EA031898B1 - Скважинная упрочняющая композиция - Google Patents

Скважинная упрочняющая композиция Download PDF

Info

Publication number
EA031898B1
EA031898B1 EA201391082A EA201391082A EA031898B1 EA 031898 B1 EA031898 B1 EA 031898B1 EA 201391082 A EA201391082 A EA 201391082A EA 201391082 A EA201391082 A EA 201391082A EA 031898 B1 EA031898 B1 EA 031898B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
vinyl ester
peroxide
initiator
group
represent
Prior art date
Application number
EA201391082A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201391082A1 (ru
Inventor
Сашикумар Меттатх
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 EA201391082A1 publication Critical patent/EA201391082A1/ru
Publication of EA031898B1 publication Critical patent/EA031898B1/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
    • C09K8/56—Compositions for consolidating loose sand or the like around wells without excessively decreasing the permeability thereof
    • C09K8/57—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/575—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/5751—Macromolecular compounds
    • C09K8/5755—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C08L63/10—Epoxy resins modified by unsaturated compounds
    • 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
    • C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
    • C09K8/035—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к скважинной упрочняющей композиции, включающей по меньшей мере одну смолу на основе сложных эпоксивиниловых эфиров, способную полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации, имеющую повторяющиеся звенья формулыгде R-Rпредставляют собой CH- или H и R-Rпредставляют собой H или Br; по меньшей мере один инициатор; по меньшей мере один неводный растворитель, выбранный из группы, включающей минеральное масло, дизельное масло и синтетическое масло; и по меньшей мере один мономер, выбранный из группы виниловых мономеров и мономеров сложных виниловых эфиров; где смола на основе сложных эпоксивиниловых эфиров присутствует в количестве от 10 до 90 вес.%. Изобретение также относится к способу обработки подземного пласта и способу уплотнения подземной скважины.

Description

Уровень техники
Бурение на нефтяном месторождении обычно происходит в геологических формациях, имеющих разные составы, проницаемости, пористости, поровые флюиды и внутренние давления. Во время бурения могут встречаться слабые зоны, что обусловлено этими формациями с разными условиями. Эти слабые зоны могут приводить к водоотдаче, изменениям давления, обрушению ствола и т.д. Пласт слабых зон является неустойчивым к бурению, поэтому их необходимо укрепить прежде, чем можно будет продолжить буровые работы.
Слабые зоны могут иметь место, например, когда давление инициирования гидроразрыва одного пласта меньше, чем внутреннее поровое давление другого пласта. В качестве другого примера повышенное скважинное давление, созданное при прохождении одного пласта, может вызвать пониженную прочность пласта к гидроразрыву. В качестве другого примера градиент давления в стволе скважины, требуемый для сдерживания порового давления пласта во время бурения, может превышать давление гидроразрыва, которому подвергается более слабый пласт в стволе скважины.
Обычно слабые зоны можно укрепить путем закачивания флюида в слабую зону, позволив флюиду отвердиться и приобрести прочность со временем. Используемые ранее флюиды включают цемент, эпоксидные смолы с аминными инициаторами и винилтолуолы с инициаторами. Время отверждения для цемента достигает 24 ч, что нежелательно откладывает добычу нефти, особенно для оффшорного бурения с высокими производственными затратами. Базовая структура частиц цемента также может проявлять плохую проникающую способность в пласт, что приводит к пониженному эффекту уплотнения. При использовании эпоксидных смол или винилтолуолов время отверждения может быть уменьшено, но композиции являются токсичными, высококоррозионными, горючими и наносящими вред здоровью.
Цемент или другие текучие композиции, используемые для упрочнения слабых зон, также можно использовать в первичных операциях цементирования, при которых флюидом заполняют по меньшей мере часть кольцевого пространства между обсадной трубой и стенкой пласта в скважине. Затем цементу можно дать отвердиться в кольцевом пространстве, тем самым сформировав кольцевую оболочку из цемента. Желательно, чтобы цементный барьер был непроницаемым так, чтобы он мог предотвращать перемещение флюида между зонами или пластами, через которые ранее прошел ствол скважины.
Обычно цемент или упрочняющую композицию смешивают на поверхности и закачивают в скважину при высоком давлении, чтобы заполнить слабую зону. Когда композиция заполнит слабые зоны, ей позволяют схватиться или отвердеть, упрочняя внутреннюю часть ствола скважины.
Соответственно существует необходимость в сокращении времени, требуемого для затвердевания композиции, а также в создании безопасной композиции.
Сущность изобретения
В одном аспекте раскрытые здесь варианты воплощения изобретения относятся к скважинной упрочняющей композиции, включающей по меньшей мере один полимер, способный полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации, из группы эпоксиакрилатов, модифицированных эпоксиакрилатов, эпоксипрекурсоров, модифицированных сложных эпоксивиниловых эфиров, ненасыщенных сложных полиэфиров, уретанметакрилатов, сложных полиэфиракрилатов, смол на основе сложных эпоксивиниловых эфиров, имеющих формулу
где R и R1-R5 могут быть CH3- или H и R6-R21 могут быть H или Br и их полимерными комбинациями; и по меньшей мере один инициатор, где смола присутствует в количестве от приблизительно 10 до приблизительно 90 вес.%.
Предпочтительной является скважинная упрочняющая композиция, включающая по меньшей мере один полимер на основе сложных эпоксивиниловых эфиров, способный полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации, имеющая повторяющиеся звенья формулы
где R1-R2 представляют собой CH3- или H и R6-R13 представляют собой H или Br.
В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу обработки подземного пласта, включая введение по меньшей мере одного полимера в жидкой фазе в подзем
- 1 031898 ный пласт; введение по меньшей мере одного инициатора в подземный пласт и взаимодействие полимера и инициатора с образованием композита; где полимер содержит по меньшей мере один полимер, способный полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации из группы эпоксиакрилатов, модифицированных эпоксиакрилатов, эпоксипрекурсоров, модифицированных сложных эпоксивиниловых эфиров, ненасыщенных сложных полиэфиров, уретанметакрилатов, сложных полиэфиракрилатов, смол на основе сложных эпоксивиниловых эфиров, имеющих формулу
где R и R1-R5 могут быть CH3- или H и R6-R21 могут быть H или Br и их полимерными комбинациями.
Предпочтительно введение по меньшей мере одного полимера на основе сложных эпоксивиниловых эфиров в подземный пласт, где полимер имеет повторяющиеся звенья формулы
В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу уплотнения подземной скважины, включающему закачивание по меньшей мере одного полимера в жидкой фазе по меньшей мере в часть кольцевого пространства между боковыми стенками ствола скважины и внешней частью обсадной трубы, расположенной в стволе скважины, закачивание по меньшей мере одного инициатора по меньшей мере в часть кольцевого пространства и предоставление возможности по меньшей мере одному полимеру и по меньшей мере одному инициатору отвердиться с образованием композита, где по меньшей мере один полимер, содержит по меньшей мере один полимер, способный полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации, из группы эпоксиакрилатов, модифицированных эпоксиакрилатов, эпоксипрекурсоров, модифицированных сложных эпоксивиниловых эфиров, ненасыщенных сложных полиэфиров, уретанметакрилатов, сложных полиэфиракрилатов, смол на основе сложных эпоксивиниловых эфиров, имеющих формулу
где R и R1-R5 могут быть CH3- или H и R6-R21 могут быть H или Br и их полимерными комбинациями.
Предпочтительно закачивание, по меньшей мере, полимера на основе сложных эпоксивиниловых эфиров в жидкой фазе, где полимер имеет повторяющиеся звенья формулы
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлена графическая взаимозависимость температуры отверждения и времени отверждения для скважинных упрочняющих композиций согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь.
На фиг. 2 представлена графическая взаимозависимость крутящего момента и времени отверждения для скважинных упрочняющих композиций согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым
- 2 031898 здесь.
На фиг. 3 представлена графическая взаимозависимость крутящего момента и времени отверждения для скважинных упрочняющих композиций согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь.
Подробное описание изобретения
Варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к использованию скважинных упрочняющих композиций в применениях в забое. Другие варианты воплощения изобретения относятся к способам получения скважинных упрочняющих композиций. Далее в описании изобретение представлено подробнее для лучшего понимания настоящего изобретения. Однако специалистам в этой области должно быть понятно, что настоящее изобретение можно реализовать на практике без этих подробностей и что возможны многочисленные вариации или модификации из описанных вариантов воплощения изобретения.
В одном аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу обработки подземного пласта. Способ может включать введение смеси полимера и инициатора в подземный пласт и взаимодействие полимера и инициатора с образованием композита. В других аспектах варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способам создания таких композитов и к применениям, в которых композиты, раскрытые здесь, можно использовать.
Композит.
Композиты настоящего изобретения можно использовать в скважинных операциях как компонент бурового раствора или их можно заранее готовить и закачивать внутрь скважины без бурового раствора. Альтернативно, компоненты можно вводить одновременно или последовательно в скважину с образованием композита на месте. Например, жидкие компоненты можно закачать в ствол скважины, который пересекает слабо укрепленный пласт, и дать им отвердиться с образованием полимерной сетки, которая стабилизирует пласт и ствол скважины в целом.
В некоторых вариантах воплощения изобретения композиты образуются из различных смол, которые полимеризуются с образованием структуры композита. Кроме того, необязательно, можно добавлять ускорители или ингибиторы, чтобы активизировать или улучшить образование композита. Также для улучшения свойств композита или для получения композита со специальными свойствами можно добавлять добавки, такие как стабилизаторы, пластификаторы, промоторы адгезии и наполнители.
Отверждаемые полимеры.
Отверждаемые полимеры (или фор-полимеры) можно отверждать или сшивать поперечными связями с получением объемного материала с более высоким молекулярным весом, такого как композит настоящего изобретения, который может иметь желаемые механические и химические свойства. Такие свойства могут включать твердость, долговечность и стойкость к химическим агентам.
В некоторых вариантах воплощения изобретения отверждаемый полимер может включать смолу на основе сложного эпоксивинилового эфира следующей формулы:
где R и R1-R5 могут быть CH3- или H и R6-R21 могут быть H или Br. В других вариантах воплощения изобретения реактивным полимером может быть полимер на основе сложного винилового эфира, полученный эстерификацией эпоксидной смолы с ненасыщенной карбоновой кислотой, модифицированные эпоксиакрилаты, модифицированные сложные эпоксивиниловые эфиры, ненасыщенные полиэстеры или их комбинации. Эпоксидная смола может быть получена из бисфенола а типа, бисфенола Г типа, новолака и алифатических эпоксидов. Родственные производные также можно использовать, если они способны полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации. Используемый здесь термин модифицированные означает гибридные полимеры или полимеры, которые удлинены другими молекулами, которые не являются производными бисфенола.
В зависимости от конкретного применения может быть желательно получить композит для обработки слабых или проницаемых пластов. Растворы жидкого полимера особенно хорошо подходят для применения в забое скважины, поскольку их можно закачивать в неотвержденном состоянии. В различных вариантах воплощения изобретения растворы жидкого полимера можно использовать в его чистой форме, можно использовать растворенным в растворителе или можно диспергировать или эмульсифицировать в несмешивающейся с ним фазе, и к жидкому раствору можно добавить агент отверждения, чтобы получить композит.
Например, такой раствор жидкого полимера можно закачать в забой скважины, чтобы пройти слабо укрепленный пласт в стволе скважины. Затем в забой можно закачать инициатор и желательные добавки,
- 3 031898 чтобы инициировать отверждение раствора жидкого полимера с образованием сильно связанной матрицы, которая может эффективно покрыть слабо укрепленный пласт. Авторы настоящего изобретения открыли, что такая сильно связанная матрица может эффективно удерживать слабо укрепленный пласт, таким образом регулируя добычу частиц песка из обрабатываемых зон. Эта обработка может служить для того, чтобы укрепить ствол скважины и уменьшить количество обломочных пород, которые могут вызвать износ инструментов в забое.
Отверждаемый полимер можно использовать в количестве от приблизительно 10 до приблизительно 90 вес.% в расчете на общий вес композита, от приблизительно 20 до приблизительно 80 вес.% в других вариантах воплощения изобретения и от приблизительно 30 до приблизительно 70 вес.% в еще других вариантах воплощения изобретения.
В некоторых вариантах воплощения изобретения отверждаемый полимер может быть комбинацией первого полимера по меньшей мере из одной смолы на основе сложного эпоксивинилового эфира, имеющего описанную выше формулу, и второго полимера по меньшей мере из одного полимера, способного полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации из группы из эпоксиакрилатов, модифицированных эпоксиакрилатов, эпоксипрекурсоров, модифицированных сложных эпоксивиниловых эфиров, ненасыщенных сложных полиэфиров, уретанакрилатов, уретанметакрилатов, сложных полиэфиракрилатов или их комбинаций.
В некоторых вариантах воплощения изобретения сложный эпоксивиниловый эфир можно использовать в комбинации с уретанакрилатной смолой следующей формулы:
где R может быть алифатической или ароматической группой, такой как C6-C28 алифатической или ароматической группой и в которую могут быть дополнительно включены функциональные группы и/или заместители и где R' или R могут быть водородом или метилом. Уретанакрилат может быть получен из метакрилата с гидроксильной функциональной группой и изоцианата. Предпочтительно варианты воплощения изобретения, использующие комбинацию из первого и второго полимеров (таких как сложный виниловый эфир и уретанакрилат в конкретном варианте воплощения изобретения) дают возможность провести экзотермическую реакцию с небольшим выделением тепла, которую можно охарактеризовать как повышение температуры только на от 10 до 40°F (от -12,2 до +4,5°C) во время полимеризации.
Первый полимер можно использовать в количестве от приблизительно 0 до приблизительно 100 вес.% в расчете на общий вес отверждаемого полимера, от приблизительно 10 до приблизительно 90 вес.% в других вариантах воплощения изобретения и от приблизительно 20 до приблизительно 80 вес.% в еще других вариантах воплощения изобретения. Второй полимер можно использовать в количестве от приблизительно 0 до приблизительно 100 вес.% в расчете на общий вес отверждаемого полимера, от приблизительно 10 до приблизительно 90 вес.% в других вариантах воплощения изобретения и от приблизительно 20 до приблизительно 80 вес.% в еще других вариантах воплощения изобретения.
Разбавитель.
Полимер можно объединять с химически активным разбавителем. Химически активным разбавителем может быть мономер или смесь мономеров, которые способны полимеризоваться путем свободнорадикальной полимеризации. Примеры таких мономеров включают следующие: виниловые мономеры, такие как производные стирола (стирол, винилтолуол, α-метилстирол, дивинилбензол, третичный бутилстирол, диаллилфталат, изоцианурат и др.); акрилаты и метакрилаты (монофункциональные, многофункциональные, с гидроксильными группами, с аминогруппами, с карбоксильными кислотными группами, удлиненные в цепи полиэфирполиолами, все сложные эфиры акриловой кислоты или метакриловой кислоты и др.); мономеры сложных виниловых эфиров (сложные эфиры кислоты версатик, такой как VeoVa™ 10, выпускаемой Hexion Speciality Chemicals, Колумбус, Огайо) и их комбинации, а также все родственные производные, которые можно сшить поперечными связями путем реакции свободнорадикальной полимеризации.
Некоторые примеры акрилатов и метакрилатов включают гидроксиэтилметакрилат (ГЭМА), гидроксипропилметакрилат (ГПМА), акриловую кислоту, метакриловую кислоту, метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, бутилакрилат, изодецилакрилат, стеарилакрилат, лаурилакрилат, тридецилакрилат, изооктилакрилат, этоксилированный бисфенол A диакрилат, этоксилированный гидроксиэтилакрилат, аллилакрилат, глицидилметакрилат, 1,4-бутандиолдиакрилат (БДДА), 1,6-гександиолдиакрилат (ГДДА), диэтиленгликольдиакрилат, 1,3-бутиленгликольдиакрилат, неопентилгликольдиакрилат, циклогександиметанолдиакрилат, дипропиленгликольдиакрилат, этоксилированный бисфенол A диакрилат, триметилолпропан триакрилат, пентаэритритол триакрилат, пентаэритритол тетраакрилат, полиэтиленгликоль диакрилат, полипропиленгликоль диакрилат, 4-акрилоилморфолин, хелатные производные акрилатов и ме- 4 031898 талла и все родственные производные и все производные метакрилата и акрилата.
Химически активный разбавитель можно использовать в количестве от приблизительно 10 до приблизительно 90 вес.% в расчете на общий вес композита, от приблизительно 20 до приблизительно 80 вес.% в других вариантах воплощения изобретения и от приблизительно 30 до приблизительно 70 вес.% в еще других вариантах воплощения изобретения.
Инициатор.
В одном варианте воплощения изобретения полимеры и/или мономеры вводят во взаимодействие по меньшей мере с одним инициатором, чтобы оказать влияние на образование композита. В целом, инициатор может быть нуклеофильной или электрофильной группой, которая может реагировать с химически активными группами, присутствующими в полимерах и/или мономерах. В другом варианте воплощения изобретения инициатор может содержать полифункциональную молекулу с более чем одной химически активной группой. Такие химически активные группы могут включать, например, амины, спирты, фенолы, тиолы, карбанионы, органофункциональные силаны и карбоксилаты.
Примеры инициаторов включают катализаторы, инициирующие свободные радикалы, азосоединения, алкил или ацилпероксиды или гидропероксиды, диалкилпероксиды, кетопероксиды, сложных пероксиэфиры, пероксикарбонаты, пероксикетали и их комбинации. Примеры катализаторов, инициирующих свободные радикалы, включают бензоила пероксид, дибензоила пероксид, диацетила пероксид, дитрет-бутила пероксид, кумила пероксид, дикумила пероксид, дилаурила пероксид, трет-бутила гидропероксид, метилкетона пероксид, ацетилацетона пероксид, метилэтилкетона пероксид, дибутилпероксилциклогексан, ди(2,4-дихлорбензоил)пероксид, дииизобутила пероксид, трет-бутилпербензоат, третбутилперацетат и их комбинации.
В некоторых вариантах воплощения изобретения инициаторы могут быть на основе пероксидов и/или персульфаты. Количество инициаторов предпочтительно равно от приблизительно 0,1 до приблизительно 3 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 0,7 до приблизительно 1 вес.%, предпочтительнее всего от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,5 вес.%.
Ускорители и ингибиторы.
Ускорители и ингибиторы, необязательно, можно использовать для регулирования времени отверждения композита. Например, ускоритель можно использовать для сокращения времени отверждения, в то время как ингибитор можно использовать для продления времени отверждения. В некоторых вариантах воплощения изобретения ускоритель может включать амин, сульфонамид или дисульфид, а ингибитор может включать стеарат, органический карбамат и их соли, лактон или стеариновую кислоту.
Добавки.
Добавки широко используются в полимерных композитах для получения композита со специальными свойствами. В некоторых вариантах воплощения изобретения добавки могут включать пластификаторы, термические и световые стабилизаторы, замедлители горения, наполнители, промоторы адгезии или реологические добавки.
Добавление пластификаторов может снизить модуль полимера при использовании при температуре ниже его температуры стеклования (Тс). Таким образом можно регулировать вязкость и механические свойства композита. В некоторых вариантах воплощения изобретения пластификатор может включать фталаты, эпоксиды, алифатические сложные эфиры, фосфаты, сульфонамиды, гликоли, полиэфиры, тримеллитаты или хлорированный парафин. В некоторых вариантах воплощения изобретения пластификатор может быть диизооктилфталатом, эпоксидированным соевым маслом, ди-2-этилгексиладипатом, трикрезилфосфатом или триоктилтримеллитатом.
Наполнителями обычно являются инертные материалы, которые могут упрочнить композит или служить в качестве расширителя. Наполнители, соответственно, влияют на производство, хранение и отверждение композита. Наполнители также могут влиять на свойства композита, такие как электро- и теплоизолирующие свойства, модуль, прочность на растяжение или прочность на разрыв, абразивная стойкость и предел усталости. В некоторых вариантах воплощения изобретения наполнители могут включать карбонаты, оксиды металлов, глины, кремнеземы, слюду, сульфаты металлов, хроматы металлов или черный углерод. В некоторых вариантах воплощения изобретения наполнитель может включать диоксид титана, карбонат кальция, некислые глины, сульфат бария или пирогенный кремнезем. Частицы наполнителя могут быть получены искусственно такого размера, чтобы оптимизировать набивку частиц для создания композита с пониженным содержанием смолы. Искусственно полученные частицы по размеру могут быть комбинацией мелких, средних и крупных частиц. Размер частиц может быть от приблизительно 3 до приблизительно 74 мкм.
Добавлением промоторов адгезии можно улучшить адгезию к разным субстратам. В некоторых вариантах воплощения изобретения промоторы адгезии могут включать модифицированные фенольные смолы, модифицированные углеводородные смолы, полисилоксаны, силаны или грунтовки.
Добавлением реологических добавок можно регулировать текучие свойства соединения. В некоторых вариантах воплощения изобретения реологические добавки могут включать наполнители с частицами очень маленького размера, органические агенты или комбинации обоих. В некоторых вариантах воплощения изобретения реологические добавки могут включать осажденные карбонаты кальция, некис- 5 031898 лые глины, пирогенный кремнезем или модифицированные касторовые масла.
Приготовление композита.
В одном варианте воплощения изобретения композит образуется путем смешивания полимера и, необязательно, разбавителя с инициаторами и добавками. В некоторых вариантах воплощения изобретения также можно включать соответствующие растворители. Растворители, которые могут быть подходящими, могут включать буровые растворы на углеводородной основе для использования в применениях в забое и могут включать минеральное масло, биологическое масло, дизельное масло и синтетические масла.
Выдерживание при температуре.
В некоторых вариантах воплощения изобретения отверждаемый полимер и инициатор могут реагировать при температуре в диапазоне от приблизительно 25 до приблизительно 250°C; от приблизительно 50 до приблизительно 150°C в других вариантах воплощения изобретения и от приблизительно 60 до приблизительно 100°C в еще других вариантах воплощения изобретения. В других вариантах воплощения изобретения отверждаемый полимер и инициатор могут реагировать при температуре, равной приблизительно 65°C. Однако специалист в этой области должен понимать, что в различных вариантах воплощения изобретения температура реакции может определять время, требуемое для образования композита.
Время, требуемое для образования композита.
Варианты воплощения композитов, раскрытые в настоящем изобретении, могут быть получены путем смешения отверждаемого полимера с инициатором. В некоторых вариантах воплощения изобретения композит можно получить путем приблизительно 3 ч перемешивания полимера и инициатора. В других вариантах воплощения изобретения композит можно получить путем перемешивания полимера и инициатора в течение от приблизительно 4 до приблизительно 6 ч; в других вариантах воплощения изобретения в течение от приблизительно 7 до приблизительно 9 ч.
Инициатор при выдерживании при температурах от приблизительно 80°F (26°C) до приблизительно 250°F (121°C) вызывает образование свободных радикалов в полимерах и/или мономерах-разбавителях. Радикалы, в свою очередь, вызывают образование связи у полимеров и/или мономеров-разбавителей. Связывание изменяет жидкостную композицию в твердый композит.
Скважинная упрочняющая композиция также может содержать другие обычные ингредиенты для обработки флюида, такие как добавки регулирования водоотдачи, красители, антивспенивающие агенты, при необходимости, и тому подобное, используемые в типичных количествах, известных специалистам в этой области. Конечно, добавления таких других добавок следует избегать, если добавка будет оказывать неблагоприятное воздействие на основные желательные свойства обрабатываемого флюида.
Примеры
Образцы смол на основе сложного эпоксивинилового эфира F010 Vipel® Bisphenol A, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), барит - Barite (сульфат бария марки API), Crayvallac™ SL (или PC) полиамидный загуститель, доступный от Cook Composite and Polymers (Канзас-сити, Миссури), и бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) смешивали в различных пропорциях. Перемешивание осуществляли приблизительно при комнатной температуре. Vipel® F010 содержит мономер стирола для разбавления полимера на основе сложного эпоксивинилового эфира.
Таблица 1
Пример 1 2 3
Vipel® F010 (г) 100 50 50
Barite (г) 48 50 50
Crayvallac™ SL (г) 2,8 0, 8 0, 8
Бензоила пероксид (г) 0,5 0,5 0,5
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 3-4 3-4 3-4
Результат Жесткий Жесткий Жесткий
композит композит композит
Образцы смол на основе эпоксивинилового эфира XR 3129, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), VeoVa™ 10 (сложный виниловый эфир VERSATIC™ Acid 10 синтетической насыщенной монокарбоновой кислоты с высокоразветвленной структурой, содержащей десять атомов углерода), доступный от Hexion Specialty Chemicals (Колумбус, Огайо), смешивали в разных пропорциях с кумила гидропероксидом марки Trigonox K-90, доступным от AkzoNobel (Норкросс, Джорджия). Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
- 6 031898
Таблица 2
Пример 4 5 6 7 8
XR 3129 (г) 40 30 50 50 50
VeoVa™ 10 (г) 10 20 0 10 10
Trigonox К- 90 (г) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66) 150 (66) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3
Результат Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит
Образцы смол на основе эпоксивинилового эфира XR 3129-L, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), VeoVa™ 10 (сложный виниловый эфир VERSATIC™ Acid 10 синтетической насыщенной монокарбоновой кислоты с высокоразветвленной структурой, содержащей десять атомов углерода), доступный от Hexion Specialty Chemicals (Колумбус, Огайо), Arcosolv® TPNB (н-бутиловый эфир трипропиленгликоля), доступный от LyondellBasell (Хьюстон, Техас), Barite (сульфат бария марки API) и синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,68 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), смешивали в разных пропорциях с кумила гидропероксидом марки Trigonox K-90, доступным от AkzoNobel (Норкросс, Джорджия). Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
Таблица 3
Пример 9 10 11 12 13
XR 3129-L (г) 45 40 42,5 42,5 42,5
VeoVa™ 10 (г) 5 10 5 5 5
Arcosolv® TPNB (г) 0 0 2,5 2,5 2,5
Barite (г) 50 50 50 50 50
Rheliant™ Mud (г) 65 65 65 65 65
Trigonox К— 90 (г) 1 1 1 1 1
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66) 150 (66) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3
Результат Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит
Образцы смол на основе сложного эпоксивинилового эфира XR 3146, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), Barite (сульфат бария марки API), Crayvallac™ SL (или PC) полиамидный загуститель, доступный от Cook Composite and Polymers (Канзас-сити, Миссури), и бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
- 7 031898
Таблица 4
Пример 14 15
XR 3146 (г) 50 50
Barite (г) 50 50
Crayvallac™ SL (г) 0 0,8
Бензоила пероксид (г) 0,5 0,5
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 3-4 3-4
Результат Жесткий композит Жесткий композит
Образцы смол на основе сложного эпоксивинилового эфира XR 3146, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), Barite (сульфат бария марки API), Crayvallac™ SL (или PC) - полиамидный загуститель, доступный от Cook Composite and Polymers (Канзас-сити, Миссури), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) и синтетический буровой раствор RheliantTM (1,68 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), смешивали в различных пропорциях.
Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
Таблица 5
Пример 16 17 18
XR 3146 (г) 50 50 50
Barite (г) 50 50 50
Crayvallac SL (г) 0 0, 8 0, 8
Бензоила пероксид (г) 0,5 0,5 0,5
Rhe11ant Mud (мл) 6 15 20
% бурового раствора по объему 10 25 32
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 3-4 3-4 3-4
Результат Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит
Образцы смол на основе сложного эпоксивинилового эфира XR 3146, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), Barite (сульфат бария марки EMI 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) и синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,68 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
Таблица 6
Пример 19 20 21 22
XR 3146 (г) 50 50 50 50
Barite (г) 24 24 24 0
Бензоила пероксид (г) 0,35 0,5 1,25 1
Rheliant Mud (г) 0 24 24 0
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 3-4 3-4 3-4 3-4
Результат Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит
Образцы смол на основе сложного эпоксивинилового эфира XR 3191, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), Barite (сульфат бария марки EMI 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) и синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,68 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
- 8 031898
Таблица 7
Пример 19 20
XR 3191 (г) 50 50
Barite (г) 24 24
Бензоила пероксид (г) 0,75 0,75
Rheliant Mud (г) 8, 65 26
% бурового раствора по объему 10 30
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 2-3 2-3
Результат Жесткий композит Жесткий композит
Образцы смол на основе сложного эпоксивинилового эфира XR 3191, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), Barite (сульфат бария марки EMI 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) и синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,36 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
Таблица 8
Пример 21 22 23
XR 3191 (г) 200 200 200
Barite (г) 132 132 132
Бензоила пероксид (г) 0, 86 0, 96 0, 96
Rheliant Mud (г) 0 30 60
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66) 150 (66)
Время отверждения, час. 4-6 4-6 4-6
Результат Жесткий композит Жесткий композит Жесткий композит
Прочность на одноосное сжатие, фунт/кв. дюйм (бар) 7140 (492,286) 1980 (136, 516) 566 (39,024)
Серии смол на основе сложных эпоксивиниловых эфиров XR не содержат стирол как разбавитель, что снижает токсичность композиции. Композиции, приготовленные с XR 3129, давали более высоковязкий продукт, чем композиции, приготовленные с XR 3129L, XR 3146 или XR 3191. XR 3146 обеспечивает композицию с высокой прочностью на одноосное сжатие. XR 3191 предлагается для использования с различными концентрациями активатора, при этом все еще обеспечивая композицию с хорошей прочностью.
Образцы A057-BBB-000 - смол на основе сложного эпоксивинилового эфира/уретанакрилата, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), HiSil™ 532 EP (порошок кремнезема), доступный от PPG Industries (Монровилл, Пенсильвания), Barite (сульфат бария марки EMI 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), PBQ (раствор парабензохинона 50 мг в 2 г), Trigonox 42 S, трет-бутил перокси3,5,5-триметилгексаноат, доступный от AkzoNobel (Норкросс, Джорджия), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури), синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,44 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), и Cement H (как примесь цемента) смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C). График взаимозависимости времени и температуры для примеров 24 и 25 показан на фиг. 1.
- 9 031898
Таблица 9
Пример 24 25
А057-ВВВ-000 (г) 200 200
HiSil™ 532 ЕР (г) 4 4
Barite (г) 148 148
PBQ (г) 4 4
Trigonox 42 S (г) 0,28 0,28
Бензоила пероксид (г) 1,8 1,8
Rheliant Mud (г) 3,7 3,7
Cement Н (г) 0 36
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66) 150 (66)
Результат Жесткий Жесткий
композит композит
Образцы A057-BBB-000 - смол на основе сложного эпоксивинилового эфира/уретанакрилата, доступные от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), HiSil™ 532 EP (порошок кремнезема), доступный от PPG Industries (Монровилл, Пенсильвания), Barite (сульфат бария марки EMI 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), PBQ (2% раствор парабензохинона в метиловом эфире дипропиленгликоля), Trigonox 42 S, трет-бутил перокси-3,5,5-триметилгексаноат, доступный от AkzoNobel (Норкросс, Джорджия), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 170°F (77°C).
Таблица 10
Пример 26 27
А057-ВВВ-000 (г) 300 150
HiSil™ 532 ЕР (г) 4,5 10
Barite (г) 251,58 17,25
PBQ (г) 6 1,25
Trigonox 42 S (г) 0,42 0,25
Бензоила пероксид (г) 2,7 1,4
Температура отверждения, °F (°C) 170 (77) 170 (77)
Результат Жесткий композит Жесткий композит
Время образования композита (часы) 4-6 6-8
Вес состава, (унт/галлон (кг/л) 12,5 (1,5) 9 (1,08)
Образец A057-BBB-000 - смол на основе сложного эпоксивинилового эфира/уретанакрилата, приобретаемых от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), HiSil™ 532 EP (порошок кремнезема), доступный от PPG Industries (Монровилл, Пенсильвания), Barite (сульфат бария марки 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), PBQ (2% раствор парабензохинона в метиловом эфире дипропиленгликоля), Trigonox 42 S, трет-бутил перокси-3,5,5-триметилгексаноат, доступный от AkzoNobel (Норкросс, Джорджия), синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,44 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас) (чтобы показать влияние примеси бурового раствора), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) и активатор смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 150°F (66°C).
- 10 031898
Таблица 11
Пример 28
А057-ВВВ-000 (г) 500
HiSil™ 532 ЕР (г) 10
Barite (г) 370
PBQ (г) 10
Trigonox 42 S (г) 0, 68
Бензоила пероксид (г) 4,5
Rheliant Mud (г) 9,25
Активатор 0,5%
Температура отверждения, °F (°C) 150 (66)
Результат Жесткий композит
Образец A057-BBB-000 - смол на основе сложного эпоксивинилового эфира/уретанакрилата, доступный от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), HiSil™ 532 EP (порошок кремнезема), доступный от PPG Industries (Монровилл, Пенсильвания), Barite (сульфат бария марки 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), Biscomer РТЕ (5% раствор ^№бис-(2-гидроксиэтил)паратолуидина), доступный от Cognis (Мангейм, Германия), Trigonox 42 S, трет-бутил перокси-3,5,5-триметилгексаноат, доступный от AkzoNobel (Норкросс, Джорджия), синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,08 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас) (в качестве примеси бурового раствора), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) смешивали в различных пропорциях, как показано в табл. 12. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 112°F (44°C). На фиг. 2 показано отверждение композита 29 во времени.
Таблица 12
Пример 29
А057-ВВВ-000 (г) 200
HiSil™ 532 ЕР (г) 8
Barite (г) 23
Biscomer РТЕ (г) 0,25
Trigonox 42 S (г) 2
Бензоила пероксид (г) 2,5
Rheliant Mud (г) 2,4
Температура отверждения, °F (°C) 112 (44)
Результат Жесткий композит
Образец A057-BBB-000 - смол на основе сложного эпоксивинилового эфира/уретанакрилата, доступный от AOC Resins (Кольервилл, Теннеси), HiSil™ 532 EP (порошок кремнезема), доступный от PPG Industries (Монровилл, Пенсильвания), Barite (сульфат бария марки 1012 UF), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), кобальта 2-этилгексаноат (12% раствор), Biscomer PTE (5% раствор N,N-6ho-(2гидроксиэтил)паратолуидина), доступный от Cognis (Мангейм, Германия), Trigonox 42 S, трет-бутил перокси-3,5,5-триметилгексаноат, доступный от AkzoNobel (Норкросс, Джорджия), синтетический буровой раствор Rheliant™ (1,08 кг/л), доступный от M-I LLC (Хьюстон, Техас), бензоила пероксид (40 мас.% смесь в дибутилфталате) от Sigma Aldrich (Сент-Луис, Миссури) и активатор смешивали в различных пропорциях. Смешивали при комнатной температуре и выдерживали при температуре приблизительно 90°F (32°C). На фиг. 3 показано отверждение композита 30 во времени.
Таблица 13
Пример 30
А057-ВВВ-000 (г) 100
- 11 031898
H1S11™ 532 ЕР (г) 4
Barite (г) 11,5
Кобальта-2 этилгексанат (г) 0, 15
Biscomer РТЕ (г) 0,25
Trigonox 42 S (г) 1
Бензоила пероксид (г) 1,25
Rheliant Mud (г) 1,2
Активатор 1,5%
Температура отверждения, °F (°C) 90 (32)
Результат Жесткий композит
Применения.
Некоторые варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, можно получить в однокомпонентной системе одного раствора, где инициатор предварительно смешивают с отверждаемыми полимерами и затем смесь помещают или инжектируют до момента отверждения. Время отверждения можно регулировать путем изменения количества разбавителя (или другого растворителя) в растворе. Время отверждения также можно регулировать путем изменения инициатора и/или концентрации инициатора. Другие варианты воплощения композитов изобретения, раскрытые здесь, также можно получить в двухкомпонентной системе, где инициаторы и отверждаемые полимеры можно смешивать отдельно и объединять непосредственно перед инжектированием. Альтернативно, один реагент, полимеры или инициатор может быть помещен в ствол скважины или в область вблизи ствола скважины, где затем его можно ввести во взаимодействие с другим реагентом, или полимерами или инициатором, как требуется.
Согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения по меньшей мере часть кольцевой области между металлической обсадной трубой в забое и боковой стенкой пробуренного пласта может включать слой затвердевшего скважинного флюида. Отвержденный скважинный флюид может быть получен, когда скважинному флюиду, включающему отверждаемый полимер и по меньшей мере один инициатор, оба из которых описаны выше, позволяют отвердиться в кольцевом пространстве.
Согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения подземная зона может быть уплотнена путем приготовления скважинного флюида, который включает отверждаемый полимер и по меньшей мере один инициатор, оба из которых описаны выше. Скважинный флюид может быть помещен по меньшей мере в часть кольцевого пространства между боковыми стенками ствола скважины и внешней поверхностью обсадной трубы, находящейся в стволе скважины. Затем скважинному флюиду можно дать возможность отвердиться. В некоторых вариантах воплощения изобретения цементный раствор также может быть помещен по меньшей мере в часть кольцевого пространства между стенками ствола скважины и внешней поверхностью обсадной трубы. Цементный раствор может быть помещен в кольцевое пространство с, перед или после размещения скважинного флюида в кольцевом пространстве. В других вариантах воплощения изобретения по меньшей мере часть кольцевого пространства является занятой предварительно затвердевшим или частично затвердевшим цементным барьером перед тем, как рабочий скважинный флюид будет размещен в кольцевом пространстве. В некоторых вариантах воплощения изобретения закачивание скважинного флюида и цементного раствора происходит путем закачивания скважинного флюида и цементного раствора через обсадную трубу, чтобы заполнить кольцевое пространство.
Преимуществом настоящего изобретения является композит с превосходной способностью изменять свои свойства в зависимости от различных применений. Полимеры настоящего изобретения обладают исключительно широким диапазоном химических и физических свойств. По сути полимер может быть выбран так, чтобы получаемый композит обладал специальными свойствами. Регулируемые время отверждения, температуры и физические свойства получаемого композита могут быть выбраны для конкретного желательного применения. Например, композит может быть выбран, чтобы иметь определенную прочность или гибкость или модуль упругости. Кроме того, системы полимеров стремятся проявлять исключительную прочность при связывании и низкие токсичность и летучесть.
Несмотря на то, что настоящее изобретение описано в отношении ограниченного числа вариантов воплощения, специалисты в этой области, понимающие преимущества этого изобретения, осознают, что могут быть разработаны другие варианты воплощения изобретения, которые не отклоняются от сферы действия настоящего изобретения. Соответственно, сфера действия настоящего изобретения должна быть ограничена только прилагаемой формулой изобретения.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Скважинная упрочняющая композиция, включающая по меньшей мере одну смолу на основе сложных эпоксивиниловых эфиров, способную полимери- 12 031898 зоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации, имеющую повторяющиеся звенья формулы
    где R1-R2 представляют собой CH3- или H и R6-R13 представляют собой H или Br;
    по меньшей мере один инициатор;
    по меньшей мере один неводный растворитель, выбранный из группы, включающей минеральное масло, дизельное масло и синтетическое масло; и по меньшей мере один мономер, выбранный из группы виниловых мономеров и мономеров сложных виниловых эфиров;
    при этом по меньшей мере одна смола на основе сложных эпоксивиниловых эфиров присутствует в количестве от 10 до 90 вес.%.
  2. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что мономерами являются соединения из группы стирола, винилтолуола, α-метилстирола, дивинилбензола, третичного бутилстирола, диаллилфталата, изоцианурата и их комбинаций.
  3. 3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что мономерами являются соединения из группы монофункциональных, многофункциональных, с гидроксильными группами, с аминогруппами, с карбоксильными кислотными группами, с удлиненными в цепи полиэфирполиолами - все сложные эфиры акриловой кислоты или метакриловой кислоты и их комбинации.
  4. 4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что мономерами сложного винилового эфира являются сложные эфиры кислоты версатик.
    по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает по меньшей мере одну бу
  5. 5. Композиция ровую жидкость.
  6. 6. Композиция гибитор.
  7. 7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает по меньшей мере один ин по п.1, отличающаяся тем, что инициатор выбран из группы, состоящей из катализатора, инициирующего свободные радикалы, азосоединений, алкил- или ацилпероксидов или гидропероксидов, диалкилпероксидов, кетопероксидов, сложных пероксиэфиров, пероксикарбонатов, пероксикеталей и их комбинаций.
  8. 8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что катализатор, инициирующий свободные радикалы, выбран из группы, состоящей из бензоил пероксида, дибензоил пероксида, диацетил пероксида, ди-третбутил пероксида, кумил пероксида, дикумил пероксида, дилаурил пероксида, трет-бутил гидропероксида, метилкетон пероксида, ацетилацетон пероксида, метилэтилкетон пероксида, дибутилпероксилциклогексана, ди(2,4-дихлорбензоил)пероксида, диизобутил пероксида, трет-бутилпербензоата, третбутилперацетата и их комбинаций.
  9. 9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна смола на основе сложных эпоксивиниловых эфиров представляет собой смесь смолы на основе сложных эпоксивиниловых эфиров, имеющей повторяющиеся звенья формулы
    где R1-R2 представляют собой CH3- или H и R6-R13 представляют собой H или Br, и уретанметакрилата, имеющего формулу
    где R представляет собой C6-C28 алифатический или ароматический радикал, R' или R представляют
    - 13 031898 собой водород или метил.
  10. 10. Способ обработки подземного пласта, включающий введение по меньшей мере одной смолы на основе сложных эпоксивиниловых эфиров в подземный пласт;
    введение по меньшей мере одного инициатора в подземный пласт;
    введение по меньшей мере одного мономера в подземный пласт, где по меньшей мере один мономер, выбран из группы виниловых мономеров и мономеров сложных виниловых эфиров; и взаимодействие смолы на основе сложных эпоксивиниловых эфиров и инициатора с образованием композита;
    где смола на основе сложных эпоксивиниловых эфиров растворена в неводном растворителе, выбранном из группы, включающей минеральное масло, дизельное масло и синтетическое масло, и где смола на основе сложных виниловых эфиров способна полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации и имеет повторяющиеся звенья формулы
    где R1-R2 представляют собой CH3- или H и R6-R13 представляют собой H или Br.
  11. 11. Способ уплотнения подземной скважины, включающий закачивание, по меньшей мере, смолы на основе сложных эпоксивиниловых эфиров в жидкой фазе по меньшей мере в часть кольцевого пространства между боковыми стенками ствола скважины и внешней поверхностью обсадной трубы, расположенной в стволе скважины, закачивание по меньшей мере одного инициатора по меньшей мере в часть кольцевого пространства и предоставление возможности смоле на основе сложных эпоксивиниловых эфиров и по меньшей мере одному инициатору отвердиться с образованием композита, где смола на основе сложных эпоксивиниловых эфиров растворена в неводном растворителе, выбранном из группы, включающей минеральное масло, дизельное масло и синтетическое масло, и где смола на основе сложных виниловых эфиров способна полимеризоваться путем реакции свободнорадикальной полимеризации и имеет повторяющиеся звенья формулы
    где R1-R2 представляют собой CH3- или H и R6-R13 представляют собой H или Br.
  12. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что отвержденный композит образует газонепроницаемое уплотнение вдоль внешней поверхности обсадной трубы и боковых стенок подземной скважины.
  13. 13. Способ по п.11, отличающийся тем, что по меньшей мере одну смолу и по меньшей мере один инициатор вводят в подземный пласт одновременно.
  14. 14. Способ по п.11, отличающийся тем, что по меньшей мере одну смолу и по меньшей мере один инициатор вводят в подземный пласт последовательно.
EA201391082A 2011-01-26 2012-01-26 Скважинная упрочняющая композиция EA031898B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161436339P 2011-01-26 2011-01-26
PCT/US2012/022728 WO2012103338A1 (en) 2011-01-26 2012-01-26 Wellbore strengthening composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201391082A1 EA201391082A1 (ru) 2013-12-30
EA031898B1 true EA031898B1 (ru) 2019-03-29

Family

ID=45567143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201391082A EA031898B1 (ru) 2011-01-26 2012-01-26 Скважинная упрочняющая композиция

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9926484B2 (ru)
EP (1) EP2668246A1 (ru)
CN (1) CN103384710A (ru)
BR (1) BR112013019224A2 (ru)
CA (1) CA2825796C (ru)
EA (1) EA031898B1 (ru)
MX (1) MX362063B (ru)
WO (1) WO2012103338A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140262267A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Vincent Eugene Fustos Well sealing technology
NO340860B1 (no) * 2013-08-15 2017-07-03 Wellcem As Fremgangsmåte for konsolidering av partikkelmateriale i en brønn
NO338018B1 (no) * 2013-12-04 2016-07-18 Wellcem As Fremgangsmåte for tetting av hydrokarbonbrønner.
BR112016022697B1 (pt) 2014-03-31 2023-05-09 M-I L.L.C. Método de vedação de uma formação
CA2955791C (en) 2014-09-24 2019-07-30 Halliburton Energy Services, Inc. Compatibilized resin-cement composite compositions
CN109207138B (zh) * 2017-07-07 2022-01-11 四川大学 聚丙烯酰胺颗粒驱油剂及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009308A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Three Bond Co., Ltd. 硬化性組成物
US20070181302A1 (en) * 2004-12-30 2007-08-09 Sun Drilling Products Corporation Method for the fracture stimulation of a subterranean formation having a wellbore by using thermoset polymer nanocomposite particles as proppants, where said particles are prepared by using formulations containing reactive ingredients obtained or derived from renewable feedstocks
DE102008011413A1 (de) * 2008-02-27 2009-09-03 Epg (Engineered Nanoproducts Germany) Ag Bindemittel zur Bindung von Schüttungen und losen Formationen und Verfahren zu deren Herstellung
US20090250218A1 (en) * 2006-04-24 2009-10-08 Epg(Engineered Nanoproducts Germany) Oil-, hot water-and heat-resistant binders, process for preparing them and their use
WO2011042826A2 (en) * 2009-10-06 2011-04-14 Schlumberger Canada Limited Method for treating well bore within a subterranean formation

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4375489A (en) 1981-04-03 1983-03-01 Shell Oil Company Vinyl ester polymer concrete compositions comprising fly ash
DE69200921T2 (de) * 1991-03-01 1995-05-04 Pfizer 1-azabicyclo[3.2.2]nonan-3-aminderivate.
NO954298D0 (no) * 1995-10-27 1995-10-27 Wecem As Middel og framgangsmåte for etablering av sonetetninger i olje- og gassbrönner
US5873413A (en) 1997-08-18 1999-02-23 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of modifying subterranean strata properties
US6034155A (en) 1998-03-16 2000-03-07 Ect Incorporated Polymer concrete compositions, structures made therefrom and methods of manufacture
AT406704B (de) 1998-07-17 2000-08-25 Landrichter Wolfgang Dipl Ing Verfahren und vorrichtung zum verlegen einer unterirdischen rohrleitung aus kunststoff
EA200602225A1 (ru) 2004-06-03 2007-04-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Геосинтетический композит для укрепления буровых скважин
CN1272399C (zh) * 2005-04-28 2006-08-30 中国科学院武汉岩土力学研究所 深钻孔地应力测试高强水下胶及制备方法
US7696133B2 (en) 2005-06-02 2010-04-13 Shell Oil Company Geosynthetic composite for borehole strengthening
EP2436749A1 (en) 2005-06-13 2012-04-04 Sun Drilling Products Corporation Thermoset particles with enhanced crosslinking, processing for their production, and their use in oil and natural gas drilling applications
US7458423B2 (en) 2006-03-29 2008-12-02 Schlumberger Technology Corporation Method of sealing an annulus surrounding a slotted liner
EP2154128B1 (de) * 2008-08-08 2010-12-29 Bayer MaterialScience AG Phenylisocyanat-basierte Urethanacrylate mit hohem Brechungsindex
DE102009043792B4 (de) * 2009-09-30 2013-04-11 Hilti Aktiengesellschaft Zweikomponenten-Mörtelmasse und ihre Verwendung
CN103025846B (zh) 2010-07-29 2016-07-06 3M创新有限公司 弹性体改性的交联环氧乙烯基酯颗粒以及它们的制备和使用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009308A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Three Bond Co., Ltd. 硬化性組成物
US20070181302A1 (en) * 2004-12-30 2007-08-09 Sun Drilling Products Corporation Method for the fracture stimulation of a subterranean formation having a wellbore by using thermoset polymer nanocomposite particles as proppants, where said particles are prepared by using formulations containing reactive ingredients obtained or derived from renewable feedstocks
US20090250218A1 (en) * 2006-04-24 2009-10-08 Epg(Engineered Nanoproducts Germany) Oil-, hot water-and heat-resistant binders, process for preparing them and their use
DE102008011413A1 (de) * 2008-02-27 2009-09-03 Epg (Engineered Nanoproducts Germany) Ag Bindemittel zur Bindung von Schüttungen und losen Formationen und Verfahren zu deren Herstellung
WO2011042826A2 (en) * 2009-10-06 2011-04-14 Schlumberger Canada Limited Method for treating well bore within a subterranean formation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WPI / THOMSON Week 200614, 26 January 2006 Derwent World Patents Index; XP002672384, KOJIMA K; KUMADA T; SUYAMA Y: "Curable composition for liquid crystal display, contains partially esterified bisphenol type epoxy (meth)acrylate resin, epoxy resin or oxetane resin, light radical polymerization initiator and latent heat curing agent" *

Also Published As

Publication number Publication date
US20180215990A1 (en) 2018-08-02
EP2668246A1 (en) 2013-12-04
CA2825796C (en) 2019-02-26
WO2012103338A1 (en) 2012-08-02
US20140290954A1 (en) 2014-10-02
US9926484B2 (en) 2018-03-27
EA201391082A1 (ru) 2013-12-30
MX362063B (es) 2019-01-07
MX2013008623A (es) 2013-11-20
BR112013019224A2 (pt) 2016-10-11
CN103384710A (zh) 2013-11-06
CA2825796A1 (en) 2012-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180215990A1 (en) Wellbore strengthening composition
EP2981587B1 (en) Polymeric compositions for downhole applications
US7696133B2 (en) Geosynthetic composite for borehole strengthening
CN103827252B (zh) 用于井下应用的配方基于聚丁二烯的组合物
US20050284666A1 (en) Geosynthetic composite for borehole strengthening
EP1751197B1 (en) Geosynthetic composite for borehole strengthening
EP2831194B1 (en) Low viscosity synthetic cement
WO2014011143A1 (en) Wellbore strengthening composition
EA031368B1 (ru) Способ и применение композиции для закрепления рыхлых песчаных пластов в нефтегазоносных скважинах
EP2817385B1 (en) Improving shear bond strength of set cement
EA011152B1 (ru) Композиция для получения геосинтетических композитов для укрепления буровых скважин
US20180171209A1 (en) Enhancing SAG Resistance via Selection of Solids Based on Size and Material Composition
AU2012211255A1 (en) Wellbore strengthening composition

Legal Events

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

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU