэтилмалонат может реагировать с 2-этилгексанолом с получением бис-(2этилгексил)малоната. Также возможно использовать смеси спиртов с получением соответствующих смешанных сложных эфиров малоновой или алкилмалоновой кислоты. Подходящие сложные эфиры алкилмалоновой кислоты включают сложный диэтиловый эфир бутилмалоновой кислоты, сложный диэти

- 5 018902 ловый эфир этилмалоновой кислоты, сложный диэтиловый эфир бутилмалоновой кислоты, сложный диэтиловый эфир изопропилмалоновой кислоты, сложный диэтиловый эфир фенилмалоновой кислоты, сложный диэтиловый эфир н-пропилмалоновой кислоты, сложный диэтиловый эфир изопропилмалоновой кислоты, сложный диметиловый эфир аллилмалоновой кислоты, сложный диэтиловый эфир хлормалоновой кислоты и сложный диметиловый эфир хлормалоновой кислоты.

Другие изоцианатные блокирующие агенты описаны, например, в патентах США №№ 6288176, 5559064, 4637956, 4870141, 4767829, 5108458, 4976833, и 7157527, патентных заявках США №№ 20050187314, 20070023288, 20070009750, 20060281854, 20060148391, 20060122357, 20040236021, 20020028932, 20030194635 и 20030004282, каждая из которых введена в данное описание посредством ссылки. Кроме того, любой из специалистов в данной области в полной мере поймет, что также можно использовать смеси вышеперечисленных изоцианатных блокирующих агентов.

В некоторых вариантах осуществления соединения блокированного изоцианата могут включать, например, полиизоцианаты, содержащие по меньшей мере две свободные изоцианатные группы на молекулу, где изоцианатные группы блокированы вышеописанными изоцианатными блокирующими агентами. Блокированные изоцианаты можно получить по реакции одного из вышеупомянутых изоцианатных соединений и блокирующего агента путем общеизвестного соответствующего способа.

В других вариантах осуществления блокированные изоцианаты, используемые в раскрытых здесь вариантах осуществления, могут представлять собой любой изоцианат, в котором изоцианатные группы прореагировали с соединением, блокирующим изоцианат, так что получающийся в результате защищенный изоцианат является стабильным по отношению к активным атомам водорода при комнатной температуре, но реакционноспособным по отношению к активным атомам водорода при повышенных температурах, таких как между примерно 65 и 200°С. Патент США № 4148772, например, описывает реакцию между полиизоцианатами и блокирующим агентом, полностью или частично блокированные изоцианаты и реакцию с применением или без применения катализатора, и введен в данное описание посредством ссылки.

Образованные соединения блокированного полиизоцианата обычно стабильны при комнатной температуре. При нагревании, например, до 70°С или выше в некоторых вариантах осуществления или до 120, 130, 140°С или выше в других вариантах осуществления блокирующий агент диссоциирует для регенерации свободных изоцианатных групп, которые готовы к реакции с гидроксильными группами.

Г ели на основе полимочевины.

В другом варианте осуществления гель может представлять собой гель на основе полимочевины. Полимочевины, механически аналогичные полиуретанам, получают по реакции поликонденсации полиизоцианата с полиамином (вместо полиола). Как уже сказано выше, полиизоцианат представляет собой молекулу, содержащую две или более изоцианатных функциональных групп, Κ.-(Ν=Ο=Θ)_η>₂, в то время как полиамин является молекулой, содержащей две или более функциональных аминогруппы, К'(ΝΗ2)_η>₂-. Продукт реакции представляет собой полимер, содержащий мочевинную связь, ΡΝΗΟΝΗΒ'-, образованную по реакции между изоцианатной группой с аминогруппой. Обычные изоцианатсодержащие соединения, которые могут реагировать с полиаминами с образованием полимочевины, могут включать любое из соединений, которое обсуждалось выше.

Алифатические полиамины, полезные для получения полимочевин, могут иметь молекулярную массу 60-2000 и включать мономерные и полимерные первичные и вторичные алифатические амины, содержащие по меньшей мере две аминогруппы. Примеры включают алкилендиамины, такие как этилендиамин; 1,2-диаминопропан; 1,3-диаминопропан; 2,5-диамино-2,5-диметилгексан; 1,11диаминоундекан; 1,12-диаминододекан; пиперазин, а также другие алифатические полиамины, такие как полиэтиленимины (ΡΕΙ), которые являются полимерами этилендиамина и коммерчески доступны под торговым названием Ьира5о1® фирмы ВА8Е (Оегшапу). ΡΕΙ могут варьироваться по степени разветвления и, таким образом, могут варьироваться по степени сшивки. ЬиРА8ОЬ® ΡΕΙ могут быть структурами с низкой молекулярной массой, такими как ЬиРАБОЬ® ЕС со средней молекулярной массой 800, или структурами с высокой молекулярной массой, такими как ЬиРА8ОЬ® 8К со средней молекулярной массой 2000000. Пригодные для использования циклоалифатические диамины могут включать такие диамины, как изофорондиамин; этилендиамин; 1,2-пропилендиамин; 1,3-пропилендиамин; Ν-метилпропилен1,3-диамин; 1,6-гексаметилендиамин; 1,4-диаминоциклогексан; 1,3-диаминоциклогексан; Ν,Ν'диметилэтилендиамин и 4,4'-дициклогексилметандиамин, например, в дополнение к ароматическим диаминам, таким как 2,4-диаминотолуол; 2,6-диаминотолуол; 3,5-диэтил-2,4-диаминотолуол и 3,5-диэтил-

2,6-диаминотолуол, например; и первичные, моно-, ди-, три- или тетраалкилзамещенные 4,4'диаминодифенилметаны. Дополнительно, несмотря на то что многие диамины перечислены выше, специалист в данной области примет во внимание, что три- и тетраамины также могут использоваться в других вариантах осуществления настоящего раскрытия.

В еще другом варианте осуществления алифатический амин может представлять собой простой полиэфирамин, такой как простые полиэфирамины, коммерчески доступные под торговой маркой 1ΕΡΕΑΜΙΝΕ® Нийзшаи РегГогшаисе Ргобис1з (^ооб1апбз, ТХ). Например, полезные 1ΕΕΕΑΜΙΝΕ® продук- 6 018902 ты могут включать триамины 1ΕΕΡΑΜΙΝΕ® Т-5000 и 1ΕΡΡΑΜΙΝΕ® Т-3000 или диамины, такие как 1ΕΡΡΑΜΙΝΕ® Ό-400 и 1ΕΡΡΑΜΙΝΕ® Ό-2000. Полезные простые полиэфирамины могут иметь повторяющуюся основную полимерную цепь и могут варьироваться по молекулярной массе от примерно 200 до примерно 5000 г/моль. В дополнение к этому можно использовать соединения гидразина, такие как адипиновый гидразид или этиленгидразин, а также можно использовать алканоламины, такие как этаноламин, диэтаноламин и трис-(гидроксиэтил)этилендиамин.

Кроме того, обычный специалист в данной области, вероятно, примет во внимание, что в различных вариантах осуществления было бы желательно иметь дополнительный контроль над реакцией отверждения для получения эластомерного геля. Такой контроль можно получить, например, путем использования менее химически реакционноспособных аминных структур, таких как вторичные амины, амины, иммобилизованные на молекулярном сите, или другие менее реакционноспособные или медленные амины, которые могут быть известны в данной области. Подходящие вторичные амины могут включать те из них, которые поставляются фирмой Ниийтаи РсгГогтаисс Ргобисй (^ооб1аиб§, ТХ), под торговой серией 1ΕΡΡΑΜΙΝΕ® 8Ό, такие как 1ΕΡΡΑΜΙΝΕ® 8Ό-401 и 1ΕΡΡΑΜΙΝΕ® 8Ό-2001.

Другие гели.

В других вариантах осуществления гидролизуемый гель можно сформировать, например, из отверждаемых жидких эластомеров, включая полисульфиды, модифицированные полисульфиды, простые полиэфиры, модифицированные простые полиэфиры, включая силилированные простые полиэфиры, кремнийорганические полимеры, фторэластомеры, полибутадиены, полиизопрены и сложные полиэфиры. Отверждения можно достичь путем применения сшивающего агента, катализатора или их комбинации, которые в некоторых вариантах осуществления могут обеспечить гидролизуемую связь, превращая гель в химически разлагаемый в соответствии с настоящим раскрытием. Таким образом, в объеме настоящего раскрытия не существует ограничений на отдельные классы гелей, пригодных для применения в обработке пласта. Скорее специалист в данной области, вероятно, примет во внимание, что присутствие гидролизуемых связей может, например, зависеть от используемого специфического сшивающего агента. В частности, предусмотрено, что жидкий эластомерный компонент, аналогичный описанному в патентной заявке США № 60914604, который необязательно содержит гидролизуемую связь, может реагировать с отверждающим агентом с образованием геля, содержащего гидролизуемую связь. Более того, также предусмотрено, что можно использовать другие гелеобразующие компоненты, не описанные в патентных заявках США №№ 60/914604 и 60/942346, в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

В одном варианте осуществления жидкая эластомерная композиция контактирует по меньшей мере с одним сшивающим агентом для того, чтобы осуществить формирование неводного геля. Вообще, сшивающий агент может представлять собой любую нуклеофильную или электрофильную группу, которая может реагировать с реакционноспособными группами, доступными в жидком эластомере. В дополнительном варианте осуществления сшивающий агент может содержать полифункциональную молекулу с более чем одной реакционноспособной группой. Такие реакционноспособные группы могут включать, например, амины, спирты, фенолы, тиолы, карбанионы, органофункциональные силаны и карбоксилаты.

Свойства гелей.

Твердость геля определяется силой, необходимой для разрушения структуры геля, которую можно оценить количественно путем измерения силы, требуемой игле для проникновения в сшитую структуру. Твердость является мерой способности геля сопротивляться до определенной степени проникновению тестовой иглы, движимой в образец с постоянной скоростью.

Твердость можно измерить, используя прибор анализа текстуры Брукфильда, модель ОТ8-25. Этот прибор состоит из зонда съемной конструкции, который соединен с датчиком для измерения нагрузки. Зонд можно продвигать в образец при заданных скоростях или нагрузках, измеряя следующие параметры или свойства образца: упругость, адгезионные свойства, отверждение, предел прочности на разрыв, хрупкость, прочность на отдир, твердость, когезионные свойства, релаксацию, восстановление, точку разрыва в прочности на разрыв и способность к растеканию. Твердость можно измерить, продвигая цилиндрический зонд с плоским торцом, диаметром 2,5 мм, в образец геля при постоянной скорости 30 мм в 1 мин. Когда зонд контактирует с гелем, к зонду прикладывается сила, возникающая из-за сопротивления структуры геля до тех пор, пока он не разрушится, которая регистрируется при помощи датчика для измерения нагрузки и компьютерной программы. По мере того как зонд проходит через образец, измеряют силу, действующую на зонд, и глубину проникновения. Силу, действующую на зонд, можно регистрировать при различных глубинах проникновения, таких как 20, 25 и 30 мм, определяя показания итоговой твердости. Например, максимальное значение силы на начальном этапе можно зарегистрировать в точке, где гель впервые разрушится, вблизи точки контакта, после чего следует регистрация наиболее высокой и наиболее низкой величин, измеренных после этой точки, когда зонд продвигается через основную массу геля.

В некоторых вариантах осуществления гель по настоящему раскрытию может обладать величиной твердости от 2 до 20000 грамм-силы. В других вариантах осуществления получающийся в результате

- 7 018902 гель может представлять собой мягкий эластичный гель, обладающий величиной твердости в диапазоне от 2 до 20 грамм-силы. В других вариантах осуществления получающийся в результате гель может быть плотным гелем, обладающим величиной твердости от 20 до 100 грамм-силы. В других вариантах осуществления получающийся в результате гель может находиться в диапазоне от твердого до жесткого, обладающего величиной твердости от 100 до 20000 грамм-силы; от 300 до 15000 грамм-силы в других вариантах осуществления; от 500 до 10000 грамм-силы в еще других вариантах осуществления; от 1000 до 9000 грамм-силы в еще других вариантах осуществления.

В других вариантах осуществления твердость геля может изменяться в зависимости от глубины проникновения. Например, в некоторых вариантах осуществления гель может обладать твердостью 300 грамм-силы или больше при глубине проникновения 20 мм. В других вариантах осуществления гель может обладать твердостью 1000 грамм-силы или больше при глубине проникновения 20 мм; 3000 граммсилы или больше при глубине проникновения 20 мм в других вариантах осуществления и 5000 граммсилы или больше при глубине проникновения 25 мм в еще других вариантах осуществления.

В отношении перечисленных выше переменных (то есть температуры, времени и проч.), обычные специалисты в данной области в свете этого раскрытия будут учитывать, что, используя настоящее раскрытие как руководство, можно по желанию варьировать свойства.

Вязкость.

Вязкость композиции геля может быть подвержена влиянию концентраций одного или нескольких агентов, способствующих гелеобразованию, загустителя и твердых веществ, присутствующих в композиции. По мере увеличения концентрации агента, способствующего гелеобразованию, загустителя или твердых веществ увеличивается вязкость композиции геля. В некоторых вариантах осуществления концентрация агента, способствующего набуханию, может находиться в пределах от 8 до 25 мас.%. В других вариантах осуществления концентрация агента, способствующего набуханию, может находиться в пределах от 10 до 20 мас.%. В еще других вариантах осуществления концентрация агента, способствующего набуханию, может находиться в пределах от 11 до 17 мас.%.

Вязкость можно измерить, используя вискозиметр Брукфильда, модель ЭУ-П+. Специалист в данной области примет во внимание, что измерения вязкости будут зависеть от температуры композиции геля, от типа шпинделя и числа оборотов в минуту. Диапазоны вязкостей, раскрытые здесь, измеряли при 20°С, используя вискозиметр Брукфильда, модель ЭУ-П+ с ЬУ2 шпинделем. Вязкость можно измерить, опуская вискозиметр в центр образца до тех пор, пока шпиндель не погрузится до середины погружной отметки. Следует позаботиться о том, чтобы не впустить воздух в шпиндель. Вискозиметр можно запустить после установки вискозиметра на требуемый уровень об/мин. Если нужно использовать более одного значения об/мин, вискозиметр следует запускать с наименьшего их требуемых об/мин. Это понижает количество сдвигающего усилия, прилагаемого к образцу, приводя к более точным считываниям при более низких об/мин.

В некоторых вариантах осуществления смешивание гелеобразующего агента и сшивающего агента может приводить к композициям геля, имеющим исходную вязкость, изменяющуюся в диапазоне приблизительно от 500 до 20000 сП, измеренную при 20°С, используя ЬУ2 шпиндель при низких скоростях вращения (12 об/мин или ниже). В других вариантах осуществления смешивание гелеобразующего агента и сшивающего агента может приводить к композициям геля, имеющим исходную вязкость, изменяющуюся в диапазоне приблизительно от 1000 до 5000 сП, измеренную при 20°С, используя ЬУ2 шпиндель при низких скоростях вращения (12 об/мин или ниже). Как использовано здесь, исходная вязкость относится к вязкости композиции до существенной реакции сшивающего агента и агента, способствующего гелеобразованию.

Давление прорыва.

Давление прорыва геля также может показать герметизирующие свойства гелей. Давление прорыва можно измерить, используя фильтр-пресс. Специалист в данной области учтет, что измерение давления прорыва будет зависеть от температуры композиции геля, времени отверждения и проч. Давление прорыва можно измерить путем накачки и предоставления гелю возможности отвердиться/созреть в течение достаточного периода времени на пористом субстрате, таком как керамический диск или стержень из песчаника, с последующим тестированием приложением давления к субстрату, содержащему внутри себя гель. Например, субстрат, содержащий гель, можно поместить в испытательный аппарат с раствором, непосредственно примыкающим к субстрату. Давление раствора можно повысить, и давление, при котором раствор начинает течь через диск (если начинает), можно записать как давление прорыва. Гели по настоящему раскрытию могут в некоторых вариантах осуществления обладать давлением прорыва больше чем 1000 фунт/кв.дюйм.

Разрушение геля.

Гель-разжижающие жидкости, которые могут химически разрушать гели настоящего раскрытия, могут включать гель-разжижающие жидкости с гидролизующим агентом, содержащие, например, жидкость-основу и гидролизующий агент. Подходящие гидролизующие агенты могут включать любые кислые или щелочные соединения, способные гидролизовать гидролизуемые связи в неводные гели при нормальных условиях гидролиза. Иллюстративные примеры таких кислот включают минеральные ки

- 8 018902 слоты, такие как соляная кислота, бромисто-водородная кислота, азотная кислота, серная кислота, фосфорная кислота и их смеси, органические кислоты, такие как карбоновые кислоты, такие как муравьиная кислота и уксусная кислота. Однако специалист в данной области, вероятно, примет во внимание, что можно альтернативно использовать другие кислоты, такие как хлорноватистая кислота (или соединения, выделяющие хлорноватистую кислоту). Примеры таких оснований (или соединений, выделяющих щелочь) включают, например, гидроксиды щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид цезия и гидроксид кальция, оксиды щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такие как оксид натрия, оксид калия, оксид кальция, оксид магния и т.п., карбонаты или силикаты щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такие как силикат или карбонат натрия и калия, различные неорганические пероксиды, которые сначала распадаются на гидроксид металла и пероксид водорода перед разложением пероксида водорода на кислород и воду, и органические амины, включая алкиламины, такие как моно-, би- или триалкиламины, где алкильные группы могут представлять собой любую комбинацию метильной, этильной, пропильной и изопропильной групп, алканоламины, полиалканоламины и полиамины. Кроме того, специалист в данной области примет во внимание, что этот список является только иллюстративным для кислот и оснований, подходящих для применения в качестве гидролизующих агентов, и ни в коей мере не является всеобъемлющим для специфических соединений, которые можно использовать альтернативно. Подходящие количества гидролизующего агента могут лежать в пределах до 15 вес.% и примерно от 2 до 10 вес.% в других вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления гидролизующий агент может присутствовать в водной фазе.

Однако для доступа гидролизующего агента к гидролизуемым связям геля, достаточного для того, чтобы вызвать разложение геля (таким как внутренние гидролизуемые связи), может оказаться необходимым обеспечить агент, способствующий набуханию, для расширения желатиноподобной структуры и обеспечения гидролизующему агенту доступа к гидролизуемым связям геля. Такие агенты, способствующие набуханию, могут включать известные в данной области органические растворители, которые могут проникать в неводные желатиноподобные структуры и вызывать расширение или набухание геля. В отдельном варианте осуществления такие агенты, способствующие набуханию, могут включать полярные (или малополярные) растворители или совместные растворители, такие как различные спирты и простые эфиры. Как использовано здесь, термин совместный растворитель относится к его обычному значению и распознается специалистом в данной области как обладающий растворимостью как в водных, так и в маслянистых жидкостях. Таким образом, применение полярного или совместного растворителя может позволить воде войти во внутреннюю структуру неводного геля, так чтобы мог происходить гидролиз внутренних связей. Иллюстративные примеры таких растворителей включают, например, изопропанол, простой моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, простой монометиловый эфир дипропиленгликоля, простой бутиловый эфир трипропилена, простой бутиловый эфир дипропиленгликоля, простой бутиловый эфир диэтиленгликоля, бутилкарбитол, простой метиловый эфир дипропиленгликоля, различные сложные эфиры, такие как этиллактат, пропиленкарбонат, бутиленкарбонат и т.п. и пирролидоны.

В альтернативном варианте осуществления можно обеспечить гидролизующий агент, внутренний по отношению к структуре геля, так чтобы гидролизующий агент имел доступ к гидролизуемым связям геля при требуемом разрушении геля. Однако для того, чтобы не происходило преждевременное разрушение геля, определенные варианты осуществления настоящего раскрытия могут использовать гидролизующие агенты, которые заключены в капсулы, которые необязательно могут быть размещены в забое скважины с застывающей или гель-формирующей жидкостью, в качестве внутреннего окислителя. Применение капсул для медленного или контролируемого выделения жидкого или твердого активного ингредиента и для защиты активного ингредиента от любых взаимодействий с внешней средой хорошо известно в данной области. Например, применение инкапсулированных окислителей описано в патенте США № 6861394, который приписывается настоящему заявителю и введен в данное описание посредством ссылки как на единое целое. Обычно капсулы можно сформировать физическими способами, такими как нанесение покрытия распылением, распылительной сушкой, глазировкой, распылением на вращающемся диске и т.п.; и химическими способами, такими как фазовое разделение, полимеризация на границе раздела фаз и т.п. Вообще скорости выделения и растворимость капсул регулируются инкапсулирующим материалом, размером капсул, толщиной стенки, проницаемостью стенки, а также пусковыми системами из внешней окружающей среды.

Для целей настоящего раскрытия инкапсулированный окисляющий гель-разжижающий реагент представляет собой окислитель, который имеет покрытие, достаточное, для того чтобы контролировать выделение окислителя до тех пор, пока не наступит комбинация условий, выбранных оператором. Некоторые общие инкапсулирующие материалы могут включать природные и синтетические масла, природные и синтетические полимеры и кишечно-растворимые полимеры и их смеси. Однако можно альтернативно использовать множество способов инкапсулирования без отступления от объема настоящего раскрытия. Кроме того, другие внутренние гидролизующие агенты могут включать твердые гидролизующие агенты, такие как оксид кальция, пероксид магния или кальция, которые могут быть, а могут и не быть

- 9 018902 инкапсулированными. Таким образом, там, где в гелеобразующей жидкости применяют внутренний окислитель, после размещения гелеобразующей жидкости в забое скважины и гелеобразования, можно инициировать внутренний гидролизующий агент к началу разложения геля.

Можно использовать множество способов, для того чтобы вызвать выделение гидролизующего агента при наступлении специфических условий, требуемых оператору. Например, гидролизующий агент можно заставить выделиться путем изменения температуры, давления, рН, абразивным воздействием или любым из этих или других факторов окружающей среды, химическим воздействием, изменением солесодержания, концентрации ионов, давлением и проч. В отдельном варианте осуществления способ, при помощи которого гидролизующий агент выделяется из инкапсулирующего материала для целей разрушения геля в подземной шахте, заключается в выделении гидролизующего агента при изменении рН в условиях окружающей среды в забое шахты.

Когда используют инкапсулированные гидролизующие агенты, то подходящий покрывающий полимер должен предпочтительно формировать пленку вокруг гидролизующего агента и может быть выбран так, чтобы покрытие оставалось в существенно неизмененном виде до тех пор, пока не возникнут условия, требуемые для выделения, например изменение рН. В отдельном варианте осуществления инкапсулирующий материал включает кишечно-растворимые полимеры, которые определены для целей настоящего раскрытия как полимеры, свойства растворимости которых являются рН-зависимыми. Здесь это означает, что выделение гидролизующего агента промотируется изменением от условий первой, заранее заданной величины рН до условий второй, заранее заданной величины рН.

Кишечно-растворимые полимеры обычно применяются в фармацевтической индустрии для контролируемого выделения лекарственных средств и других фармацевтических агентов с течением времени. Применение кишечно-растворимых полимеров позволяет осуществить контролируемое выделение реагента, разрушающего продукты окисления в заранее заданных условиях рН или рН и температуры. Например, семейство полимеров С1а8со1, являющихся акриловыми полимерами (доступными на фирме С1Ьа 8реаа11у СйеткаН), рассматривают как подходящие кишечно-растворимые полимеры для настоящего раскрытия, потому что растворимость зависит от рН раствора. Кроме того, в то время как патент США № 6861394, который приписывается настоящему заявителю и введен в данное описание посредством ссылки как на единое целое, описывает применение заключенных в капсулу окислителей, обычный специалист в данной области, вероятно, примет во внимание, что такие материалы могут аналогично применяться с гидролизующими агентами настоящего раскрытия.

Кроме этого, применение таких инкапсулирующих материалов можно также использовать для агентов, способствующих набуханию, либо отдельно, либо в комбинации с инкапсулированными гидролизующими агентами. Применение таких инкапсулирующих материалов может оказаться особенно полезным, когда требуется отсрочка по времени/возможность контроля разложения неводных гелей.

Применения.

Раскрытые здесь варианты осуществления гелей могут обладать большей универсальностью их применения в стволах скважин и на нефтяных месторождениях. Например, химически разлагаемые гели можно использовать в применениях, включая разобщение пластов при добыче нефти вторичным способом (БОК); при поглощении бурового раствора; для упрочняющих обработок ствола скважины (УВ): в применениях для нефте- и газоносных пластов, таких как контролирование проницаемости пласта и проч. Обладая описанным здесь средством химического разложения гелей, гель, если он сформирован в забое скважины, может быть удален оператором с последующим применением или удален в случае размещения не на том месте. Таким образом, в различных вариантах осуществления гель по настоящему раскрытию можно разместить в области забоя скважины или в пласте, предоставить ему возможность застыть и затем гель можно удалить, используя описанные здесь жидкости для разжижения гелей или внутренние агенты для разжижения геля, из-за размещения геля не на том месте геля или в случае прекращения потребности в геле.

При требуемом удалении неводного геля из места его расположения внутри ствола скважины или пласта, где он мог быть размещен для выполнения любой из многочисленных функций, неводный гель можно разложить по его подверженным гидролизу связям при помощи гидролизующего агента. Такой гидролизующий агент может достигать внутренних гидролизующихся связей таким образом, как замещением агента, способствующего набуханию, который может проникать внутрь и расширять или вызывать набухание гелеобразной структуры геля и/или использовать внутренний гидролизующий агент. После такого разложения ствол скважины можно необязательно промыть, используя промывочные жидкости, известные в данной области, и/или можно продолжить различные рабочие процессы в забое скважины.

Примеры

Пример 1.

Неводный гель получали путем смешивания с каждым из компонентов до гомогенного состояния 15 мл 8РИК 1050ММ полимера (силилированного полиуретана) от фирмы Мошеийуе РегГогтапсе Ма1епак (УйНои, СТ) в 15 мл углеводородной основы с С16-18 внутренними олефинами, 0,3 г АЕКО81Б® К972, наполнителя из пирогенной двуокиси кремния от фирмы Еуошк Тибикйтек (Еккеп, Оегтаиу), 5 мл

- 10 018902 оксилтриэтилсилана, 0,3 мл УХ-225, аминосилана от фирмы МотепЦуе РегГогтапсе Ма1епа15 и 2,1 мл 2,5:1 смеси триизопропиламин:этиленгликоль. Компоненты помещали в стан горячей прокатки при 150°Р приблизительно на 15 мин, чтобы дать возможность образцу нагреться, и затем помещали в печь при 170°Р до тех пор, пока не застынет.

Образцы гелей (кусочки объемом ~1 см³) подвергали воздействию различных гель-разжижающих жидкостей и регистрировали время, требуемое для разрушения для каждой гель-разжижающей жидкости. Результаты представлены в табл. 1 ниже.

Таблица 1

№ образца	Гель-разжижающий раствор	Время, требуемое на разрушение (мин)
Разрушение при 120°Г	Разрушение при 170°Г
1	Холостая проба - 100% Е5САЮ 110	Нет	Нет
2	Холостая проба - 100% 10 16/18	Нет	Нет
3	Холостая проба - 100% НгО	Нет	Нет
4	47,5% Е5СА1Ц 110 - 47,5% ΙΡΑ - 5% КОН	180	90
5	90% ΙΡΑ - 10% КОН	150	75

6	47,5% 10 16/18 - 47,5% ΙΡΑ - 5% КОН	195	90
7	90% простого диэтиленгликоль моноэтилового эфира - 10% КОН	405 (85%)	195
8	90% простого дипропиленгликоль монометилового эфира - 10% КОН	405 (90%)	105
9	90% простого трипропиленбутилового эфира 10% КОН	450 (50%)	3 60
10	90% бутокситригликоля - 10% КОН	450 (50%)	360
11	90% Зиг£ас1опе ЬР 100 - 10% КОН	Нет	Нет
12	90% М-Руго1 - 10% КОН	450	300
13	90% простого дипропиленгликоль бутилового эфира - 10% КОН	360 (50%)	210
14	90% простого диэтиленгликоль бутилового эфира - 10% КОН	360 (50%)	315
15	90% Н₂О - 10% КОН	Нет	-
16	90% ΙΡΑ - 10% триэтиламина	Нет	-
17	100% ΙΡΑ	Нет	-

Пример 2.

Неводные гели получали, как описано в примере 1, с применением ΕδΟΛΙΌ 110 для углеводородной основы с С16-18 внутренними олефинами. Образцы гелей (кусочки объемом ~1 см³) подвергали воздействию различных гель-разжижающих жидкостей и регистрировали время, требуемое для разрушения для каждой гель-разжижающей жидкости. Результаты представлены в табл. 2 ниже.

Таблица 2

№ образца	Гель-разжижающий раствор	Время, требуемое на разрушение (мин)
Разрушение при 120°Е	Разрушение при 170°Г
1	Холостая проба - 100% Е5СА1Р 110	Нет	Нет
2	Холостая проба - 100% 10 16/18	Нет	Нет
3	Холостая проба - 100% НгО	Нет	Нет
4	47,5% Е5СА10 110 - 47,5% изопропанола - 5% КОН	120	75
5	90% изопропанола - 10% КОН	135	90
6	47,5% 10 16/18 - 47,5% изопропанола - 5% КОН	135	90

- 11 018902

7	90% простого диэтиленгликоль моноэтилового эфира - 10% КОН	405 (90%)	165
8	90% простого дипропиленгликоль монометилового эфира - 10% КОН	405 (60%)	105
9	90% простого трипропиленбутилового эфира 10% КОН	450 (75%>	240
10	90% бутокситригликоля - 10% КОН	450 (50%)	300
11	90% ЗигСаОопе ЬР 100 - 10% КОН	Нет	Нет
12	90% М-Руго1 - 10% КОН	450	300
13	90% простого дипропиленгликоль бутилового эфира - 10% КОН	360 (50%)	195
14	90% простого диэтиленгликоль бутилового эфира - 10% КОН	360 (50%)	270
15	90% Н₂О - 10% КОН	Нет	-
16	90% ΙΡΑ - 10% триэтиламина	Нет	-
17	100% ΙΡΑ	Нет	-

Преимущественно варианты осуществления настоящего изобретения раскрывают неводные гели, которые можно удалить после замещения из пласта. В частности, гель можно удалить, применяя гидролизующий агент. Таким образом, комбинация предусматривает гелевую систему, которая обладает стабильностью по отношению к изменениям температуры, рН и давления, которую легко можно удалить при применении раскрытой здесь гидролизующей гель-разжижающей жидкости.

Несмотря на то что изобретение было описано применительно к ограниченному числу вариантов осуществления, специалисты в данной области, получающие пользу от этого раскрытия, будут принимать во внимание, что можно придумать другие варианты осуществления, не отступающие от объема изобретения, как раскрыто в данном описании. Соответственно объем изобретения должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Claims

1. Способ обработки пласта, включающий помещение агента, способствующего набуханию, в область пласта, занятую гидролизуемым гелем; воздействие после увеличения объёма гидролизуемого геля на область пласта, занятую таким гидролизуемым гелем, гидролизующим агентом;

предоставление гидролизующему агенту достаточного времени для того, чтобы гидролизовать гидролизуемый гель.

2. Способ по п.1, в котором гидролизующий агент содержит по меньшей мере один из гидроксидов, оксидов или пероксидов щелочного металла или щелочно-земельного металла.

3. Способ по п.1, в котором гидролизующий агент содержит по меньшей мере один компонент из соляной кислоты, бромисто-водородной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты, фосфорной кислоты, муравьиной кислоты, уксусной кислоты или их смесей.

4. Способ по п.1, в котором гидролизуемый гель содержит по меньшей мере один компонент из полиуретана, силилированного полиуретана, полимочевины или сложного полиэфира.

5. Способ по п.1, дополнительно включающий размещение компонентов геля в пласте для формирования гидролизуемого геля.

6. Способ по п.1, дополнительно включающий размещение компонентов геля в пласте для формирования второго гидролизуемого геля.

7. Способ обработки пласта, включающий размещение в пласте загустевающей жидкости, содержащей внутренний гидролизующий агент; контактирование данного геля с агентом, способствующим набуханию после превращения загустевающей жидкости в гидролизуемый гель;

активирование внутреннего гидролизующего агента для разрушения сформированного гидролизуемого геля.

8. Способ по п.7, в котором гидролизующий агент содержит по меньшей мере один из гидроксидов, оксидов или пероксидов щелочного металла или щелочно-земельного металла.

9. Способ по п.7, в котором гидролизующий агент содержит по меньшей мере один компонент из соляной кислоты, бромисто-водородной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты, фосфорной кислоты, муравьиной кислоты, уксусной кислоты или их смесей.

10. Способ по п.7, в котором гидролизуемый гель содержит по меньшей мере один компонент из полиуретана, силилированного полиуретана, полимочевины или сложного полиэфира.

11. Способ по п.7, в котором внутренний гидролизующий агент содержит капсулированный гидро

- 12 018902 лизующий агент.

12. Способ по п.7, дополнительно включающий размещение в пласте компонентов геля для формирования геля.

13. Способ по п.7, дополнительно включающий размещение в пласте компонентов геля для формирования второго геля.

14. Способ по п.1, в котором агент, способствующий набуханию, содержит по меньшей мере один компонент из спирта или простого эфира.

15. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один компонент из агента, способствующего набуханию, и гидролизующего агента является капсулированным.

16. Способ по п.1, в котором гидролизующий агент размещают на месте одновременно с размещением геля.

17. Способ по п.1, дополнительно включающий размещение компонентов геля в пласте для формирования геля.

18. Способ по п.1, дополнительно включающий размещение компонентов геля в пласте для формирования второго геля.