MXPA03004847A

MXPA03004847A - Aditivos de perdida de fluido polimericos y metodo para usar los mismos.

Info

Publication number: MXPA03004847A
Application number: MXPA03004847A
Authority: MX
Inventors: Keith A Bair
Original assignee: Hercules Inc
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2005-02-14
Also published as: CN1489606A; NO20032589L; NO20032589D0; CA2428096C; EG22967A; AU2002241704A1; BR0116463A; AR035661A1; DE60136857D1; US6590050B1; WO2002046253A3; US6465587B1; CA2428096A1; EP1358233A2; WO2002046253A2; CN1229408C; EP1358233B1

Abstract

La presente invencion se relaciona a composiciones y usos de copolimeros dispersables en agua y solubles en agua para aplicaciones en el campo petrolifero. Especificamente, la presente invencion se relaciona a polimeros que contienen el enlace aliloxi y sus derivados funcionales para el uso en aplicaciones del campo petrolifero como aditivos de fluido para los procesos de perforacion y cementacion.

Description

ADITIVOS DE PÉRDIDA DE FLUIDO POLIMÉRICOS Y MÉTODO PARA USAR LOS MISMOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a la composición y uso de copolimeros dispersables en agua o solubles en agua para aplicaciones en el campo petrolífero. Específicamente, la presente invención se relaciona a polímeros que contienen enlace aliloxi y sus derivados funcionales para el uso en aplicaciones en el campo petrolífero como aditivos de fluido para procesos de perforación y cementación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los polímeros se utilizan extensivamente en la aplicación del campo petrolífero como aditivos de fluido para perforar, cementar, procesos de recuperación de aceite mejorado y de fracturación de pozo petrolífero y gas. Los polímeros sintéticos, orgánicos, e inorgánicos, así como los éteres de celulosa y goma guar y derivados de guar, se utilizan ampliamente en las aplicaciones del campo petrolífero. Estos materiales también se aplican en una variedad de aplicaciones de control del daño al yacimiento y como agentes dispersantes. En una operación de perforación inicial de un pozo de gas o petrolífero, el fluido de perforación, comúnmente referido como "are i lia", se t>.-mbtíá bajo presión descendente en una columna perforadora de carra de sondeo, a través del centro de la broca para perforación, de regreso a través del espacio o zona anular entre las salidas de la barra de sondeo y la pared del barreno, y finalmente de regreso a la superficie. Después de que un pozo ha sido perforado y se ha hallado el petróleo, uno o más yacimientos de producción de hidrocarburo, subterráneo se encuentran más f ecuentemente. El pozo entonces se completa para obtener la producción de hidrocarburo máxima desde los yacimientos de producción subterráneos . La completación del pozo se refiere a las operaciones realizadas durante el periodo desde la perforación de la zona explotable hasta el momento en que el pozo se pone en producción. Estas operaciones pueden incluir la perforación adicional, colocación del hardware en el fondo de la perforación, perforación, operaciones de control de arena, tales como empaque de grava, y vaciado de los restos del fondo de la perforación. Un fluido de completación algunas veces se define como un fluido de sondeo utilizado para facilitar tales operaciones . La función principal del fluido de completación es controlar la presión del fluido de yacimiento en virtud de su gravedad especifica. El tipo de operación realizada, las condiciones del fondo del pozo, y la naturaleza del yacimiento dictará otras propiedades, tales como viscosidad. Ei uso de r luidos de completación también vacia el barreno de perforación, uas composiciones de cemento de pozo petrolífero se u iliuan en la operación de completación para hacer un pozo a prueba de fuga, permanente para el uso continuo. En las operaciones de cementación de los pozos de gas o petróleo, un cemento hidráulico se mezcla normalmente con agua suficiente para formar una lechada capaz de bombearse y la lechada se inyecta en una zona subterránea para ser cementada. Después de la colocación en la zona, la lechada de cemento se establece en la masa dura. Una cementación primaria, donde una lechada de cemento se coloca en la zona anular entre el revestimiento o forro y los yacimientos de tierra adyacente, la pérdida del fluido es la mayor preocupación. Las yacimientos pueden resultar en la gelación prematura de la lechada de cemento y el puenteo de la zona anular previa a la colocación adecuada de la lechada. En las operaciones de cementación correctivas, el control de la pérdida del fluido es necesario para lograr más precisión en la colocación de la lechada de cemento asociada con las operaciones . Entre otras propiedades de la lechada, el control de pérdida de fluido es una de las preocupaciones críticas para la formulación de lechada de cemento, especialmente a alta temperatura, alta presión (cemento comprimido) y ambientes salitrosos. El propósito principal de los aditivos de pérdida de fluido es prevenir la deshidratación de la lechada del cemento que puede reducir su capacidad de bombeo asi como afectar sus diversas propiedades designadas. La pérdida de una cantidad significativa de agua de la lechada del cemento puede provocar cambios en diversos parámetros de trabajo importantes, tales como el tiempo de bombeo reducido y la presión friccional incrementada. Los aditivos de pérdida de fluido se utilizan para auxiliar en la prevención de la pérdida de agua de las lechadas de cemento en el yacimiento de la roca cuando la lechada se bombea en la zona anular entre el revestimiento y el sondeo. Esto permite colocar la cantidad máxima de lodo, el desarrollo de la tensión compresivo, y la unión entre el yacimiento y el revestimiento. De hecho, bajo condiciones ásperas y debido a las zonas permeables, la lechada puede deshidratarse rápidamente y llegar a ser no bombeable, previniendo la extensión de la lechada en los espacios vacíos y los canales, particularmente donde el espacio anular entre el forro y el pozo abierto es muy estrecho. Cualquiera problema de puenteo debido a la pérdida del fluido elevada debería desestabilizar considerablemente el trabajo del cemento y afectar la integridad de la columna de cemento. Los pozos petrolíferos profundos g-eneralmente se someten a gradientes de temperatura elevada que pueden variar de 4.44"C (40 F) en la supe fi,:: a 2Ü4.44°C (400°F) en el fondo del pozo. La qeoi qid ieí pozo atravesado puede contener ambientes, tales como yacimientos de sal masivas, que pueden afectar adversament la operación de cementación. En general, dos tipos de aditivos de pérdida de fluido se utilizan en la industria de cementación. Se clasifican como aditivos de pérdida de fluido a baja temperatura [<110°C (<230°F) ] o a temperatura elevada [>110°C (>230°F) ] (los " FLAC" ) . Los polímeros y derivados sintéticos de los polisacáridos se utilizan en las operaciones del campo petrolífero a partir del fluido de perforación en los fluidos de completación así como en los cementos de pozo petrolífero. La poliacrilamida parcialmente hidrolizada y los copclímeros de acrilamida, y acrilato de sodio, ácido acrílico se utilizan comúnmente en el campo petrolífero. La colocación de los átomos de hidrógeno de amida-acrilamida por otros grupos reduce la velocidad de la hidrólisis e incrementa la viscosidad en las salmueras de los polímeros. Los homopolímeros y los copolímeros de acrilamida del ácido 2-acrilamida-2-metilpropansul fónico y las sales, N-metilacrilamida, N-isopropilacrilamida, N-butilacrilamida, N, N-dimetilacrilamida, N-hidroximetilacrilamida, N-hidroximetilacrilamida y otras N-alquilacrilamidas han sido descritas para el uso en la inundación del polímero. Los terpolímeros de acrilamida, ácido acrílico y 2- hidroxipropi lacr i 1 ato previeron _o pordida de fluido en el lodo de perforación. Otro::: moróme ros tales como N-vinilpirrolidinona , vini cloruro , vinilsulfonato, estireno y sulfonato de estireno, anhídrido moleico y diversos acrilatos de vinilo también se utilizan en la copol imerización de la acrilamida o ácido acrilico para aplicaciones de fluido de perforación. Además, estos copolimeros de acrilamida convencionales no son hidrolitica y térmicamente estables en condiciones de operación severas tales como bajo temperatura elevada extrema y el contenido de la sal elevada y un ambiente cáustico. Ejemplos de los derivados de polisacáridos son los compuestos de éter de celulosa tales como metilcelulosa (MC) , etilcelulosa (EC) , carboximetilcelulosa (CMC) , hidroxietilcelulosa (HEC) , hidroxipropilcelulosa (HPC) , carboxi etilhidroxietilcelulosa (CMHEC) , etilhidroxietilcelulosa (EHEC) e hidroxietilcelulosa (HMHEC) hidrofóbicamente modificada. Ejemplos de derivados de guar son guar de hidroxietilo y guar de hidroxipropilo . Estas celulosa y compuestos guar se utilizan en fluidos de perforación y espaciadores de cementación en partículas sólidas suspendidas, y en fluidos de fracturación para la arena suspendida y otras consolidaciones y prevenir la pérdida del fluido en estas aplicaciones. Sin embargo, debido a su estructura del polisacar do y el enlace del acetal, estos materiales naturalmente derivados se someten a hidrólisis a temperatura alrededor de 176.66°C (350°F) y niveles elevados de la sal en condiciones de pozo profundas.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Las Patentes Norteamericanas Nos. 4,895,663, 4,895,664 y 4,944,885 (Chen) describen la utilización de copolimeros de ácido acrilico y 3-aliloxi 2-hidroxipropansulfonato de sodio (AHPS) como un inhibidor a escala y el agente de control del depósito para el tratamiento de agua fría. Los copolimeros solubles en agua gue contienen el ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico (AMPSR) se describen en las Patentes Norteamericanas Nos. 3,898,037; 4,641,793 y 4,717,542. Los copolimeros se utilizan por el tratamiento de agua en general . La Patente Norteamericana No. 5,032,995 (Matz et al.) describe copolimeros anfotéricos que contienen monómeros no iónicos, aniónicos y catiónicos para el uso como desfloculantes en el lodo de perforación. La Patente Norteamericana No. 5,169,537 (Chen) describe la utilización de terpolimeros de ácido acrilico, 3-aloxi-2-hidroxipropansulfonato y 3-aliloxi 2-hidroxipropansulfonato de sodio como el inhibidor a escala. La Patente Norteamericana No. 5,403,821 (Shioji) describe copo lime ros anionioos ¿'nubles en agua que contienen el ácido carboxílico y porciones de sulfonato de aliléter, que tienen un promedio de peso molecular de 1,000 a 50, 000 como aditivos de perforación para el agua fangosa de estabilización. En absoluto la técnica anterior antes mencionada describe los copollmeros específicos de la presente invención para las aplicaciones en el campo petrolífero, especialmente en la cementación como aditivos de pérdida de fluido (FLAC) . Ya que, existe aún una necesidad en la industria del campo petrolífero para materiales térmica e hidrolí icamente estables para uso en aplicaciones del campo petrolífero a alta temperatura.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a copollmeros que contienen enlaces aliloxi y sus derivados funcionales como aditivos de pérdida de fluido en el campo petrolífero en operaciones de perforación. Específicamente, los copollmeros que contienen la acrilamida, y 3-aliloxihidroxipropansul-fonato ("AHPS") y otros monómeros se sintetizan para las aplicaciones. El componente AHPS de los copollmeros es térmica e hidrolíticamente estable en condiciones de pH elevado, sal saturada y temperatura elevada. Los copollmeros de la invención son eficaces como aditivos de lechada de cemento de pozo petrolífero para la reología y propósitos de pérdida de fluido, especialmente a altas temperaturas. La presente invención también se relaciona a una composición de cemento del capo petrolífero que comprende el cemento y los copolímeros antes mencionados como un aditivo de pérdida de fluido. La presente invención también comprende una composición de fluido en el campo petrolífero que comprende la composición antes mencionada y al menos un ingrediente en el campo petrolífero.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Sorprendentemente, se ha descubierto que ciertos copolímeros dispersables en agua o solubles en agua son efectivos en la prevención de la pérdida de fluido en las aplicaciones de cementación en el campo petrolífero y en los fluidos del campo petrolífero de fluidos de perforación en fluidos de completación. La presente invención se relaciona a copolímeros que contienen enlaces aliloxi y sus derivados funcionales para la aplicación de pérdida de fluido en el petróleo. Específicamente, los copolímeros que contienen acrilamida y 3-aliloxihidroxipropansul fonato (AHPS) y otros monómeros se sintetizan. El componente AHPS de los copolímeros es térmica e hidrolíticamente estable en condiciones de un pH elevado, en sal saturada, y a condiciones de temperatura elevada. Los copolimeros de la invención son eficaces especialmente como aditivos de lechada de cemento de pozo petrolífero para propósitos de reología y pérdida de fluido, especialmente a alta temperatura. Un componente del copolímero de la presente invención comprende la o las unidades repetidas monoméricas del compuesto alfa, beta etilénicamente insaturada de la Fórmula (I) Fórmula (I) En donde E es la unidad repetida obtenida después de la polimerización de un compuesto alfa, beta etilénicamente insaturado, preferiblemente un ácido carboxílico, una forma de amida del ácido carboxilico y un alquil (C1-C6) éster inferior o alquil (C1-C6) éster inferior hidroxilado de tal ácido carboxilico. Los compuestos del cual E puede derivarse incluyen el ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilamida, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, estireno, sulfonato de estireno, vinilpirrolidona, N-metilacrilamida, N-isopropilacrilamida, N-butilacrilamida, N, N-dimetilacrilamida, N-hidroximetilacrilamida, N-hidroximetilacrilamida y otras N-alquilacrilamidas . Las formas de sal solubles en aqu¿ de los ácidos carboxilicos también están dentro del alcance de la invención. Otro componente do los copolimeros es la unidad de repetición formada por la polimerización de un monómero que contiene la funcionalidad del sulfonato como se muestra en la Fórmula (II) Fórmula (?) en donde Ri es hidrógeno o un alquilo (Cl a C5) inferior, R- y R.i son idénticos o diferentes y denota hidrógeno, o grupos alquilo de Ci a C-,; y M es hidrógeno o un catión soluble en agua (por ejemplo, NH.| +, metal álcali) . El ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico (AMPSR) es un ejemplo típico de un monómero de la Fórmula (II) . Sin embargo, los compuestos tales como el sulfonato de estireno, sulfonato vinílico, y sulfonato de alilo también caen dentro de la categoría. Un tercer componente del copolímero es la unidad repetida formada por la polimerización de un compuesto alquilenéter alilo sustituido como se muestra en la Fórmula (III) Fórmula (III) En donde Ri es hidrógeno o alquilo (C1-C5) inferior, R4 es un grupo alquileno sustituido por hidroxilo que tiene de 1 a aproximadamente 6 átomos de carbono o un grupo alquilo o alquileno no sustituido que tiene de 1 a aproximadamente 6 átomos de carbono; X es un radical aniónico (por ejemplo, sulfonato, fosfato, fosfito o fosfonato) ; y, Z es uno o más hidrógenos o un catión soluble en agua o cationes que juntos contrabalancean la carga de X. Los compuestos adaptados por la Fórmula (III) incluyen la unidad de repetición obtenida después por la polimerización de 3-aliloxi idroxipropansulfonato, 3-aliloxihidroxipropanes fosfito, y 3-aliloxihidroxipropanesfosf to . Se observa que una unidad de monómero en la Fórmula I, II y III antes mencionada puede presentarse en los copolimeros de la invención. Por lo tanto, el polímero de la presente invención está comprendido de copollmero, terpol imerc y tetrapol ímero o mas en donde dos, tres, cuatro o más unidades de repetición monomérica diferentes seleccionadas de las unidades repetidas descritas en las Fórmulas I, IIf y III presentes en el polímero. No existe limite en la clase y el porcentaje en moles y los monómeros seleccionados con la condición de que el porcentaje en moles total se agregue hasta 100" en moles y los copolimeros resultantes sean solubles en agua o dispersables en agua. Los agentes de ramificación o reticulantes tales como metilenbis (met) acrilamida, di (met ) crilato de polietilenglicol, hidroxiacrilamida, alilglicidiléter, acrilato de glicidilo y similares también pueden agregarse por los copolimeros . La solución, emulsión, y dispersión o técnicas de polimerización en gel pueden utilizarse para polimerizar los monómeros descritos. Los iniciadores de polimerización convencionales tales como los iniciadores del tipo de persulfatos, peróxidos y azo pueden utilizarse. La polimerización también puede iniciarse por radiación o mecanismo ultravioleta. Los agentes de transferencia de cadena, tales como alcoholes (preferiblemente isopropanol) , alcohol alilico, amina o compuestos mercapto pueden utilizarse para regular ei peso molecular del polímero. Se entenderá que los métodos antes mencionados de polimerización de ninguna forma limitan la síntesis de los polímeros de acuerdo con la invención. La composición del copolimero preferido comprende (A) acrilamida o una acrilamida sustituida; (B) un monómero que contiene la funcionalidad de sulfonato; (C) de un compuesto alquilenéter de alilo sustituido; y, (D) de un monómero que contiene la funcionalidad de ácido carboxilico en donde los porcentajes en moles de los componentes (A), (B) , (C) y (D) son desde 5% a 95% con la condición de que la suma del % en moles sea 100. Los componentes preferiblemente están presentes en los siguientes porcentajes en moles, en donde (A) es de preferencia de aproximadamente 20% en moles a aproximadamente 70% en moles, (B) es de preferencia de aproximadamente 20% en moles a aproximadamente 60% en moles, (C) es de preferencia de aproximadamente 5% en moles a aproximadamente 40% en moles y (D) es de preferencia de aproximadamente 5% en moles a aproximadamente 40% en mol con la condición de que la suma del % en moles sea 100%. (A) es de mayor preferencia de aproximadamente 40% en moles a aproximadamente 60% en moles, (B) es de mayor preferencia de aproximadamente 30% en moles a aproximadamente 50% en moles, (C) es de mayor preferencia de aproximadamente 10% en moles a aproximadamente 30% en moles y (D) es de mayor preferencia de aproximadamente 10% en moles a aproximadamente 30% en moles con la condición de que la suma del ¾ en moles sea 100¾.

Varios aspectos -ie la invención incluyen copolimeros de acrilanii da/2-acr i 1 amido-2-met ilpropansul fonato de sodio/3-aloxi-hidroxipropan=ul fonato (AHPS) de la Fórmula (IV) Fórmula IV y acrilamida/2-acrilamido-2-metilpropansulfonato de sodio/3-aliloxi-2-hidroxipropansulfonato de sodio/N-vinilpirrolidona de la Formula (V) Fórmula (V) y acrilamida/2-acrilamido-2-metilpropansulfonato de sodio/3-aioxi-hidroxipropansulfonato de sodio (AHPS) /ácido o acrílico de la Fórmula (VI) Fórmula (VI) en donde Ri se selecciona independientemente de hidrógeno o alquilo de (C1-C5) inferior, M es H o el catión soluble en agua. El porcentaje en moles (m, n, o, p) para cada uno de los monómeros en los copolimeros (IV), (V) y (VI) está en una distribución aleatoria en la extensión de 5% a 95%. Sin embargo, la suma de los componentes es 100 por ciento en moles y el copolimero resultante es soluble en agua aún o dispersable en agua. El compuesto, ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico (AMPSR) es comercialmente disponible de Lubrizol Corporation. El 3-aliloxi-2-hidroxipropansulfonato de sodio (AHPS) es disponible de BetzDearborn División of Hercules Incorporated. Las composiciones del copolimero también pueden utilizarse en combinación con polisacáridos incluyendo compuestos de éter celulosa tales como aquellos seleccionados de hidroxietilcelulosa, hidroxietilcelulosa catiónica, meti leelulosa, metilhidroxietilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, carboximetilcelulosa y mezclas de los mismos; almidón y derivados de almidón tales como aquellos seleccionados de almidón recto, almidón gelatinizado, almidón catiónico, almidón estiren butadieno, almidón de carboximetilo, almidón de hidroxipropilo, almidón de hidroxietilo y mezclas de los mismos; y guar y derivados de guar seleccionados de guar recto, carboximetilguar, hidroxipropilguar, carboximetilhidroxipropilguar, guar catiónico y mezclas de los mismos. Los polímeros deben agregarse al sistema, en una cantidad efectiva para la aplicación especifica. Esta cantidad variará, dependiendo del sistema particular para cuyo tratamiento se desee y se influencie por factores tales como, el tipo y composición del cemento, pH, temperatura, cantidad del agua y concentraciones respectivas.

EJEMPLOS La invención ahora además se describirá con referencia a un número de ejemplos específicos que se estiman únicamente como ilustrativos, y no restringen el alcance de la invención.

Ejemplo I Preparación de acrilamida/AMPSVAHPS (75/12.5/12.5 % en moles) Copolímero Una solución acuosa de 63.2 g de 7AMPSR, sal de sodio (50%, 0.14 mol), 110.4 g de acrilamida (53%, 0.82 mol), y 1.1 g de bisacrilamida de metileno se mezclan bien en un frasco de reacción y se desoxigenan con nitrógeno. Una solución iniciadora que contiene 15¾ de persulfato de sodio en agua desionizada se preparó en forma separada y se roció con nitrógeno. El frasco de reacción adecuado se equipó con un embudo adicional, un termómetro, y un agitador aéreo, 133.0 g de agua desionizada y 77.1 g de AHPS (38.8%, 0.14 en mol) se cargaron en un frasco y se calentaron a 70°C bajo una manta de nitrógeno. La solución del monómero acuoso desoxigenado preparado previamente se agregó a un lado con 19.2 g de la solución del persulfato de sodio acuosa preparada en 120 minuto. Después de la adición, la mezcla de reacción se mantuvo a 70°C durante otra hora antes de enfriarse a temperatura ambiente. La estructura del copolímero resultante se verificó por 13C MR. El espectro mostró amplitud y los picos C-C complejos en 25-75 ppm y picos de carbonilo múltiples en 175-182 ppm. La viscosidad Brookfield de la solución del copolímero resultante a 22°C fue 700 cps. El peso molecular promedio en peso del opoliraoro como se determinó por la cromatografía de exclusión de tamaño ("SEC") fue 120,000 con una polidispersidad de 5.5.

Ejemplo 2 Preparación de acrilamida/AMPSVAHPS/N-vinil pirrolidinona ("NVP") (25/25/25/25 : en moles) Copolimero Una solución acuosa de 146.6 g de AMPSR, Na (50¾, 0.32 mol), 35.2 g (0.32 mol) de N-vinil pirrolidinona (NVP) , 42.5 g de AM (53%, 0.32 en mol), 1.1 g de N,N-metilenbisacrilamida se mezcló bien en el frasco de reacción y se desoxigenó con nitrógeno. Una solución iniciadora que contiene 15% del persulfato de sodio en agua desionizada se preparó en forma separada y se roció con nitrógeno. Utilizando el aparato y procedimiento como se describió en el Ejemplo 1, 178.4 g de AHPS (38.8 ¾, 0.32 en mol) se cargaron en un frasco y se calentaron hasta 50°C bajo una manta de nitrógeno. La solución del monómero acuoso desoxigenado se agregó a un lado con 13.3 g de la solución del persulfato de sodio en 300 minuto en un frasco. La temperatura de reacción se mantuvo a 50°C durante la adición. Después de la adición, la solución se mantuvo a 50°C durante otra hora. La mezcla de reacción entonces se enfrió a temperatura ambiente. La estructura del copolimero resultante se verificó por " C NMR. El espectro mostró amplitud y picos C-C complejos en 18-75 ppm y picos de cartaonilo múltiple a 175-182 ppm. La viscosidad de Brootfield de la solución del copolímero resultante a 22 °C fue 22,250 cps. El peso molecular promedio del peso del copolimero se determinó por la SEC fue 637, 000 con una poiidispersidad de 18.3.

Ejemplo 3 Preparación de acrilamida/AMPS/7AHPS/ ácido acrilico (46/31/14/9 ¾ en moles) Copolimero Una solución acuosa de 179.32 g de 7AMPSRNa (58¾, 0.45 en mol), 46.07 g de acrilamida (0.65 mol), y 0.29 g de N, N' -metilenbisacrilamida y se mezcló bien en un frasco de reacción y luego se roció con nitrógeno. Una solución del iniciador que contiene 9.0? de persulfato de sodio en agua desionizada se preparó en forma separada y se purgó con nitrógeno . 111.66 g de 7AHPS (38.8¾, 0.20 en mol) se cargó en un frasco y se calentó a 60°C bajo una manta de nitrógeno. 0.69 g de la solución del persulfato se agregó en el frasco. Aproximadamente 67 % en peso de la solución del monómero acuoso preparada previamente se agregó en 140 minutos. La solución del monómero restante se agregó en 60 minutos después. Se agregaron 6.19 g de la solución del persulfato en un periodo de 200 minutos. Después de la adición, la mezcla de reacción se mantuvo a 60°C durante 30 minutos. La mezcla de reacción se calentó a 80°C y 6.88 g de la solución del persulfato se agregó en 30 minutos. El ácido acrilico (9.34g, 0.13 mol) se agregó a la mezcla de reacción a 80°C a un lado con 20.6g (9.0%) de la solución iniciadora en 15 minutos. Después de completar la adición, la temperatura de la mezcla de reacción se mantuvo durante 30 minutos. Una solución de 16.7 g (10%) del bisulfito de sodio se agregó y el producto de reacción se enfrió a temperatura ambiente. La estructura del polímero resultante se verificó por 13C MR. El espectro mostró amplitud y picos C-C complejos en 25-75 ppm y picos de carbonilo múltiple en 175-182 ppm. La viscosidad Brookfield del polímero resultante a 22°C fue 6,300 cps. El peso molecular promedio de peso del copolímero se determinó por la cromatografía de exclusión del tamaño (SEC) fue 537,000 con polidispersidad de 23.2.

Ejemplo 4 Preparación de acrilamida/A PS/AHPS/ácido acrilico (42/29/12/17% en moles) Copolímero Una solución acuosa de 139.73g de AMPSR Na (58%, 0.35 en mol), 35.89 g de acrilamida (0.51 mol), y 0.29 g de N, N' -metilenbisacrilamida se preparó en un frasco de reacción y se roció con nitrógeno. Una solución del iniciador que contiene 9.0% del persulfato de sodio en agua desionizada se preparó en forma separada y se purgo con nitrógeno. Se cargó 87.01 g de AHPS (39.8 :. , 0.15 en mol) y 214 g de agua desionizada en el frasco y se calentó a 60°C bajo una manta de nitrógeno. Se agregó 0.53 g de la solución iniciadora del persulfato al frasco. Entonces la mezcla del monómero acuoso desoxigenado preparado previamente se agregó en 200 minutos a un lado con 4.81 g de la solución iniciadora. Siguiendo la adición de la mezcla del monómero, se calentó la solución durante 30 minutos más. Después de que, la temperatura de reacción se elevó a 80°C y 5.35 g de la solución de persulfato se agregó. El ácido acrilico (14.56 g, 0.21 mol) se agregó en 60 minutos a un lado con 32.1 g de la solución del iniciador. Después de la adición, la mezcla de reacción se mantuvo a 80°C durante 30 minutos. Una solución de 16.7 g (10¾) de bisulfito de sodio se agregó y la solución del polímero resultante se enfrió a temperatura ambiente . La estructura del polímero resultante se verificó por 13C NMR. El espectro mostró amplitud y picos C-C complejos a 25-75 ppm y pico de carbonilo múltiple a 175-182 ppm. La viscosidad Brookfield del polímero resultante a 22°C fue 2,480 cps . El peso molecular promedio de peso del copolímero se determinó por la cromatografía de exclusión del tamaño (SEC) fue 322,000 con una polidispersidad de 16.5.

Estabilidad Térmica Hi droli z l Para evaluar la stabilid d térmica e hidrolitica del copolimero, un copo 1 imer de La presente invención se disuelve en la solución acuosa en NaCl saturada a pH~12 en una concentración al 5: y se calienta a 204.44°C (400°F) en un reactor de presión (500 psi) . Después de calentar durante cuatro y media horas en esta condición, la solución del polímero se analizó por 1JC R. Los resultados indicaron que el componente AHPS del copolimero restante no se cargó. Ninguna hidrólisis del enlace de aliloxi y deshidratación del grupo hidroxilo se observaron. Bajo las mismas condiciones, sin embargo, aproximadamente 50?; de las moléculas de AMPSft y 100% de las moléculas AM en los copolimeros se hidrolizaron en el ácido carboxilico.

Pruebas de Rendimiento de las Lechadas de Cemento de Pozo Petrolero La prueba de rendimiento de las lechadas del cemento de pozos petróleos se condujeron en términos de reologia y las propiedades de pérdida de fluido en las temperaturas del cemento del fondo del pozo variable ("BHCT") . Típicamente, la reologia se midió exactamente después de la preparación de lechada a temperatura ambiente ~26.66°C (~80°F), para simular la mezcla y bombeo en la superficie, y después del acondicionamiento de la lechada bajo BHCT ~82.22°C (~180°F) durante 20 minutos como se recomendó por el Instituto de Petróleo Americano ("API") . Las propiedades de pérdida de fluido se midieron a temperatura de BHCT después del acondicionamiento de lechada. Primero, una mezcla de cemento seco se preparó agregando 600 g de la "clase H" de cemento (Long Star), 210 g de harina de sílice (35% en peso del cemento ("BWOC") ) y 6 g de lignosulfonato de calcio (1% BWOC) en un contenedor seco y bien mezclado con espátula. Separadamente, 303 g del agua desmineralizada y 9 g (1.5% activo BWOC) copolímero basado en AHPS se agregó en el Warring Blendor y se mezcló exhaustivamente (4000 rpm) para disolver el copolímero. La lechada del cemento del pozo petrolífero entonces se preparó agregando la mezcla seca de cemento en la solución de agua y el copolímero. Aunque se mezcla en aproximadamente 4000 rpm, todas la mezcla seca se agregó dentro de un periodo de tiempo no excediendo 30 segundos. Después de la adición de toda la mezcla seca, la lechada entonces se mezcló por 35 segundos adicionales a la velocidad elevada (12000 rpm) . La reología de la lechada entonces se midió con un viscosimetro FANN 35 a temperatura ambiente. Para simular las condiciones de recirculación del fondo de la perforación, la lechada entonces se de a para acondicionamiento a una temperatura de prueba (BHCT) durante 20 minutos. En el tiempo medio, se precalentó la celda de pérdida de fluido de presión elevada/ temperatura elevada ("HPHT") en la temperatura de prueba requerida. Después del acondicionamiento de la lechada, la reologia se midió nuevamente en La temperatura de prueba como en lo anterior así como las propiedades de pérdida de fluido. Las propiedades de pérdida de fluido se expresaron como la pérdida del fluido API cuando el volumen recolectado correspondió al filtrado recolectado después de 30 minutos de prueba o como la pérdida de fluido calculado cuando la prueba estalló antes de que la prueba alcanzara 30 minutos. Por razones de disponibilidad de equipo, la presión diferencial utilizada en la prueba se limitó a 500 psi en vez de 1000 psi como se recomendó por API. El copolímero de los Ejemplos 1 y 2 se utilizaron en soluciones de 33.2% y 10¾ de sólidos totales respectivamente. Para la experimentación del rendimiento, el polímero activo al 1.5¾, basado en el peso del cemento (BWOC) , se utilizó en cada una de las formulaciones de lechada de cemento. La formulación del ingrediente de las pruebas se estableció en la Tabla 1. Los datos de rendimiento de pérdida de fluido y lechada para las formulaciones correspondientes se establecen en la Tabla 2. Tabla 1 Formulaciones de Lechada de Cemento 2 Formulaciones de lechada de cemento Tabla 2 Datos de Prueba del Rendimiento de Pérdida de Fluido Reología Datos de rendimiento de perdida de fluido y reologia copolimero del Ejemplo 1 se interpreta eficientemente como un aditivo de control de pérdida de fluido para las lechadas de cemento de pozo petrolífero. Incrementando la concentración del polímero de 1.5'- en la prueba No. l a 2.0. B OC en la prueba No. 2, se muestra que la reología restante casi no cambia mientras que además reduce las propiedades de pérdida de fluido, debido a las propiedades de dispersión del copolimero del Ejemplo 1. Las propiedades de dispersión del copolimero también se observaron visualmente por un asentamiento rápido de la lechada del cemento a 82.22°C (180°F) cuando se dejó en reposo sin mezclar. El fenómeno pudo fácilmente describirse por los valores de punto de Rendimiento "negativo" de ambas pruebas No. 1 y 2. Esto es un buen indicador de la lechada de cemento sobre-dispersada. Como un remedio del problema de sobre-dispersión, un aditivo anti-establecido, conocido como el aditivo de control de agua libre ("FWCA") , se agregó en la formulación de lechada de cemento. Mw HEC elevado (NatrosolR 250 HHR fabricado por Hercules Incorporated) se agregó en una concentración muy baja (0.1% BWOC) para mejorar la estabilidad de lechada (prueba No. 3 en la Tabla 1) . Como un resultado, la reologia se incrementó considerablemente y no se observó ningún asentamiento (prueba No. 3 en la Tabla 2). Sin embargo, la pérdida del fluido también se incrementó. Los datos de pérdida de fluido de las pruebas No. 1 y 2 pueden desviarse por el asentamiento rápido del cemento en la célula de filtración, conduciendo a valores de pérdida de fluido más bajos . Como se discutió previamente, el copolimero del Ejemplo 2 se probó en 1.5% de los sólidos activos en las formulaciones de lechada (prueba No .4 en la Tabla 1). La lechada se preparó con este polímero que fue estable y ningún asentamiento se observó, gracias a los valores del rendimiento elevado (prueba No. 4 en Tabla 2) . Este polímero desarrolló propiedades de reologia mucho más elevadas, debido al peso molecular elevado de 637,000 con valor de pérdida de fluido aceptables de 44.5 mi. El copolimero del Ejemplo 3 (en la solución de sólidos totales al 30%) también se probó en las mismas condiciones como los copolimeros del Ejemplo 1 y 2. La tolerancia de la sal del copolimero se realizó incorporando respectivamente 18% y 36% en peso de agua (BWOW) NaCl en la lechada de cemento en cada una de las dosis del polímero. La formulación del ingrediente en las pruebas se establece en la Tabla 3. Los datos de rendimiento de pérdida de fluido y lechada se establecen en la Tabla 4.

Tabla 3 Formulaciones de Lechada de Cemento Formulación ° 5 N° 7 ° 8 N° 9 N° 10 1 N° 12 N° 13 Ingredientes peso, g % en piso % en peso % en peso % en pesa % en peto % en peto %en peso % en peso en peso Omento, Clase "H" 600 - - - - - - - - Fluor de sílice 210 35.00 35 00 35.00 35.00 3500 35.00 35.00 35 00 35.00 C-202 6 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Ejemplo 3 (30¾ T.S.) 1.50 1.50 1.50 1.00 1.00 1.00 0.50 0.50 0.50 Nací, BWOW - - 18.00 36.00 - 18.00 36.00 - 18.00 36.00 Demi-agu» 303 50.50 50.50 50.50 50J0 50.50 50.50 50.50 50.50 50 50 Tabla 4 Prueba de Rendimiento de Pérdida de Fluido ? Reologia Los datos de Rendimiento de Pérdida de Fluido y Reologia del Ejemplo 3 en 1.50 del polímero activo BWOC Los datos del rendimiento resultante como se muestra en la Tabla 4 anterior maican claramente que los copolímeros de la invención tienen propiedades de control de filtración sobresaliente para ei uso en aplicaciones del campo petrolífero como aditivos de pérdida de fluido. Es interesante observar que los polímeros controlan eficientemente las propiedades de pérdida de fluido para temperaturas variando de 26.66° a 176.66°C (80° a 350°F) . La variación del volumen de filtración recolectado en 26.66°C (80°F) es similar a aquella recolectada en 176.66°C (350°F) (son de la misma magnitud) . Esto es un hallazgo importante ya que debe permitir al usuario en el campo para predecir el comportamiento de las lechadas de cemento a temperatura elevada utilizando la información recolectada en las temperaturas inferiores y más accesibles. Además de la estabilidad de la temperatura elevada, los datos muestran que el copolimero de la invención tiene una tolerancia de sal sobresaliente. A pesar de la presencia del NaCl al 18% y 36¾ no existe efecto adverso en las propiedades de filtración, aún a temperatura elevada. El nivel filtrado recolectado en las temperaturas bajas y altas, con o sin la sal, hacen este polímero no solo adecuado en los trabajos de "revestimiento" de cemento o "cementación comprimida" aunque también para la cementación primaria, y para pozos poco profundos a baja temperatura. La otra ventaja es que no existe necesidad para cambiar/adaptar sus formulaciones de lechada dependiendo del ambiente del pozo. El polímero es efectivo en condiciones y yacimientos más adecuados. Aunque la lechada del cemento aún permanece manejable y bombeable en sus dosis, los datos de reologia completos son bastante elevados. Para ese propósito, la eficacia del polímero se probó e la dosis del polímero baja. Los resultados se establecen en la Tabla 5 y 6.

Tabla 5 Tabla 6 Datos de rendimiento de pérdida de fluido y de reologia E j emplo 3 en al polímero activo BWOC al 0 . 50% Prueba N° 11 Prueba N° 12 Prueba M0 13 Contenido de sal 0 18%. BWOW 36%, BWOW Rooiogia, Baroid 286 Condiciones de lechada B.C. A.C. A.C. B.C. A.C. A.C. B.C. A.C. A.C, Temperatura de prueba, °F 80.5 77.4 172.5 77.8 76.6 172.4 80 77.3 176.6 Lecturas dial 300 rpm 170 162 90 221 185 108 255 200 93 DR lOO rpm DR 1 16 109 56 157 123 76 18 140 63.5 DR 100 rpm DR 59 56 27 83 63 40 101 75 34 DR 6 rpm DR 4 4 1.5 6.5 5 3 8 6 4 DR 3 rpm DR 2.5 2 1 3 3 2 5 4 3.5 Visocsidad plástica, cPs 166.5 159 94.5 207 183 102 231 187.5 88.5 Valorde rendimieito.Ib/lOOft3 3.5 3 -4.5 14 2 6 24 12.5 4.5 Filtración, 1000 pí i Condiciones de lechada A-C. A.C. A.C. A.C. A.C. A.C. A.C. A.C. A.C.

Temperatura de prueba, 'F 80 180 350 80 180 350 80 180 350 Pérdida fluido API, mi 28t? 36.8 74,4 44.2 39.6 101.4 26 35.6 103.2 El copolimero del Ejemplo 4 se probó con la formulación de lechada como se muestra en la Tabla 7. Tabla 7 Formulaciones de lechada de Cemento Formulación N° 14 N° 15 N° 16 N° 17 N° 18 N° 19 N° 20 N° 21 N° 22 Ingredientes peso, g % en peto ¾ «n pe*o % en peso ¾en mo % en peto ¼«npeso % en peso ¾ tn ptw> Cemento, Clase "H" 600 - - - - - - • • • Fluor de sílice 210 35.00 35.00 35.00 35.00 35.00 35.00 35.00 35 00 35.00 C-202 6 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Ejemplo 4 (30% T S ) 1.50 1.50 1.50 1.00 1.00 1.00 0.50 0.50 0 50 NaCl, BWOW - - 18.00 36.00 I S.OO 36.00 - 18.00 36.00 Demi- agua 303 50 50 50.50 50.50 50.50 50.50 50,50 50,50 50.50 50 50 Los resultados se mostraron en l a Tabla 8, 9 y 10.

Tabla 8 Datos de rendimiento de pérdida de fluido y de reologia Ejemplo 4 en el polímero activo BWOC al 1.50% Tabla 9 Datos de rendimiento de pérdida de fluido ? de reologia en el Ejemplo 4 en el polímero activo BWOC al 1.00% Tabla 10 Datos de rendimiento de perdida de fluido y de reologia en el Ejemplo 4 en el polímero activo BWOC al 0.50% En los resultados muestran que reduciendo la dosis del polímero de 1.5% a 1.0% a 0.5%, no existen efecto significativo en las propiedades de!, control de pérdida de fluido. Los copolimeros de la presente invención tienen una respuesta lineal como una función de la temperatura de prueba y las propiedades de filtración restantes intactas en presencia de la sal. Este nivel de reologia hace a la lechada de cemento capaz de mezclarse fácilmente y bombearse en la superficie . Los polímeros de la presente invención son estables térmicamente y muestran propiedades de control de pérdida de fluido, excelentes en el rango de temperatura de 26.66°C a 176.66°C (80°F a 350°F). No existe sal susceptible y puede tolerarse una concentración de sal hasta la saturación. Aún en la dosis de polímero bajo, los polímeros de la presente invención todavía se retienen eficazmente como agentes de control de pérdida de fluido. Las pruebas comparativas se realizaron en Hostamer 3788, un copolímero comercialmente disponible que se considera que es un copolímero de acrilamida/???? bajo las mismas condiciones de prueba. Las formulaciones para estas pruebas se describen en la Tabla 11 y los resultados aparecen en Tablas 12, 13 y 14.

Tabla 11 Formulaciones de lechada de cemento Prueba N° 23 ° 24 N° 25 N°26 N°27 N° 28 Ingredientes peso, g % en peso % en peso % «n peso % en peso % en peso Cemento, Clase "H" 600 - - - - - - Fluor de sílice 210 35.00 35.00 35.00 35.00 35.00 35.00 C-202 6 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Hostamer 3788, BWOC 1.50 1.50 1.00 LOO 0.50 0.50 NaCl, BWOW - - 36.00 - 36.00 - 36.00 Demi-agua 303 50.50 50.50 50.50 50.50 50.50 50.50 Tabla 12 Rendimiento de pérdida del fluido y reologia de Hostamer en 1 . 50% de BWOC Tabla 13 Rendimiento da pérdida del fluido y reologia de Hostamer en 1.00% de BWOC Tabla 14 Rendimiento de pérdida del fluido y reologia de Hostamer 3788 en 0.50% de BWOC Los resultados mostrados en las Tablas 12, 13 y 14 indican claramente que los datos de pérdida de fluido a 136.66°C (350°F) son mucho mayores que aquellos obtenidos con la muestra del Ejemplo 4. Bajo las mismas condiciones de prueba, los valores del filtrado varían de aproximadamente 39 mi a 252 mi para la carga del polímero que varía de 1.5% hacia abajo del 0.5¾ BWOC contra aproximadamente 25 mi hasta 74 mi para el Ejemplo 4. La adición de las sales en el sistema de lechada a la saturación (36% BWOW NaCl) muestran un efecto pronunciado en las propiedades de control de la pérdida de fluido del aditivo de pérdida de fluido competitivo en la dosis del polímero inferior (0.5% BWOC) con una pérdida de fluido de aproximadamente 382 mi contra 103 mi para el Ejemplo 4.

Prueba de Rendimiento en los Fluidos de Perforación Por lo que respecta a las lechadas de cemento de pozo, la prueba de rendimiento de fluido de perforación se conduce en términos de reologla y propiedades de pérdida de fluido. Los atributos de rendimiento se evalúan en lodo de bentonita saturada NaCl después de envejecer durante la noche. Para verificar la resistencia térmica de las muestras candidatas, las suspensiones de lodo se prepararon por duplicado. Una de las suspensiones se envejeció bajo condiciones estáticas y la otra en un laminado en caliente a 160°C durante la noche. El perfil de reologla para ambas muestras se determinó utilizando un viscosimetro tipo Fann 35 y las propiedades de filtración utilizando la presión de filtro API estándar bajo presión de 100 psi a temperatura ambiente . Primero, una bentonita prehidratada se preparó agregando 28.57 g de bentonita Aquagel (disponible de Baroid) en 1 litro de agua potable y se mezcló durante 4 horas mínimas a 1500 rpm. La bentonita entonces se dejó hidratar durante 24 horas antes de utilizarse. La suspensión de bentonita se homogeneizó durante 10 minutos previos al uso.

El fluido de perforación entonces se prepara mezclando, en un mezclador Hamilton Beac , 356 g de bentonita prehidratada, 125 g NaCl, 10 g Rev-polvo, 2cc NaOH (solución al 10¾), 4 g de Almidón y 2 g del polímero candidato (contenido activo) . La suspensión se mezcló durante un total de 40 minutos. Después, las suspensiones se envejecieron como se describe en lo anterior. Las pruebas comparativas se realizaron con AquaPAC.LV (celulosa polianiónica de calidad premio disponible de Aqualon) y Polidrill (disponible de SKW, Trosberg, Alemania) un copolímero comercialmente disponible que se considera que es un copolímero basado en AMPS bajo las mismas condiciones de prueba. Las formulaciones para estas pruebas se describieron en la Tabla 15 y los resultados aparecen en las Tablas 16.

Tabla 15 Composición da Fluido de Perforación Tabla 16 Datos de Prueba del Rendimiento de Pérdida de Fluido y Reologia Los datos en la Tabla 16 indican claramente que el copolimero del Ejemplo 4 se realiza eficientemente como un aditivo de control de pérdida de fluido para fluidos de perforación. Bajo condiciones de laminado en caliente a 160°C, la reologia experimenta una disminución ligera aunque permanece en la misma magnitud mientras que la pérdida del fluido es mucho mayor pero distante debajo de los valores de filtrado de las muestras comparativas (AquaPAC . LV y Polidrill) .

Prueba de Rendimiento en Fluidos de Completación Como en los ejemplos de aplicación previos, el rendimiento del copolimero de esta invención se evaluó en un fluido de completación de alta densidad. Los atributos de rendimiento se evaluaron en salmuera ZnBr_/CaBr?, teniendo una densidad de 19.2 ppg (libra por galón), después de envejecer durante la noche. Para verificar la resistencia térmica de las muestras candidatas, las suspensiones de lodo se prepararon por duplicado. Una de las suspensiones se envejeció bajo condiciones estáticas y en la otra en un laminado en caliente durante la noche a 160°C. El perfil de reologia para ambas muestras se determinó utilizando el viscosimetro Fann 35 y las propiedades de filtración utilizando la presión de filtro API estándar bajo 100 psi de presión a temperatura ambiente. El fluido de completación se preparó mezclando, en un mezclador Hamilton Beach, 805 g (1 lab bbl equivalente) salmuera ZnBrVCaBrj, 2 g del polímero candidato (base activa) y 2 g de MgO para ajusfar el pH. Las salmueras se mezclaron por un total de 60 minutos. Después, las salmueras sometidas a viscosidad envejecieron como se describen en lo anterior.

Las pruebas comparativas se realizaron bajo las condiciones de prueba de muestra con una celulosa de HidroxiEtilo estándar para fluidos de completación (Natrosol 250HH-R-P disponibles de Aqualon) . Las formulaciones para estas pruebas se describen en la Tabla 17 y los resultados aparecen en las Tablas 18. Tabla 17 Composición de Fluido de Perforación Tabla 18 Datos de Prueba del Rendimiento de Pérdida de Fluido ? Reologia Los datos en la Tabla 18 indican claramente que el copolimero del Ejemplo 4 se representa eficientemente como un aditivo de control de pérdida de fluido para los fluidos de completación . Bajo condiciones de laminado en caliente a 160°C, la reologia permanece estable y las propiedades de control de pérdida de fluido se mejoraron aún. Bajo las mismas condiciones, la muestra comparativa (Natrosol 250 HHR-P) muestra una variación notable de la reologia con una pérdida total de las propiedades de control de fluido. Pruebas de Rendimiento del concepto de mezclas de polímero en aplicaciones de cementación Enseguida para su uso como un aditivo de pérdida de fluido sencillo en las composiciones de lechada de cemento previo, la funcionalidad del concepto de mezclas del polímero se investigó bajo las mismas condiciones de prueba (Tabla 19) . El e emplo 4 de esta invención se evaluó en combinación con una muestra del grado de cementación HEC (Natrosol 250GXR, disponible de Hercules Incorporated) y una muestra de copolimero de Butadieno - Estireno Almidón (disponible de Penford) . La utilidad del concepto de mezclas se probó en un polímero activo total de 1.5% de BWOC (ejemplo 4 al 1.0% y 0.5% HEC o Almidón) . Los resultados en la Tabla 20 muestran que comparativamente a las pruebas N° 14 y N° 17, combinando el ejemplo 4 con HEC (prueba N° 34) proporciona muy buenas propiedades de control de pérdida de fluido en las temperaturas probadas. Los datos de pérdida de fluido correspondientes permanecen entre aquellos de las pruebas del ejemplo N° 14 y N° 17. Sin embargo, la incorporación de HEC en el sistema claramente incrementa la reologia total de la lechada de cemento. Contraria a HEC, el ejemplo de prueba N° 35 muestra que el copolimero de butadieno de estireno de Almidón en la lechada de cemento no tiene ningún efecto significativo en el perfil de reologia final. Las propiedades de control de pérdida de fluido y Reologia de la prueba del ejemplo N° 34 son comparables en aquellos de la prueba N° 17. Tabla 19 Composición de Lechada de Cemento Formulaciones de lechada de cemento Tabla 20 Datos de Prueba del Rendimiento de Pérdida de Fluido y Reologia Los datos de rendimiento de pérdida de fluido y reología de los polímeros de mezcla ejemplos de esta invención pueden mezclarse con otros aditivos de pérdida de fluido estándar para proporcionar propiedades de control de pérdida de fluido mejorada. Los copolimeros de la presente invención no se limitan al uso en el campo petrolífero. Pueden efectivamente utilizarse como modificadores de reologia o agentes de control de flujo, espesantes, agentes de suspensión o coloides protectores en la construcción, pintura, gel biomédico y aplicaciones para el cuidado personal. Los hidrogeles son conductores uniformes y poseen otras propiedades como materiales de electrodo médico efectivos, tales como resistencia cohesiva, adhesión a la piel, humectación del cabello, facilidad de remoción, lubricidad, estabilidad hidrolitica y biocompatible . Las aplicaciones para el cuidado personal como espesantes en cremas para la piel, champús, geles de fijación para el cabello, acondicionadores, y aplicaciones para rasurar. Los copolimeros también son útiles para mejorar la capacidad de secado de las fibras acrilicas, nylon 6, y composiciones de polipropileno en la industria textil y formulaciones de electrodeposición y la industria del polímero eléctricamente conductor . Aunque se ha descrito la invención con respecto a las modalidades particulares de la misma, es evidente que otras numerosas formas y modificaciones serán obvias a partir de esta descripción para aquellos expertos en la técnica. Las reivindicaciones anexas y esta invención generalmente deben interpretarse para cubrir todas las formas obvias y modificaciones que estén dentro del alcance y espíritu de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una composición de copolímero que comprende: (A) acrilamida o acrilamida sustituida; (B) un monómero que contiene la funcionalidad del sulfonato; (C) un compuesto de alquilenéter-alilo sustituido;
Y (D) un monómero que contiene la funcionalidad de ácido carboxilico. 2. La composición de la reivindicación 1, en donde el agente de reticulación también está presente y se selecciona del grupo que consiste de metilenbis (met) acrilamida, di (met ) acrilato de polietileneglicol, hidroxiacrilamida, alilglicidiléter, y acrilato de glicidilo.
3. La composición de la reivindicación 1, en donde la acrilamida sustituida es una N-alquilacrilamida.
4. La composición de la reivindicación 1, en donde la porción de alquilo de la N-alquilacrilamida es Cl a C8.
5. La composición de la reivindicación 3, en donde N-alquilacrilamida se selecciona del grupo que consiste de N-metilacrilamida, N-isopropilacrilamida, N-butilacrilamida, N, N-dimetilacrilamida, y N-hidroximetilacrilamida .
6. La composición de la reivindicación 1, en donde el monómero que contiene la funcionalidad del sulfonato comprende ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico .
7. La composición de la rei indicación 1, en donde el compuesto alilalquilenéter sustituido se selecciona del grupo que consiste de 3-aliloxihidroxipropanfosfato, 3-aliloxihidroxipropansulfonato, y 3-aliloxihidroxipropanfos fito .
8. La composición de la reivindicación 7, en donde el compuesto alilalquilenéter es 3-aliloxihidroxipropansulfonato .
9. La composición de la reivindicación 1, en donde el monómero se selecciona del grupo que consiste de ácido acrilico, ácido metacrilico, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, y ácido citracónico.
10. La composición de la reivindicación 1, que tiene un valor de pérdida de fluido de alta temperatura de menos de 50 cuando se utiliza en un fluido de servicio en el campo petrolífero.
11. La composición de la reivindicación 1, que tiene un valor de pérdida de fluido de alta temperatura menor que 40 cuando se utiliza en el fluido de servicio en el campo petrolífero .
12. La composición de la reivindicación 1, que tiene un valor de pérdida de fluido de alta temperatura menor que 30 cuando se utiliza en el fluido de servicio en el campo petrolífero .
13. Una composición de copolimero que comprende un copolimero que incluye: (A) una unidad de repetición monomérica que tiene la estructura: en donde E comprende la unidad repetida obtenida después de la polimerización de acrilamida o una acrilamida sustituida; (B) una unidad de repetición obtenida después de la polimerización de un sulfonato que contiene el compuesto que tiene la estructura: en donde R3 es hidrógeno o un alquilo de (C1-C5) inferior, Ri y R2 son idénticos o diferentes y se seleccionan del grupo que consiste de hidrógeno y los grupos alquilo de (C1-C5) y M+ es un catión soluble en agua o hidrógeno; y (C) una unidad de repetición obtenida de la polimerización de un compuesto alilalquilenéter sustituido que tiene la estructura: — (Ote xz contrabalancean la carga de X; y (D) una unida de repetición obtenida de la polimerización de un monómero que contiene la funcionalidad carboxilica que tiene la estructura: en donde Ri es hidrógeno o un alquilo de (C1-C5) inferior; el porcentaje molar individual de las unidades (A), (B) , (C) y (D) repetidas es desde aproximadamente 5% a aproximadamente 95¾ con la condición de que la suma de los porcentajes en mol sea 100 .
14. La composición de la reivindicación 13, en donde el agente de reticulación también está presente y se selecciona del grupo que consiste de metilenbis (met ) acrilamida, di (met ) acrilato de polietilenglicol , hidroxiacrilamida, alilglicidiléter, y acrilato de glicidilo.
15. La composición de la reivindicación 13, en donde la acrilamida sustituida es una N-alquilacrilamida .
16. La composición de la reivindicación 15, en donde la N-alquilacrilamida se selecciona del grupo que consiste de N-metacrilamida, N-isopropilacrilamida, N-butilacrilamida, N, -dimetilacrilamida, y N-hidroximetilacrilamida .
17. La composición de la reivindicación 13, en donde el monómero se selecciona del grupo que consiste de ácido acrilico, ácido metacrilico, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, y ácido citracónico .
18. La composición de la reivindicación 13, en donde el compuesto que contiene el sulfonato es ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico .
19. La composición de la reivindicación 13, en donde el compuesto alilalquilenéter sustituido se selecciona del grupo que consiste de 3-aliloxihidroxipropanfosfato, 3- aliloxihidroxipropansulfonato, y 3-aliloxihidroxipropanfosfito .
20. La composición de la reivindicación 13, en donde el monómero se selecciona del grupo que consiste de ácido acrilico, ácido metacrilico, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, y ácido citracónico .
21. La composición de la reivindicación 13, en donde el monómero es ácido acrilico.
22. La composición de la reivindicación 13, en donde el copolimero comprende las unidades (A), (B) , (C) y (D) de repetición monomérica y que tienen la estructura: en donde Rl se selecciona independientemente del grupo que consiste de hidrógeno y los grupos alquilo de (Cl a C5) , M es hidron o el catión soluble en agua y el porcentaje en moles individual de las unidades m, n, o y p de repetición están alrededor de 5¾ a 95% con la condición de que la suma de los porcentajes en mol sea 100,,.
23. La composición de la reivindicación 22, en donde m es desde aproximadamente 20¾ en moles a aproximadamente 70¾ en moles, n es desde aproximadamente 20¾ en moles a aproximadamente 60', en moles, o es de aproximadamente 5% en moles a aproximadamente 40% en moles y ? es de aproximadamente 5¾ en moles a aproximadamente 40% en moles con la condición que la suma del % en moles sea 100%.
24. La composición de la reivindicación 22, en donde m es de aproximadamente 40¾ en moles a aproximadamente 60% en moles, n es de aproximadamente 30% en moles a aproximadamente 50% en moles, o es de aproximadamente 10% en moles a aproximadamente 30¾ en moles y p es de aproximadamente 10% en moles a aproximadamente 30% en moles con la condición de que la suma del % en moles sea 100%.
25. Un método para controlar las propiedades de pérdida de fluido en los sistemas acuosos en el campo petrolífero comprende agregar al sistema acuoso una cantidad efectiva para el propósito de una composición polimérica que comprende : (A) acrilamida o una acrilamida sustituida; (B) un monómero que contiene la funcionalidad de sulfonatos ; (C) un compuesto alilalquilenéter sustituido; y (D) un monómero que contiene la funcionalidad de ácido carboxilico.
26. El método de la reivindicación 25, en donde el copolimero además comprende un agente reticulante seleccionado del grupo que consiste de metilenbis (met ) acrilamida, di (met ) acrilato de polietilenglicol, hidroxiacrilamida, alilglicidiléter, y acrilato de glicidilo.
27. El método de la reivindicación 25, en donde la acrilamida sustituida es una N-alquilacrilamida .
28. El método de la reivindicación 25, en donde N-acrilamida se selecciona del grupo que consiste de N-metilacrilamida, N-isopropílacrilamida, N-butilacrilamida, N, N-dimetilacrilaámida, y N-hidroximetilacrilamid .
29. El método de la reivindicación 25, en donde el sulfonato que contiene el monómero comprende ácido acrilamido-2-metilpropansulfónico .
30. El método de la reivindicación 25, en donde el compuesto alilalquilenéter sustituido se selecciona del grupo que consiste de 3-aliloxihidroxipropanfosfato, 3-aliloxihidroxipropansulfonato, y 3-aliloxihidroxipropan-fosfito .
31. El método de la reivindicación 30, en donde el compuesto alilalquilenéter es 3-aliloxihidroxipropansul-fonato .
32. El método de la reivindicación 25, en donde el monómero se selecciona del grupo que consiste de ácido acrilico, ácido metacrilico, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, y ácido citracónico .
33. El método de la reivindicación 25, en donde el monómero es ácido acrilico.
34. El método de la reivindicación 25, en donde el copolímero comprende las unidades (A) , (B) , (C) y (D) de repetición monomérica que tienen la estructura: en donde Rl se selecciona independientemente del grupo que consiste de hidrógeno y los grupos alquilo de Cl a C5, M es hidrógeno o el catión soluble en agua y el porcentaje en moles individual de las unidades m, n, o y p de repetición es desde alrededor de 5% a 95% con la condición de que la suma de los porcentajes en moles sea 100%.
35. La composición de la reivindicación 34, en donde m es desde aproximadamente 20% en moles a aproximadamente 70% en moles, n es de aproximadamente 20% en moles a aproximadamente 60 en moles, o es de aproximadamente 5J en moles a aproximadamente 40V. en moles y p es de aproximadamente 51, en moles a aproximadamente 40% en moles con la condición de que la suma del en moles sea 100¾.
36. La composición de la reivindicación 35, en donde m es de aproximadamente 40¾ en moles a aproximadamente 60% en moles, n es de aproximadamente 30% en moles a aproximadamente 50 ¾ en moles, o es de aproximadamente 10¾ en moles a aproximadamente 30% en moles y p es de aproximadamente 10% en moles a aproximadamente 30¾ en moles con la condición de que la suma del ¾ en moles sea 100%.
37. La composición de cemento en el campo petrolífero comprende un cemento y la composición de la reivindicación 1.
38. La composición de cemento en el campo petrolífero comprende un cemento de la composición de la reivindicación 13.
39. La composición de fluido de perforación que comprende una composición de acuerdo con la reivindicación 1.
40. La composición de fluido de completación que comprende una composición de acuerdo con la reivindicación 13.
41. Un proceso que comprende (A) hacer reaccionar una acrilamida o acrilamida sustituida, un sulfonato que contiene el monómero, y un compuesto alilalquilenéter sustituido durante un tiempo suficiente y en una temperatura suficiente para formar un producto intermedio y luego (B) hacer reaccionar el producto intermedio con una cantidad suficiente de un monómero que contiene la funcionalidad de ácido carboxílico en una temperatura suficiente y durante un tiempo suficiente para formar un producto final.
42. El proceso de la reivindicación 41, en donde la etapa (A) además comprende la adición de un agente reticulante seleccionado del grupo que consiste de metilenbis (met ) acrilamida, bis (met ) acrilato de polietileneglicol , hidroxiacrilamida, alilglicidiléter, y acrilato de glicidilo.
43. El proceso de la reivindicación 41, en donde la acrilamida sustituida es N-alquilacrilamida.
44. El proceso de la reivindicación 43, en donde la N-alquilacrilamida se selecciona del grupo que consiste de N-metacrilamida, N-isopropilacrilamida, N-butilacrilam da, N,N-dimetilacrilamida, y N-hidroximetilacrilamid .
45. El proceso de la reivindicación 41, en donde el monómero que contiene el sulfonato comprende ácido 2-acrilamido-2-metilpropansul fónico .
46. El proceso de la reivindicación 41, en donde el compuesto alilalquilenéter sustituido se selecciona del grupo que consiste de 3-aliloxihidroxipropanfosfato, 3-aliloxihidroxipropansulfonato, y 3-aliloxihidroxipropan- fosfito .
47. El proceso de la reivindicación 41, en donde el compuesto alilalquilenéter sustituido es 3-aliloxihidroxipropansulfonato .
48. El proceso de la reivindicación 41, en donde el monómero se selecciona del grupo que consiste de ácido acrilico, ácido metacrílico, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, y ácido citracónico .
49. El proceso de la reivindicación 48, en donde el monómero es ácido acrilico.
50. La composición de cementación en el campo petrolífero que comprende un cemento y el producto final de la reivindicación 41.
51. La composición de fluido de perforación que comprende el producto final de la reivindicación 41.
52. La composición de fluido de completación en el campo petrolífero que comprende el producto final de la reivindicación 41.
53. Un proceso que comprende (A) hacer reaccionar un monómero que contiene la funcionalidad del ácido carboxílico y un compuesto del monómero que contiene sulfonato por un tiempo suficiente y en una temperatura suficiente para formar un producto intermedio y luego (B) hacer reaccionar el producto intermedio con una cantidad suficiente de un compuesto alilalquilenéter sustituido y acrilamida o acrilamida sustituida en una temperatura suficiente y por un tiempo suficiente para formar el producto final .
54. El proceso de la reivindicación 53, en donde la etapa (A) además comprende la adición de un agente de reticulación seleccionada del grupo que consiste de metilenbis (met ) acrilamida, di (met ) acrilato de polietilenglicol, hidroxiacrilamida, alilglicidiléter, y acrilato de glicidilo.
55. El proceso de la reivindicación 53, en donde la acrilamida sustituida es N-alquilacrilamida .
56. El proceso de la reivindicación 53, en donde N-alquilacrilamida se selecciona del grupo que consiste de N-metacrilamida, N-isopropilacrilamida, N-butilacrilamida, N,N-dimetilacrilamida, y N-hidroximetilacrilamida .
57. El proceso de la reivindicación 53, en donde el sulfonato que contiene el monómero comprende el ácido 2~ ac ilamido-2-metilpropansulfónico .
58. El proceso de la reivindicación 53, en donde el compuesto alilalquilenéter sustituido se selecciona del grupo que consiste de 3-aliloxihidroxipropanfosfato, 3-aliloxihidroxipropansulfonato, y 3-aliloxihidroxipropanfosfito .
59. El proceso de la reivindicación 53, en donde el alilalquilenéter sustituido es 3-aliloxihidroxipropansul- fonato ·
60. El proceso de la reivindicación 53, en donde el monómero se selecciona del grupo que consiste de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, y ácido citracónico .
61. El proceso de la reivindicación 60, en donde el monómero es ácido acrílico.
62. La composición de cementación en el campo petrolífero que comprende el producto final de la reivindicación 53.
63. La composición de fluido de perforación que comprende el producto final de la reivindicación 53.
64. La composición de fluido de completación que comprende el producto final de la reivindicación 53. 65. La composición de cementación en el campo petrolífero que comprende un cemento y el producto final de la reivindicación 53.
65. La composición de fluido de perforación que comprende el producto final de la reivindicación 52.
66. La composición de fluido de completación del campo petrolífero que comprende el producto final de la reivindicación 52.
67. La composición de la reivindicación 22, en donde el copolímero tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 50,000 a aproximadamente 3,000,000.
68. La composición de la reivindicación 67, en donde el copolímero tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 100,000 a aproximadamente 1,500,000.
69. La composición de la reivindicación 68, en donde el copolímero tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 140,000 a aproximadamente 1,000,000.
70. El método de la reivindicación 25, en donde la composición del copolímero se mezcla con un polisacárido .
71. El método de la reivindicación 70, en donde el polisacárido se selecciona del grupo que consiste de los compuestos de éter celulosa, almidón y derivados de almidón, guar y derivados de guar, y mezclas de los mismos .
72. El método de la reivindicación 71, en donde los compuestos de éter de celulosa se seleccionan del grupo que consiste de hidroxietilcelulosa, hidroxietilcelulosa catiónica, metilcelulosa, metilhidroxietilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, carboximetilcelulosa y mezclas de los mismos.
73. El método de la reivindicación 71, en donde el almidón y derivados de almidón se seleccionan del grupo que consiste de almidón lineal, almidón pregelatinizado, almidón catiónico, almidón de butadieno-estireno, carboximetilalmidón, hidroxipropilalmidón, hidroxietilalmidón y mezclas de los mismos.
74. El método de la reivindicación 71, en donde el guar y derivados guar se seleccionan del grupo que consiste de guar lineal, carboximetilguar, hidroxipropilguar, carboximetilhidroxipropilguar, guar catiónico y mezclas de los mismos.