MX2014011360A - Cemento sintetico de baja viscosidad. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con un cemento sintético que comprende un monómero monofuncional de baja viscosidad, un radical de diciclopentadienilo que tiene una especie reactiva colgante de radicales libres, dimetacrilato de 1,3-butilenglicol, copolímero en bloques estirénicos insaturados, y un agente de curación de peróxido. Adicionalmente puede incluir agentes densificantes dependiendo de las circunstancias del pozo, como se conoce bien por las personas con experiencia en la técnica. Otros componentes adicionales tal como lodo con base oleosa, agentes de suspensión, cemento Portland, acrilatos y metacrilatos, aditivos retardadores de la curación, y arcillas opcionalmente pueden incorporarse en el cemento sintético. El cemento sintético se activa por calor, por ejemplo, y puede trabajarse para que endurezca dentro de un cierto periodo de tiempo, por ejemplo 4 horas, a fin de que se pueda bombear cuando se necesite, y después se endurezca para sellar el pozo con la forma que se desee.

Description

CEMENTO SINTETICO DE BAJA VISCOSIDAD CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un cemento sintético con un buen balance de propiedades, que incluye resistencia a la compresión similar al cemento Portland, viscosidad en solución promedio suficiente para permitir el bombeo hasta de 6 horas o más, compatibilidad con lodos con base oleosa tal que tenga una adecuada resistencia al endurecimiento con 20% de contaminación por lodo, estabilidad bajo un amplio intervalo de temperatura. Menor módulo de resistencia (que el cemento Portland tradicional) tal que es menos propenso a fracturarse bajo esfuerzo mayor al 5%, y mejor control para determinar el tiempo endurecimiento deseado. La composición del cemento sintético comprende monómeros monofuncionales como el vinil éster, acrilato/metacrilato; monómeros bifuncionales como los radicales de diciclopentadienilo que tiene un radical libre de una especie reactiva y/o dimetilacrilato de 1,3-butilenglicol ; copolímero en bloque estirénico insaturado, y un iniciador de radicales libres.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION El procedimiento general de perforación de un pozo de aceite o gas que incluye perforar un orificio utilizando un fluido de perforación. Posterior a la perforación del Ref. 250939 orificio, fluye un recubrimiento dentro del pozo, previo a la colocación de la lechada de cemento en el ánulo entre el lado externo del recubrimiento y la pared del orificio de perforación. A fin de obtener un buen trabajo de cementado, es necesario desplazar sustancialmente todo el fluido o lodo de perforación en el ánulo con cemento. Esta necesidad surge del hecho que el lodo no desplazado y la torta del filtro se vuelven el origen de trabajos no exitosos de cementación ya que los fluidos de perforación y los cementos generalmente son incompatibles. De esta forma la mayoría de los lodos a base de agua originarán endurecimiento instantáneo del cemento o actúan como un retardador del endurecimiento del cemento que puede afectar adversamente la resistencia del cemento. Por otro lado, la mayoría de las lechadas de cemento flocularán y se espesarán más con los lodos a base de agua. Mientras se bombea el cemento desde el fondo del recubrimiento y arriba del ánulo, puede formar canales de flujo a través de secciones de bloqueo del lodo de perforación floculado. Además, la torta del filtro no desplazada puede prevenir que el cemento se adhiera a la formación y se vuelva el origen de los canales de flujo.

La Patente U.S. 5,382,290 por Shell Oil Co. , enseña que uno de los principales objetivos de una cementación primaria es obtener buen aislamiento zonal en el ánulo del pozo. El aislamiento zonal efectivo se logra al sellar el cemento y la pared del orificio de perforación. La interface del cemento y la pared del orificio de perforación es generalmente una interface entre el cemento y la torta del filtro del fluido de perforación que es el origen de la mayoría de los problemas de cementación. Puede lograrse buen aislamiento zonal si la torta del filtro se endurece, uniéndose permanentemente a la superficie de la formación y el cemento, y proporciona sellado hidráulico.

La Patente 5,464,060 asignada a Shell Oil Co., revela una composición que se utiliza en la perforación y cementado de un pozo, evitando de esta forma la remoción del fluido de perforación, ya que la composición puede emplearse para ambas funciones. El "fluido de perforación universal" comprende el producto de un lodo de perforación mezclado con un material hidráulico que es adecuado para la perforación de un orificio y se fija una torta del filtro que se puede endurecer sobre las paredes del orificio de perforación; y activador que se puede mezclar o que se pone en contacto con la torta del filtro, el activador es funcional para originar que la torta del filtro se endurezca y fijar. Una forma preferida para aplicar el activador es realizar un trabajo de cementación normal con un cemento o lechada de lodo-concreto que contiene el activador. El activador también puede mezclarse con un lodo, un fluido desatascador, o una pildora de alta viscosidad y el fluido resultante puede desatascarse o circular a través del ánulos previo al cementado. El activador se filtra posteriormente (difunde) a través de la torta del filtración y provoca que se endurezca.

Las ventajas realizadas por la invención de Shell incluyen las siguientes: (1) un fluido universal es funcional y reológicamente adecuado como un fluido de perforación; (2) la torta de filtración que se puede endurecer puede ponerse en el suelo por el fluido universal y endurecer a una resistencia a la compresión relativamente alta, por ejemplo, alrededor de 24.1316 MPa (3500 psi); (3) el aislamiento zonal mejorado se logra por la torta de filtración que se puede endurecer que se une con la formación y el medio de cementación; (4) la unión entre la torta de filtración endurecida y el medio de cementación es muy fuerte; y (5) no es necesario desplazar el lodo o remover la torta de filtración del lodo cuando se utiliza el fluido universal como un fluido de perforación en un pozo.

Es importante lograr una buena viscosidad en solución porque el fluido de perforación debe ser estable bajo condiciones de alta temperatura - entre mayor profundidad del pozo más caliente es la tierra alrededor. Adicionalmente se desean importantes restricciones del tiempo, donde toma de 4 a 6 horas para bombear un fluido de perforación en un orificio de perforación de un pozo muy profundo, pero el fluido de perforación rápidamente debe formar gel o espesarse. Por el contrario, esperar 24 o más horas para la formación del gel del cemento Portland es costoso o corre el riesgo que dentro del tiempo de endurecimiento pueden cambiar las condiciones en el pozo lo que presenta obstáculos adicionales para el sellado de un pozo.

La Patente U.S. 7,267,174 de Halliburton Energy Services logra las restricciones de tiempo al reducir la cantidad de cemento utilizado. Se reduce la cantidad de cemento en las composiciones de sellado por una cantidad efectiva prolongando el tiempo de formación del gel de las composiciones selladoras mayor o igual a aproximadamente 4 horas cuando la composición se expone a temperaturas ambiente en el orificio de perforación. En una modalidad, el tiempo de formación de gel está en un intervalo desde aproximadamente 4 horas a alrededor de 12 horas, alternativamente, desde aproximadamente 4 a alrededor de 8 horas, alternativamente, desde aproximadamente 4 a alrededor de 6 horas. En particular, la cantidad de cemento presente en las composiciones selladoras puede estar en el intervalo desde alrededor de 0% a aproximadamente 50% en peso de la composición selladora. De esta forma, las composiciones selladoras sin cemento se contemplan en una modalidad. Como se utiliza en la presente, el tiempo de formación de gel como el periodo de tiempo desde el mezclado inicial de los componentes en la composición selladora hasta el punto cuando se forma el gel. Además, como se usa en la presente, un gel se define como una red polimérica reticulada hinchada en un medio líquido.

La Patente U.S. 6,082,456 por Wecem AS revela el sellado de pozos de aceite y gas con una composición que contiene monómeros, un iniciador para la producción de radicales libres inducidos térmicamente, y un inhibidor que prolonga la vida del foso para estabilizar los radicales libres. Los monómeros de acrilato se utilizan con peróxidos orgánicos como un inhibidor. Esta composición no es un fluido de perforación. Es un sustituto del cemento.

Las Patentes U.S. 7,343,974 y 7,696,133 por Shell Oil Co. , revelan una composición que comprende vinil éster de un ácido Veratic™ C9 a Cll, al menos un monómero de acrilato o metacrilato di- o tri-funcional , iniciador de peróxido, y un copolímero en bloques estirénicos insaturados, principalmente copolímeros de tres bloques Kraton™. Agentes densificantes como la barita (sulfato de bario) se incorporan en la composición. Esta composición ha excedido la viscosidad en solución deseada y la resistencia a la compresión fue muy baja, por lo tanto no fue un buen candidato como un fluido universal .

Generalmente existe una correlación entre la viscosidad en solución y la resistencia a la compresión. Para obtener una viscosidad en solución que permita al fluido bombearse durante 4 a 6 horas, la viscosidad en solución no debe exceder alrededor de 1 Kg/ms (100 cP) a temperatura ambiente. La baja viscosidad en solución no solo requiere menos consumo de energía, sino también previene cualquier daño a las formaciones débiles alrededor del orificio de perforación del pozo. Sin embargo entre mayor sea la resistencia a la compresión, mayor será la viscosidad en solución. Para obtener resistencias a la compresión similares al cemento Portland, la viscosidad en solución debe ser muy alta, hasta la presente invención.

El tener acceso a reservas de bajo margen, altamente fracturadas, y otras reservas desafiantes se ha vuelto cada vez más difícil utilizando materiales con cemento tradicional. El cemento sintético que tiene una baja viscosidad en solución, alta resistencia a la compresión y propiedades mecánicas, desempeño mejorado en la presencia de contaminación con hidrocarburos y que puede endurecerse controlablemente en una zona deseada permitiría mejorar el acceso a estos pozos desafiantes.

Existe una necesidad en el campo petrolero por materiales con bajos perfiles reológicos (similar a un típico fluido de perforación con base oleosa) que puede endurecerse controlablemente en un material compuesto con resistencia a la compresión comparable al cemento tradicional con base Portland. Adicionalmente , se sabe que los cementos hidráulicos no se desarrollan bien en presencia de lodo con base oleosa. Un material que posee retención mejorada de las propiedades mecánicas en presencia al menos de 20% en peso de contaminación con lodo con base oleosa (es decir, al menos aproximadamente resistencia a la compresión de 2.758 MPa (400 psi) ) por lo tanto sería altamente deseable, ya que se puede eliminar la necesidad tanto de la limpieza del pozo previo a la cementación del pozo así como también al uso de fluidos separadores . Otro punto con el cemento tradicional es su alto módulo de resistencia, que origina al mismo la fractura cuando se coloca bajo una mayor tensión que -5%; un material de cemento sintético semi-dúctil por lo tanto sería capaz de soportar los efectos de las mayores temperaturas cambiantes en el orificio de perforación del pozo a través de toda la vida del cemento.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Todos los intervalos expuestos en la descripción y las reivindicaciones incluyen no solo el punto final de los intervalos, sino también cada número concebible entre el punto final de los intervalos ya que es la definición exacta de un intervalo.

La presente invención es un material que tiene un perfil reológico similar a un típico fluido de perforación no acuoso que puede endurecerse controlablemente con un intervalo de temperaturas estáticas deseadas en la parte inferior del orificio de perforación (BHST, por sus siglas en inglés) para crear un compuesto que tenga una resistencia comparable o en exceso al cemento tradicional; además, este material posee mejor desempeño en presencia de contaminación con base oleosa que el cemento hidráulico tradicional. La composición de esta invención incluye un elastómero termoplástico insaturado, tal como estireno-butadieno-es ireno (SBS) , un monómero monofuncional de baja viscosidad, como el vinil éster, monómero de acrilato o metacrilato, y monómero (s) bifuncionales , como metacrilato de diciclopentadienilo y/o dimetacrilato de butilenglicol . La composición además puede incluir un aditivo para iniciar la polimerización y la reticulación de los componentes en un compuesto, el agente densificante, un agente de reducción de desprendimiento, un agente de pérdida de fluido, y/o aditivos conocidos en la técnica, o combinaciones de estos.

Los requisitos del desarrollo clave incluyen la viscosidad del material en estado de solución, la capacidad de curación de esta material en una forma controlable con una rápida transición desde el líquido al sólido (ángulo recto de endurecimiento) , la resistencia a la compresión de compuesto curado, y la capacidad para mantener estos requisitos de desempeño en presencia de contaminación con base oleosa.

La presente invención se relaciona con cemento sintético que comprende un monómero monofuncional de baja viscosidad, un monómero bifuncional, ciertos copolímero (s) en bloque estirénicos insaturados, y un iniciador de radicales libres. Adicionalmente puede incluir agentes densificantes dependientes de las circunstancias del pozo, como se conoce por las personas con experiencia en la técnica. Otros componentes adicionales tal como lodo con base oleosa, agentes de suspensión, cemento Portland, acrilatos y metacrilatos , aditivos que retardan el curado, aditivos de pérdida de fluido, desfloculantes, agentes para la reducción de desprendimientos y arcillas pueden incorporarse opcionalmente dentro del cemento sintético. Es deseable que el cemento sintético tenga una baja viscosidad en solución tal que permanezca un líquido bajo un amplio intervalo de temperaturas 0 a 250°C. El cemento sintético puede trabajarse para que se endurezca dentro de un cierto intervalo de tiempo, por ejemplo en 4 horas, para que se puede bombear durante el periodo necesario, y después se endurezca para sellar el pozo con la forma deseada.

En particular, el monómero monofuncional de baja viscosidad está presente en un intervalo de cantidades desde 10 a 80% en peso, del cemento sintético. El monómero bifuncional es un radical diciclopentadienilo y está en un intervalo de 0 a 75% en peso del cemento sintético. Cuando el monómero bifuncional es de dimetacrilato de 1 , 3 -butilenglicol (BGDM) o mezclas con un radical de diciclopentadienilo está en un intervalo de 0 a 90% en peso del cemento sintético. El contenido del copolímero en bloques estirénicos insaturados está en el intervalo de 5 a 45% en peso del cemento sintético, y el agente de curación de peróxido puede estar presente en una cantidad con intervalo desde 0.1 a 1% en peso con base en el peso total del monómero monofuncional de baja viscosidad, el monómero bifuncional o mezcla de monómeros, y el copolímero en bloques estirénicos insaturados. El peso total del cemento sintético es de 100% en peso. Para los intervalos expuestos anteriormente, cada intervalo incluye el número de inicio y final y cada número entero interior, y el intervalo de cada componente puede limitarse tal que incluye cualquier intervalo dentro de los límites del número de inicio y final. Este amplio intervalo de cada componente es necesario porque las condiciones del pozo pueden variar en la profundidad, temperatura, presión, estratos geológicos, y es posible que en un pozo pueda encontrarse agua, gas natural y estratos que tengan aceite o cualquier combinación de estos. Para formular cemento sintético para cada pozo se requiere la reunión acostumbrada de los componentes para obtener las características requeridas.

El cemento sintético puede tener las siguientes características: una viscosidad en solución de aproximadamente 0.05 Kg/ms a alrededor de 1 Kg/ms (50 cP a alrededor de 1000 cP) al final del orificio de perforación del pozo o al bombeo; una mínima resistencia a la compresión de 6.8948 MPa (1000 psi) cuando se endurece; un tiempo de espesamiento de 25 a 400 minutos, preferentemente de 50 a 360 minutos; y retención de las propiedades mecánicas en presencia aproximadamente de 20% en peso de lodo con base oleosa .

En el sentido más amplio, la presente invención se relaciona con un fluido universal compatible con el lodo con base oleosa para perforar y cementar pozos, que comprende: i) un monómero monof ncional de baja viscosidad; ii) un monómero bifuncional de un radical de diciclopentadienilo que tiene un radical libre colgante de las especies reactivas de acrilato, metacrilato, vinilo, olefínico, alilo, o amida; y/o dimetacrilato de 1,3-glicol (BGDM) ; iii) un copolímero en bloques estirenicos insaturados; y iv) un iniciador de radicales libres.

El radical de diciclopentadienilo preferido es un metacrilato de diciclopentadienilo. El monómero monofuncional de baja funcional es vinil éster, particularmente VeoVa™ 10 vinil éster disponible por Momentive Specialty Chemicals, Inc .

BREVE DESCRIPCION DE LA FIGURAS La Fig. 1 es una gráfica de viscosidad promedio en cP a 21°C (70°F) contra la cantidad del vinil éster VeoVa 10 en % en peso para los Ejemplos 1-17. También se muestra como referencia el fluido de perforación Rheliant con 14.5 # por galón .

La Fig. 2 es una gráfica de resistencia a la compresión en psi contra la cantidad del vinil éster VeoVa 10 en % en peso para los Ejemplos 1-17 con un típico cemento del Golfo de México (GOM) con 14 # por galón, como referencia.

La Fig. 3 es una gráfica de viscosidad promedio en cP a 21°C (70°F) contra la resistencia a la compresión en psi para los Ejemplos 1-17 con el fluido de perforación Rheliant y el cemento del Golfo de México (GOM), mostrado como referencia.

La Fig. 4 es una gráfica de viscosidad promedio en cP a 21°C (70°F) contra la resistencia a la compresión en psi para las muestras preparadas utilizando la formulación en el Ejemplo 12 con diferentes polímeros A-P, fluido de perforación Rheliant y cemento del Golfo de México (GOM) .

La Fig. 5 es una gráfica de del tiempo de espesamiento para el Ejemplo 12 y el Ejemplo 12 con 20% en peso de contaminación con lodo de perforación, como se mide en un consistómetro, se incrementó la temperatura y presión a 121°C y 68.948 MPa (250°F y 10000 psi), respectivamente durante un incremento de 60 minutos y después mantener constante el resto de la prueba.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con cemento sintético con un buen balance de propiedades, incluyendo la resistencia a la compresión, viscosidad en solución, compatibilidad con lodos con base oleosa, estabilidad bajo un amplio intervalo de temperatura, y adhesión al acero. La resistencia a la compresión es similar o mayor al cemento Portland bajo condiciones equivalentes. Se ha probado que el cemento Portland tiene la resistencia a sellar el recubrimiento de protección en un orificio de perforación del pozo y, si un pozo consiste de una tubería dentro de una tubería, el cemento es adecuado para aislar una porción de una tubería de la otra porción, como se conoce bien por la persona con experiencia en la técnica. Son necesarias resistencias a la compresión mayores o iguales a aproximadamente 6.8948 MPa (1000 psi) . Como una forma práctica, las resistencias a la compresión arriba de 206.84 MPa (30,000 psi) no son benéficas y por lo tanto el costo adicional para obtener mayores resistencias a la compresión no tiene valor económico. Además, cuando el cemento sintético está contaminado con hasta 20% en peso con lodo con base oleosa, la resistencia a la compresión es al menos aproximadamente 2.758 MPa (400 psi). Aunque ningún límite superior esté fuera de la presente invención, la existe correlación entre la resistencia a la compresión y la viscosidad en solución.

La viscosidad en solución es una característica importante porque mide la capacidad de bombeo del fluido. Un fluido que posee una alta viscosidad es difícil de bombear una milla debajo de la superficie. También el fluido con alta viscosidad puede ser perjudicial para las formaciones subterráneas débiles debido a la alta presión que puede originar una erupción en el orificio de perforación del pozo. Al contrario, buenas resistencias a la compresión se logran generalmente por fluidos con alta viscosidad. Así que existe una correlación entre estas dos características. Para pozos profundos, una viscosidad en solución entre aproximadamente 0.05 g/ms a alrededor de 1 Kg/ms (50 a alrededor de 1000 cP) permite que el fluido se bombee con un costo razonable. La viscosidad se mide en centipoises de acuerdo con el procedimiento API RP10B-2, "Recommended Practice for Testing Well Cements" , Sección 12, "Determination of Rheological Properties and Gel Strength" .

Es importante la compatibilidad con el lodo con base oleosa porque durante el endurecimiento del cemento sintético, es frecuentemente el caso que el fluido se mezcla con lodo de perforación. El lodo de perforación acarrea los cortes de tierra, suciedad y piedras hacia la parte superior del recubrimiento. Cuando se ha llegado a la profundidad del pozo, después se introduce la tubería de recubrimiento y se cementa en esta posición. Es importante que el cemento sintético tolere aproximadamente de 20 a 30% en peso de lodo con base oleosa y aun lograr adecuadas resistencias a la compresión cuando se endurece. Esto permite cementar el orificio de perforación del pozo sin que tenga que limpiarse primero el lodo de perforación y posteriormente tratar el recubrimiento y la superficie rocosa con promotores de adhesión. Esto elimina potencialmente la necesidad de un fluido separador. Específicamente, el cemento sintético debe tener aún buena adhesión a la tubería de recubrimiento de acero así que el recubrimiento se cierra en el sitio dentro del orificio de perforación del pozo. La adhesión debe ser suficiente para sellar cualquier fluido tal como estratos acuosos, que viajen ascendentemente en la superficie exterior de la tubería.

Se conoce bien que entre más profundo sea un pozo, más caliente será la temperatura en el extremo del recubrimiento. El calor limita la capacidad del cemento Portland para endurecerse apropiadamente y aun cuando se endurece en caliente, la resistencia a la compresión es débil. Los peróxidos orgánicos son un tipo de iniciadores de radicales libres que originan que el cemento sintético se endurezca. Se vuelve más activo mientras aumenta la temperatura. Es importante que el endurecimiento no se presente hasta que el cemento sintético alcance la profundidad deseada. El tiempo de espesamiento es una medida del tiempo cuando la viscosidad del fluido ha logrado un cierto valor mínimo - unidad de Consistencia Bearden (Be) 70. De esta forma, el tiempo cuando el fluido alcanza 70 Be es un indicador importante. El tiempo puede ser tan corto como 25 minutos o tan largo como 400 minutos o mayor. Puede ser necesario incorporar un retardador del curado para disminuir el tiempo de curación cuando la temperatura es alta y el pozo es profundo. Pueden utilizarse limpiadores de radicales libres protegidos a la quemadura comercialmente disponibles para reducir los efectos del calor en los limpiadores al disminuir el contenido de oxígeno activo. Aunque pueden crearse tiempos más largos de espesamiento, la mayoría de los pozos se tiene acceso con facilidad dentro del intervalo de tiempo de bombeo de 50 a 360 minutos.

Los monómeros monofuncionales adecuados con la presente invención son vinil esteres, acrilatos y metacrilatos . Los vinil ásteres incluyen un áster reactivo, o mezcla de ásteres, que tienen al menos un enlace doble carbono-carbono, preferentemente seleccionados de un vinil áster de un ácido versático C9 a C12 y un vinil áster de un ácido graso de cadena larga, o mezclas de estos. El vinil áster adecuado es el vinil áster VeoVa 10 que es un vinil áster del ácido versático representado por la fórmula C12H2202 y es un ácido monocarboxílico saturado con una estructura ramificada. Tiene baja viscosidad y es hidrofóbico. Está comercialícente disponible por Momentive Specialty Chemicals Inc. Otros vinil ésteres adecuados se conocen de la Patente U.S. 5,886,125 por DuPont . Los acrilatos y metacrilatos tal como el acrilato de octil-decilo (C21H40O2) se venden bajo la marca Sartomer, así como también otras marcas, y son también monómeros monofuncionales adecuados.

El copolímero en bloques estirénicos insaturados pueden ser de di-, tri-, tetra-bloques monoalquenil árenos que tienen de 8 a 18 átomos de carbono, y dienos conjugados que tienen 4 a 12 átomos de carbono. Ejemplos de monoalquenil árenos son el estireno, alfa metil estireno, propil estireno, butil estireno, ciclohexil estireno, y mezclas de 2 o más. Se prefiere el estireno.

El dieno conjugado puede seleccionarse de butadieno, isopreno, o mezclas de estos. El copolímero en bloques estirénicos insaturados puede ser uno de tres bloques tal como el estireno-butadieno-estireno, estireno-isopreno-estireno, o mezclas de estos que incluyen estireno- isorpreno/butadieno-estireno . También se conocen los dibloques adecuados tal como estireno-butadieno, estireno- isopreno , o mezclas de estos, o tetrabloques al menos de un monoalquenil areno y al menos un dieno conjugado. Los copolímeros de dibloques son generalmente inestables en ambientes con altas temperaturas. Por lo tanto se prefiere una mezcla de copolímeros dibloques y de ramificaciones múltiples. Estos copolímeros en bloques pueden construirse lineales por medio de polimerización secuencial de los bloques, o se construyen al emplear un agente de acoplamiento a fin de que se produzcan 2 o más ramificaciones de los copolímeros en bloques, tal como (S-B)n, en donde n es igual de 2 a 8 ramificaciones del copolímero S-B en bloques. Estos copolímeros en bloques son comercialmente disponibles por Kraton Polymers . Los copolímeros en bloques estirénicos insaturados adecuados incluyen D1102, D1101, D1184, D1118, D1122, D1155, D1192, D0243, y DX220, pero la invención no se limita a estos. Aunque todos estos son satisfactorios, el D0243 tuvo la mejor combinación de viscosidad en solución, resistencia a la compresión y resistencia adhesiva.

Los copolímeros en bloques estirénicos adecuados útiles en la presente invención no están hidrogenados (insaturados) , tienen un peso molecular promedio en peso entre 100,000 y 450,000; tienen un contenido de poliestireno entre 27 y 40%; un grado de ramificación entre 2-4 con hasta 80% de polímero de dibloque; el contenido de vinilo es al menos de 5% mol y preferentemente entre 5 y 65% mol; y más preferentemente entre 8 y 58% mol; y el grado de acoplamiento es hasta 80%, preferentemente entre 10 y 80%, y más preferentemente entre 15 y 80%.

Los monómeros bifuncionales adecuados para la presente invención son radicales de diciclopentadienilo y/o dimetacrilato de 1 , 3 -butilenglicol (C12H1804) (de aquí en adelante "BGDM" ) . Los radicales de diciclopentadienilo adecuados incluyen aquellos con una especie reactiva de radicales libres unido tal como acrilato, metacrilato, y vinilo o alilo. El grupo reactivo colgante preferido es metacrilato. El metacrilato de diciclopentadienilo es el (C14H1802) más preferido. El metacrilato de diciclopentadienilo (DCPD) y el BGD se obtiene de Sartomer USA, LLC . Se prefiere una mezcla de DCPD y BGDM.

Un iniciador es útil en la solicitud de la presente invención. El uso de los iniciadores se conoce en la técnica y la invención no intenta limitarse a algún tipo particular. Los sistemas de inicio de radicales libres adecuados pueden incluir, por ejemplo, pero no limitarse a compuestos azo, peróxidos de alquilo o acilo o hidroxiperóxidos , cetoperóxidos , peroxi ésteres, peroxicarbonatos , peroxicetales , o mezclas de estos. Estos compuestos varían con respecto a la temperatura de activación y la vida media o, en otras palabras, la temperatura a la cual su reacción se inició y se volvió extensiva. Ejemplos de peróxidos de alquilo adecuados, peróxidos de dialquilo, hidroxiperóxidos , peróxidos de acilo, peroxi ásteres y peroxi cetales incluyen, pero no limitarse a peróxido de benzoilo, peróxido de dibenzoilo, peróxido de diacetilo, peróxido de di-t-butilo, peróxido de cumilo, peróxido de dicumilo, peróxido de dilaurilo, hidroperóido de t-butilo, peróxido de metil cetona, peróxido de acetilacetona , peróxido de metiletilcetona, dibutilperoxil ciclohexano, peróxido de di (2,4-diclorobenzoilo) , peróxido de diisobutilo, perbenzoato de t-butilo, y peracetato de t-butilo, o mezclas de estos. El iniciador puede emplearse en cantidades totales desde aproximadamente 0.001 a alrededor de 1.0 por ciento en peso con base en el peso total del monómero monofuncional de baja viscosidad, el monómero bifuncional, y el copolímero en bloques estirénico insaturado. También, cualquiera de los iniciadores puede incluir un aditivo de protección a la quemadura tal como aquellas vendidas bajo la marca Arkema para reducir los efectos de la temperatura y permite mejor control del tiempo de espesamiento y la resistencia a la compresión. Algunos iniciadores de peróxido se exponen en la Tabla 1, pero esto no es una lista completa de los iniciadores de peróxidos disponibles o iniciadores de radicales libres, generalmente.

Tabla 1: Iniciadores de Peróxidos Orgánicos Del mismo modo un inhibidor puede requerirse y la invención no intenta limitarse a algún inhibidor en particular. Las personas con experiencia reconocerían los inhibidores adecuados. Ejemplos de inhibidores adecuados para las reacciones de polimerización por radicales libres incluyen, por ejemplo, benzoil quinona, parabenzoquinona , catecol de butilo terciario, y los similares, y las mezclas de estos, que exhiben eficacia a temperaturas elevadas. Algunos inhibidores no son efectivamente adecuados a temperaturas elevadas. Ejemplos adicionales de los inhibidores incluyen hidroquinonas, tal como, por ejemplo metil hidroquinona y metil etil hidroquinona. Folióles, polihidroxi éteres, alcoholes y bases son inhibidores para las reacciones de condensación catalizadas con ácido. La cantidad de inhibidor se adapta al prepolímero polimerizable, reactivo y los componentes de monómero en cuestión, que incluyen la vida de anaquel deseada y el tiempo de curado. En general, el inhibidor está presente en una cantidad desde aproximadamente 0.02 a 2 partes en peso. Los resultados de la cantidad preferida en el proceso exotérmico con el ángulo recto. En un proceso exotérmico con ángulo recto el líquido rápidamente se cura en un sólido, con un tiempo de curación variable, a fin de que la composición de cemento sintético puede ajustarse y "marcarse" para cada pozo. Cada proceso proporciona un endurecimiento con un ángulo recto como se evidencia por una gráfica con una mejora bien marcada en una consistencia contra el tiempo que se aproxima a un ángulo de 90° .

Se utiliza preferentemente un iniciador, pero no siempre es necesario un inhibidor. Cuando se eleva la temperatura en el pozo, por ejemplo, mayor de 150°C, la reacción puede realizarse muy rápido. A temperaturas altas el inhibidor actúa como un limpiador de radicales libres y previene que la polimerización se realice muy rápido. Eventualmente el inhibidor puede usarse y el radical libre después inicia la polimerización que después se mantiene autosustentablemente . En algunos pozos con alta temperatura el inhibidor solo puede disminuir la reactividad una cantidad limitada. Donde se ha limitado la efectividad del inhibidor existe un impacto negativo en el peso molecular del cemento sintético en que es menor que el óptimamente deseable.

El monómero monofuncional de baja viscosidad está en el intervalo de 10 a 80% en peso del cemento sintético. El contenido de radicales de diciclopentadienilo está en un intervalo de 0 a 75% en peso del cemento sintético. Preferentemente el contenido de DCPD está en un intervalo de 6 a 60% en peso del cemento sintético, y más preferentemente entre 6 y 50% en peso. El BGDM está en un intervalo de 0-90% en peso de cemento sintético. Preferentemente el contenido de BGDM está en el intervalo de 6 a 60% en peso y más preferentemente entre el intervalo de 6 a 50% en peso. De esta forma puede declararse que el monómero bifuncional está presente en un intervalo de 6 a 60% en peso del cemento sintético. El copolítnero en bloques estirénicos insaturados está en el intervalo de 5 a 45% en peso del cemento sintético, y el agente de curación de peróxido puede estar en un intervalo desde 0.1 a 1.0% en peso con base en el peso total del monómero monofuncional de baja viscosidad, el monómero bifuncional y el copolímero en bloques estirénicos insaturados (esto son un total de 100% en peso) . Para el intervalo expuesto anteriormente, cada intervalo incluye el número de inicio y final y cada número interior, y el intervalo de cada componente puede limitarse tal que incluye algún ángulo dentro de los límites del número de inicio y final .

Otros aditivos pueden incorporarse en la formulación incluyendo, pero no limitándose a agentes de acoplamiento, agentes de suspensión, agentes densificantes, materiales de pérdida de circulación.

Pueden agregarse a la formulación agentes densificantes o aditivos de alta densidad. Los materiales incluyen, por ejemplo, galena, hematita, magnetita, óxidos de fierro, ilmenita, barita, siderita, celestita, dolomita, calcita, óxido de manganeso, óxido de cinc, óxido de circonio, espinelas y los similares. El agente densificantes preferidos es la barita - sulfato de bario. La cantidad de los materiales agregados, si los hay, depende de la densidad deseada de la composición del tratamiento químico. Típicamente, el material densificante se agrega para originar una densidad del cemento sintético de hasta aproximadamente (19 libras por galón) (2.27 g/ml) . Generalmente estos aditivos de alta densidad tienen una gravedad específica desde 2.6 a alrededor 15.

Ejemplos Ejemplos 1-11 Viscosidad Promedio Las composiciones de cemento sintético cada una comprende : 1) 7.5% en peso de un copolímero en bloques de estireno- butadieno-estireno, alto en vinilo, alto en dibloques conocido como polímero Kraton D0243, 2) 0 a 92.5% en peso de un monómero monofuncional de vinil éster (monómero VeoVa™ 10) , y 3) Monómeros bifuncionales , que son una mezcla de DCPD y BGDM con varias relaciones.

Estos componentes forman el 100% en peso total. Además, se agrega 0.2% en peso de peróxido (Luperox 231) como iniciador de radicales libres, con base en el 100% en peso de los componentes 1-3. Con 92.5% en peso vinil éster (Ejemplo 11), no existe monómero bifuncional ; y del mismo modo a 0% en peso de vinil éster (Ejemplo 1) no existe monómero monofuncional . Por lo tanto el Ejemplo 1 y 11 no son ejemplos de la presente invención. En la Tabla 2, se exponen las diferentes composiciones de cemento sintético. Ya que la cantidad del vinil éster varía, el componente bifuncional remanente también debe variar. Sin embargo, todas las composiciones (a) se basan en una relación en peso de 75:25 de mezclas de DCPD a BGDM; todas las composiciones (b) se basan en una relación en peso de 50:50 de mezclas de DCPD a BGDM; y todas las composiciones (c) se basan en una relación en peso de 25:75 de mezclas de DCPD a BGDM. Cada composición se iguala a 12.5 libras por galón por la adición de un agente densificante para evitar el sesgado de los datos. Se utiliza barita (BaSÜ ) como el agente densificante y es un típico agente densificante en el campo petrolero.

Tabla 2 Monómero (92 .5% en peso) Polímero Ejemplo % en peso % en peso % en peso (7.5% en VeoVa 10 DCPD BGDM peso) a 69 .4 23 .1 1 b 0.0 46 .3 46 .3 c 23 .1 59 .4 a 62 .4 20.8 2 b 9.3 41 .6 41 .6 c 20 .8 52 .4 a 55 .5 18 .5 3 b 18.5 37 .0 37 .0 c 18 .5 55 .5 a 48.6 16 .2 Polímero 4 b 27.8 32 .4 32 .4 Kraton c 16 .2 48 .6 D0243 a 41 .6 13 .9 5 b 37.0 27.8 27.8 c 13 .9 41 .6 a 34 .7 11 .6 6 b 46.0 23 .1 23 .1 c 11 .6 34 .7 a 27.8 9. 3 7 b 55.5 18 .5 c (Continuación Tabla Ejemplos 12-15 y Ejemplos Comparables 16 y 17 El Ejemplo 12 de la presente invención como se muestra en la Tabla 3 es una composición de cemento sintético con un buen balance de viscosidad promedio a 70°F y resistencia a la compresión. El Ejemplo 12 empleó 0.36% en peso de Luperox DC40P-SP2 como el iniciador de radicales libres de peróxido.

Tabla 3 La composición del Ejemplo 13 como se muestra en la Tabla 4 es similar al Ejemplo 12, excepto que se ha reemplazado el monómero monofuncional de vinil éster con otro monómero monofuncional - acrilato de octilo/decilo . Este también tiene una buena viscosidad en solución promedio.

Tabla 4 La composición del Ejemplo 14 como se muestra en la Tabla 5 no tiene DCPD, y se ha reducido la cantidad de vinil éster, mientras que se ha incrementado el BGDM bifuncional comparado con el Ejemplo 12. El Ejemplo 14 empleó 0.2% en peso de peróxido de Luperox 231. Este tiene una viscosidad promedio dentro de la presente invención.

Tabla 5 La composición del Ejemplo 15 como se muestra en Tabla 6 es casi idéntica al Ejemplo 14, excepto que se ha reemplazado el BGDM solo con DCPD. Esta también tiene una viscosidad aceptable.

Tabla 6 La composición del Ejemplo Comparativo 16 como se muestra en la Tabla 7 es de la Patente 7,343,974 la cual no se probó. En esta composición, se empleó un monómero tri-funcional y también 0.36% en peso de Luperox DC40P-SP2 como el iniciador de radicales libres.

Tabla 7 La composición del Ejemplo Comparativo 17 como se muestra en la Tabla 8 es de la Patente 7,343,974 la cual no se probó. En esta composición, se emplearon tanto un monómero monofuncional y un monómero bifuncional, y también 0.36% en peso de Luperox DC40P-SP2 como el iniciador de radicales libres .

Tabla 8 La composición promedio como una función del % en peso del monómero monofuncional para cada uno de los Ejemplos 1-17 se gráfico en la FIG. 1 junto con el Lodo de Perforación Rheliant como el indicador comparable. Estas formulaciones tienen una viscosidad en solución promedio por debajo de aproximadamente 1 kg/ms a 21°C (1000 cP a 70°F) fue generalmente adecuada para la presente invención y para bombear dentro de un orificio de perforación del pozo. Se logró el mejor desempeño cuando la viscosidad promedio de la composición estuvo por debajo de 0.5 Kg/ms (500 cP) y aún mejor cuando estuvo por debajo de 0.25 Kg/ms (250 cP) , especialmente para la composición empleada como un lodo de perforación .

Resistencia a la Compresión Las formulaciones de los Ejemplos 1-17, con relación a la viscosidad promedio, se probaron su resistencia a la compresión. Una lechada de cemento de 1.678 g/ml (14 lb/gal) del Golfo de México (GOM) (el ejemplo comparativo, Tabla 9) tuvo una viscosidad promedio de 0.267 Kg/ms a 21°C (267 cP a 70°F) y una resistencia a la compresión de 13.79 MPa (2000 psi) cuando se cura a 121°C (250°F) durante 24 horas.

Ejemplos de la presente invención tuvo una resistencia a la compresión al menos de 6.8948 MPa (1000 psi). Los ejemplos con mejor desempeño tuvieron una resistencia a la compresión mayor de 13.79 MPa (2000 psi).

Tabla 9 Los resultados se muestran en la Tabla 10 y la Fig. 2. Para el Ejemplo 11: 1) todas las formulaciones con 60% en peso o mayores de vinil éster excedieron la resistencia a la compresión de 13.79 MPa (2000 psi); todas las muestras con 40% o menos de vinil éster tuvieron resistencias a la compresión mayores de 37.92 MPa (5,500 psi), el máximo valor medible; pero 3) las formulaciones arriba de 70% en peso de vinil éster tuvieron una resistencia a la compresión inaceptablemente baja (menos de 6.8948 MPa (1000 psi) ) . Nótese que en el Ejemplo 13 el monómero monofuncional fue acrilato de octilo/decilo demostró que los monómeros monofuncionales diferentes al vinil éster produjo un desempeño adecuado. Los Ejemplos 14 y 15 demostraron que diferentes monómeros bifuncionales son adecuados con la presente invención. Ambos ejemplos tuvieron la misma cantidad de vinil éster - 27.75% en peso y similar a todos los otros Ejemplos con 40% en peso o menos de vinil éster, la resistencia a la compresión fue mayor de 37.92 MPa (5,500 psi) medición máxima como se evidencia por el área de la gráfica plana de la Fig. 2. Los Ejemplos Comparativos 16 y 17 tuvieron resistencia a la compresión inaceptablemente baja. Viscosidad contra Resistencia a la Compresión En la Fig. 3 la línea horizontal negrita en aproximadamente 0.24 Kg/ms (240 cP) representa la viscosidad promedio de un lodo de perforación con base oleosa a 21°C (70°C) ; la línea vertical representa la resistencia a la compresión (aproximadamente 13.79 MPa (2000 psi)) del cemento del Golfo de México. Para la presente invención, se prefiere más para el cemento sintético que tenga una viscosidad en solución de aproximadamente 0.05 Kg/ms a 0.3 Kg/ms (50 cP a 300 cP) - cerca o debajo de la línea horizontal a fin de que el cemento sintético tenga la viscosidad de un lodo de perforación. Ambos para la presente invención, la viscosidad en solución promedio puede ser igual o menor de aproximadamente 1 Kg/ms (1000 cP) (pero mayor o igual a 0.05 Kg/ms (50 cP) ) , mientras tiene una resistencia a la compresión igual o mayor a 6.8948 MPa (1000 psi) lo cual es justo a la izquierda de la línea vertical o mayor - a la derecha de la línea vertical. Con la presente invención muchas de las composiciones tienen una viscosidad en solución promedio menos de 0.3 Kg/ms (300 cP) y una resistencia a la compresión mayor de 13.79 MPa (2000 psi). Véase la Tabla 4. El Módulo de Young mide la rigidez de las composiciones en psi. Los Ejemplos 16 y 17 muestran que el Módulo de Young es muy bajo - debajo de aproximadamente 5.516 MPa (800 psi). Si la rigidez es muy baja, la composición fácilmente se deformará y es un sellador muy pobre. Sí el Módulo de Young es muy alto (arriba de aproximadamente 1034.22 MPa (150,000 psi) ) , la composición es muy rígida, y se fracturará con una deformación tan pequeña como 5%. Otra indicación que los Ejemplos Comparativos 16 y 17 son inadecuados para la presente invención se nota en la dureza. La dureza Shore 00 es para composiciones suaves y los Ejemplos 16 y 17 tienen composiciones suaves cuando se endurecen. La dureza media se probó con una escala Shore A. Los Ejemplos 12, 13 y 15 tienen esta dureza. Las composiciones más duras se midieron con la dureza Shore D. El Ejemplo 14 cumple con este grado de dureza.

Tabla 10 *Instrumento llegó al máximo a 37.921 MPa (5500 psi) durante la prueba de compresión.

Las mismas composiciones expuestas en los Ejemplos 1-17 se muestran en la Fig. 3 en donde la viscosidad promedio es el eje y y la resistencia a la compresión es el eje x. Como se muestra en la presente, los Ejemplos Comparativos 16 y 17 no son adecuados porque tienen una resistencia a la compresión de 4.606 y 1.427 MPa (668 y 207 psi), respectivamente .

Otros polímeros con base estirénica también son adecuados para la presente invención. Los copolímeros en bloques A-P se exponen en la Tabla 11 siguiente. Los polímeros A-P se sustituyeron por los polímeros empleados en el Ejemplo 12 (polímero F) , con todos los componentes empleados en el Ejemplo 12 permanecieron los mismos. Los polímeros A y B fueron SBS hidrogenado - de otro modo conocido como SEBS . Estos tipos de polímeros se sabe que tienen pobre resistencia a la compresión (menos de 1000 psi) y de esta forma son inaceptables para la presente invención. Los polímeros L, M y N son inadecuados para la presente invención porque sus viscosidades en solución promedio son muy altas. Adicionalmente el Polímero M tuvo un contenido de dibloques inaceptablemente alto (100%) , cuando el máximo es de 80% en peso. Los polímeros 0 y P, con base en estireno-isopreno-estireno o estireno- isopreno/butadieno-estireno, respectivamente son adecuados para la presente invención.

Tabla 11 La viscosidad promedio y la resistencia a la compresión para formulaciones que comprenden estos polímeros se muestran en la Fig. 4.

Los resultados mostrados en la Fig. 4 demuestran que los copolímeros en bloques estirénicos adecuados útiles en la presente invención no están hidrogenados ( insaturados ) , tienen un peso molecular promedio en peso entre 100,000 y 450,000 tienen un contenido de poliestireno entre 27 y 40%, un grado de ramificación entre 2-4 con algún porciento en peso del polímero en dibloques, hasta 80% en peso; el contenido de vinilo es al menos de 5% mol, y preferentemente entre 5 y 65% mol, y más preferentemente entre 8 y 58% mol; y el grado de acoplamiento es hasta 80%, preferentemente entre 10 y 80%, y más preferentemente entre 15 y 80%.

Resistencia a la Contaminación con Base Oleosa Cuando se emplea la presente invención solo como cemento sintético (no como lodo de perforación) , es importante que sea capaz de sellar aún si el lodo con base oleosa (OBM) contamina algo del cemento. El Ejemplo 12 se comparó contra el cemento GO bajo 0% en peso, 10% en peso, 20% en peso y 30% en peso, de contaminación de OBM. En cada ejemplo, se probó la viscosidad promedio, la resistencia a la compresión, y adhesión al acero (adhesión a la tubería) . Los resultados se reportaron en la Tabla 12. Contra estos resultados, se repitieron las mismas pruebas para los Ejemplos Comparativos 16 y 17 y estos resultados se reportaron en la Tabla 13.

Tabla 12 Tabla 13 En cada caso, el Ejemplo 12 tuvo viscosidad promedio menor que el cemento GOM y los Ejemplos comparativos 16 y 17, de esta forma fue más fácil de bombear (se requirió menor energía para bombearlo) . De la misma forma, el Ejemplo 12 tuvo mayores resistencias a la compresión que el cemento GOM y los Ejemplos Comparativos 16 y 17. De esta forma, funciona mejor que el cemento. Por último en cada caso, el Ejemplo 12 tiene menor adhesión al acero que el cemento GOM (nótese que la adhesión fue la misma sin contaminación) y los Ejemplos Comparativos 16 y 17.

Curación Controlable El tiempo de Espesamiento: La capacidad de las lechadas de cemento para transformarse de líquido a sólido se miden en un consistómetro; este equipo mide la consistencia de la solución como una función del tiempo, temperatura, y presión. Las unidades para esta prueba son las unidades de Consistencia Bearden (Be); la escala es desde 0-100 Be. El cemento se considera "no bombeable" a 70 Be (y mayor) ; el tiempo para alcanzar los 70 Be es el tiempo de espesamiento reportado. También es importante la forma de la curva; idealmente, la consistencia incrementará de forma marcada y demostrará un incremento con un ángulo recto en la curva de consistencia contra el tiempo ya que el material se acumula, indicando una rápida transición desde un estado líquido a un estado en gel/endurecido . El Ejemplol2 (véase el polímero F) comprendió: 1) 7.5% en peso de un copolímero en bloques de estireno-butadieno-estireno, alto contenido de vinilo, alto contenido de dibloques (Kraton D0243), 70% en peso del monómero VeoVa 10, un monómero monofuncional de vinil éster, y 3) monómeros bifuncionales, los cuales fueron una mezcla de DCPD (5% en peso) y BGDM (17.5% en peso) que tiene una relación en peso de 22:78 DCPD : BGDM . Estos componentes forman un total del 100% en peso. Con base en este peso, 0.36% en peso del iniciador -Luperox DC40P-SP2 se empleó para obtener un endurecimiento en 3 horas, 25 minutos. La Fig. 5 muestra los resultados de la prueba que se realizan en el consistómetro demostrando un endurecimiento con un ángulo recto. Nótese que el consistómetro alcanzó un máximo y se apagó cuando se alcanzó una consistencia de 137.896 MPa (20,000 psi) (que corresponde a 100 Be) . Aunque no se muestra, generalmente cualquier tiempo de endurecimiento deseado puede lograrse al emplear mayor o menor cantidades del iniciador de peróxido.

De esta forma es aparente que se haya proporcionado, de acuerdo con la invención, una composición de fluido universal que satisfaga totalmente los objetivos, propósitos y ventajas expuestas anteriormente. Mientras la invención se ha descrito en conjunto con las modalidades específicas de estas, es evidente que se volverán aparentes diferentes alternativas, modificaciones, y variaciones para las personas con experiencia en la técnica en vista de la descripción anterior. Por consiguiente, se planea abarque todas estas alternativas, modificaciones y variaciones que caen dentro de la perspectiva y amplio alcance de las reivindicaciones anexas .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (21)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Cemento sintético compatible con lodo con base oleosa para cementar pozos, caracterizado porque comprende: i) un monómero monofuncional de baja viscosidad; ii) un radical de diciclopentadienilo que tiene un radical unido susceptible a la reacción de los radicales libres que incluyen acrilato, metacrilato, vinilo, olefínico, alilo, o amida; y/o dimetacrilato de 1,3-glicol; iii) un copolímero en bloques estirénicos insaturados; y iv) un iniciador de radicales libres.

2. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene una viscosidad en solución promedio inicial de 0.05 Kg/ms a menos de 1 Kg/ms (50 cP a menos de 1000 cP) a 21°C (70°F) , una resistencia a la compresión de = 6.8948 MPa (= 1000 psi) , un tiempo de endurecimiento con un ángulo recto de 25 a 400 minutos, y una resistencia a la compresión al menos de aproximadamente (400 psi) en presencia de 20% en peso de lodo con base oleosa.

3. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el Módulo de Young está entre 5.516 MPa y 1034.22 MPa (800 y 150,000 psi).

4. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el radical de diciclopentadienilo contiene una especie reactiva colgante de acrilato, metacrilato, vinilo o alilo.

5. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el radical de ciclopentadienilo es metacrilato de diciclopentadienilo (C14H18O2) .

6. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el monómero monofuncional de baja viscosidad es un vinil éster, un acrilato, o metacrilato.

7. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el vinil éster es un derivado de ácido versático con C9- C12 átomos de carbono.

8. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el vinil éster se representa por la fórmula C11H20O2 o C12H22O2 .

9. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el copolímero en bloques estirénicos insaturados tiene un peso molecular promedio total de 100,000 y 450,000; un contenido de poliestireno entre 27 y 40% en peso, un grado de ramificación entre 2-4; hasta 80% en peso del contenido en dibloques; el contenido de vinilo es al menos de 5% mol; y el grado de acoplamiento es hasta 80%.

10. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el copolímero en bloques estirénicos insaturados es un estireno-butadieno-estireno lineal.

11. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el copolímero en bloques estirénicos insaturados es estireno-butadieno-estireno, con un contenido de poliestireno de 27 a 40% en peso .

12. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un agente densificante.

13. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el agente densificante se emplea en una cantidad tal que el fluido y el agente densificante tienen intervalo desde aproximadamente 8 a alrededor de 2.397 g/ml (20 lb/gal) .

14. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el monómero monofuncional de baja viscosidad está presente en un intervalo de 10 a 80% en peso.

15. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el metacrilato de diciclopentadienilo está presente en un intervalo desde aproximadamente 0 a alrededor de 75% en peso.

16. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dimetacrilato de 1 , 3 -butilenglicol está presente en un intervalo desde aproximadamente 0 a alrededor de 70% en peso.

17. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el copolímero en bloques estirénicos insaturados está en un intervalo desde 5 a 45% en peso del cemento sintético.

18. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el peróxido se selecciona de un peróxido orgánico alifático, bisperoxi vencen peróxido, o peróxido orgánico de dicumilo.

19. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el peróxido está en el intervalo de 0.1 a 1.0% en peso de i + ii + iii.

20. Cemento sintético compatible con lodo con base oleosa para cementar pozos, caracterizado porque comprende: i) aproximadamente 10 a 80% en peso de vinil éster; ii) de 0 a 75% en peso del radical de diciclopentadienilo que tiene una especie colgante susceptible a la reacción de los radicales libres que incluye acrilato, metacrilato, vinilo olefínico, alilo, o amida; y/o aproximadamente 0 a 70% en peso de dimetacrilato de 1, 3-butilenglicol; iii) aproximadamente 5 a 45% en peso del copolímero en bloques estirénicos insaturados ; y iv) aproximadamente 0.1 a 1% en peso del agente de curación de peróxido, con base en el peso total de los componentes i a iv.

21. Cemento sintético de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además incluye un aditivo para iniciar la polimerización y reticular los componentes en un compuesto, un agente densificante, un agente de reducción de desprendimiento, un agente de perdida de fluido, arcillas, agentes de suspensión, y/o aditivos conocidos en la técnica, o combinaciones de estos.