NO821261L - Leirestabilisering ved sementeringsoperasjoner i olje- og gassbroenner. - Google Patents
Leirestabilisering ved sementeringsoperasjoner i olje- og gassbroenner.Info
- Publication number
- NO821261L NO821261L NO821261A NO821261A NO821261L NO 821261 L NO821261 L NO 821261L NO 821261 A NO821261 A NO 821261A NO 821261 A NO821261 A NO 821261A NO 821261 L NO821261 L NO 821261L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- polymer
- groups
- carbon atoms
- nitrogen
- organic
- Prior art date
Links
- 239000004927 clay Substances 0.000 title claims description 41
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title description 8
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title description 8
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 127
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 38
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 35
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 34
- -1 methacrylamido-4,8-dimethyl-4,8- diaza-6-hydroxy-nonamethylene Chemical group 0.000 claims description 34
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 28
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 26
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 25
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 25
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims description 24
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 23
- 150000001450 anions Chemical group 0.000 claims description 22
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 20
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 18
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 16
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 11
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 8
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 8
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 7
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 claims description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 5
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 4
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 4
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ULTHEAFYOOPTTB-UHFFFAOYSA-N 1,4-dibromobutane Chemical compound BrCCCCBr ULTHEAFYOOPTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KJDRSWPQXHESDQ-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobutane Chemical compound ClCCCCCl KJDRSWPQXHESDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HZONRRHNQILCNO-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2h-pyridine Chemical compound CN1CC=CC=C1 HZONRRHNQILCNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XWQUHCQRBCOCAA-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(diethylamino)ethyl]phenyl]-n,n-diethylethanamine Chemical compound CCN(CC)CCC1=CC=C(CCN(CC)CC)C=C1 XWQUHCQRBCOCAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AUGHIHYKUVKATF-UHFFFAOYSA-N 4-(3-chloropropyl)pyridine Chemical compound ClCCCC1=CC=NC=C1 AUGHIHYKUVKATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PVMNPAUTCMBOMO-UHFFFAOYSA-N 4-chloropyridine Chemical compound ClC1=CC=NC=C1 PVMNPAUTCMBOMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethyl)-4-[4-(chloromethyl)phenyl]benzene Chemical group C1=CC(CCl)=CC=C1C1=CC=C(CCl)C=C1 INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BIOCRZSYHQYVSG-UHFFFAOYSA-N 2-(4-ethenylphenyl)-n,n-diethylethanamine Chemical compound CCN(CC)CCC1=CC=C(C=C)C=C1 BIOCRZSYHQYVSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- AJWDVSJQPIRAKK-UHFFFAOYSA-N 4-ethenyl-1-methylpyridin-1-ium Chemical compound C[N+]1=CC=C(C=C)C=C1 AJWDVSJQPIRAKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- PPJWCUOWPVSSSW-UHFFFAOYSA-N N,N,N-Trimethylethenaminium Chemical compound C[N+](C)(C)C=C PPJWCUOWPVSSSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RUYKUXOULSOEPZ-UHFFFAOYSA-N [2-hydroxy-3-(2-methylprop-2-enoyloxy)propyl]-trimethylazanium Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(O)C[N+](C)(C)C RUYKUXOULSOEPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims 1
- IECBBMDOAWXGJA-UHFFFAOYSA-N dimethyl(2-prop-2-enoyloxyethyl)sulfanium Chemical compound C[S+](C)CCOC(=O)C=C IECBBMDOAWXGJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- DJZBBNTWXXOCDV-UHFFFAOYSA-O dimethyl-[(prop-2-enoylamino)methyl]-propylazanium Chemical compound CCC[N+](C)(C)CNC(=O)C=C DJZBBNTWXXOCDV-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- YIOJGTBNHQAVBO-UHFFFAOYSA-N dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium Chemical compound C=CC[N+](C)(C)CC=C YIOJGTBNHQAVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- CPCDDGQCZOPOGY-UHFFFAOYSA-N tributyl(oxiran-2-ylmethyl)phosphanium Chemical compound CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CC1CO1 CPCDDGQCZOPOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920002851 polycationic polymer Polymers 0.000 abstract description 15
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 33
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 26
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 16
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 16
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 8
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 8
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 8
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 7
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 7
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 4
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 3
- 229920000209 Hexadimethrine bromide Polymers 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 229920003090 carboxymethyl hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004419 alkynylene group Chemical group 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical group 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 2
- QEFMDEFYYCMJPY-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethyl)-2-phenylbenzene Chemical group ClCC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 QEFMDEFYYCMJPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229930194542 Keto Natural products 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N [(1r,2s,4r,5r)-3-hydroxy-4-(4-methylphenyl)sulfonyloxy-6,8-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-yl] 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)O[C@H]1C(O)[C@@H](OS(=O)(=O)C=2C=CC(C)=CC=2)[C@@H]2OC[C@H]1O2 NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001449 anionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002837 carbocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- IBAHLNWTOIHLKE-UHFFFAOYSA-N cyano cyanate Chemical compound N#COC#N IBAHLNWTOIHLKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N dialuminum dipotassium disodium dioxosilane iron(3+) oxocalcium oxomagnesium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[Fe+3].[Fe+3].O=[Mg].O=[Ca].O=[Si]=O SHFGJEQAOUMGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAGDKYOXOAZKPI-UHFFFAOYSA-M dimethyl(2-prop-2-enoyloxyethyl)sulfanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[S+](C)CCOC(=O)C=C JAGDKYOXOAZKPI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910001412 inorganic anion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J kaolinite Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 description 1
- 229940050906 magnesium chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 150000002891 organic anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O sulfonium Chemical compound [SH3+] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- XOASYEPRPKFCLP-UHFFFAOYSA-M tributyl(oxiran-2-ylmethyl)phosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CC1CO1 XOASYEPRPKFCLP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VZTGWJFIMGVKSN-UHFFFAOYSA-O trimethyl-[3-(2-methylprop-2-enoylamino)propyl]azanium Chemical compound CC(=C)C(=O)NCCC[N+](C)(C)C VZTGWJFIMGVKSN-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
- C09K8/487—Fluid loss control additives; Additives for reducing or preventing circulation loss
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/003—Phosphorus-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/16—Sulfur-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/607—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation specially adapted for clay formations
- C09K8/608—Polymer compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/46—Water-loss or fluid-loss reducers, hygroscopic or hydrophilic agents, water retention agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
En fremgangsmåte for behandling av en sone inntil en underjordisk formasjon med en vandig sementsammensetning hvor man får minimal skade på formasjonens permeabilitet av filtratet fra nevnte sammensetning,ved at nevnte sammensetning blandes med minst en polykationisk polymer som har en molekylvekt fra 400 til 6.000.000 før man behandler nevnte formasjon.
Description
Foreliggende oppfinnelse angår forbedrede sementsammensetninger og deres anvendelse ved sementoperasjoner, da spe-
sielt for sementering av olje- og gassbrønner som gjennom-trenger underjordiske formasjoner. Spesielt angår oppfinnelsen bruken av additiver for å redusere skader på permea-biliteten som forårsakes av væske som tapes fra sement-sammensetningen og trenger inn i den underjordiske formasjonen. Mer spesielt angår oppfinnelsen bruken av visse kationiske og organiske polymerer som leirestabilisatorer i sementsammensetninger for å redusere permeabilitetsskader som forårsakes av leiresvelling og nedbrytning av leire-partikler og deres vandring på grunn av at formasjonen fylles av væske som tapes fra sementsuspensjonen. Når den sistnevnte væsken inneholder en kationisk, organisk polymer som funksjonerer som en leirestabilisator, så
hindrer man leiresvellingen og nedbrytningen av leire-partiklene. Dette hindrer en reduksjon i formasjonens permeabilitet og et etterfølgende tap i produktivitet.
Polymersammensetninger har lenge vært brukt som additiver
til sementsammensetninger for å redusere vanntap. Således beskriver US patentene 3.943.996 og 3.931.096 bruken av metakrylamidopropyltrimetylammoniumpolymerer for å redu-
sere væsketap fra vandige sementsuspensjoner. US patent nr. 2.614.998 beskriver bruken av alkalimetallsalter av delvis hydrolyserte akrylamidpolymerer og av polyakryl-
syrer som væsketapsadditiver for sementsammensetninger.
US patentene 3.491.049 og 3.511.314 beskriver bruken av polyalkylen-polyaminer, polyalkyleniminer og reaksjons-produkter ved en reaksjon mellom disse polymerer og sure forbindelser, som væsketapsadditiver for vandige sement-suspens joner . I US patent 3.359.225 er det beskrevet bruken av polyvinylpyrrolidon for å hindre et utskillelse av fritt vann fra sementsuspensjoner. Ytterligere refe-
ranser er angitt i de etterfølgende US patenter:
3.856.088, 4.012,327, 3.242.986, 3.271.307, 3.287.145, 3.500.929, 2.745.815, 3.878.895, 3.923.100, 3.254.719, 3.407.878, 3.979.304, 3.979.305, 3.998.773, 4.024.918.
I de ovenfor beskrevne fremgangsmåter så er det angitt at væsketapsadditivet reduserer volum av den væske som tapes fra sementsuspensjonen til formasjonen, men disse fremgangsmåter og additiver eliminerer ikke fullstendig væsketapet. Det at det trenger inn i formasjonen et fremmed vann kan gjøre at man får leireoppsvelling og/eller leire-nedbrytning og vandring av fine partikler. Begge disse prosesser kan frembringe en partiell eller delvis blok-kering av de kapillære strømkanaler og derved får man en signifikant reduksjon av hydrokarbonproduktiviteten i en olje- eller gassbærende formasjon. McLaughlin et al beskriver i detalj mekanismen ved leirefrembragte permeabilitetsskader og den type leirer man kan møte i underjordiske formasjoner, en artikkel med tittelen- "Aqueous Polymers for Treating Clay in Oil and Gas Producing Formations", SPE Paper No. 6008 gitt ved den SPE 51st Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, 3-6 oktober 1976 (denne artikkel inngår her som en refe-ranse) .
Tidligere kjente fremgangsmåter og additiver for leirestabilisering er beskrevet i de ovenfor angitte referanser og i de etterfølgende. Andre tidligere kjente fremgangsmåter og additiver er blant annet gitt i de etterfølgende US patenter: 1 - 24. 2.761.843, 2.801.984, 2.801.985, 2.940,729, 3.334.689, 3.382.924, 3.419.072, 3.422.890, 3.483.923, 3.494.965, 3.578.781, 3.603.399, 3.625.684, 3.660.431, 3.666.810, 3.738.437, 3.741.307, 3.827.495, 3.827.500, 3.833.718, 3.974.220, 4.069.365, 4.073.763, 4.158.521. 25. Barkman, J.H., Abrams, A.,Darley, H.C.H.&Hill, H.J., "An Oil Coating Process to Stabilize Clays in Fresh Water Flooding Operations," SPE-4786, SPE of AIME Symposium on Formation Damage Control, New Orleans, La.
7.-8. februar 1974.
26. Coppel, Claude E., Jennings, Harley X.&Redd, M.G., "F.ield Results From Wells Treated with Hydroxy-Aluminum,"
JOURNAL OF PETROLEUM TECHNOLOGY (sept. 1973) pp. 1108-1112. 27. Graham, John W., Monoghan, P.H.&Osoba, J.S., "Influence Hydraulically Fractured Oil Wells",
PETROLEUM TRANSACTIONS, AIME, vol. 216 (1959).
28. Hower, Wayne F., "Influence of Clays on the Production of Hydrocarbons", SPE-4785, SPE of AIME Symposium on Formation Damage Control, New Orleans, La., 7.-8.
februar 1974.
29. Hower, Wayne F., "Adsorption of Surfactants on Mont-morillonite", CLAYS AND CLAY MINERALS, Pergamon Press
(1970) vol. 18, pp. 97-105. 30. Hoover, M.F.&Butler, G.B., "Recent Advances in Ion-Containing Polymers", J. POLYMER SCI, Symposium No. 45,
1-37 (1974).
31 Jackson, Kern C., TEXTBOOK OF LITHOLOGY, McGraw-Hill Book Company (1970) (Library of Congress Catalogue
Card No. 72-95810) pp. 95-103. 32. Theng, B.K.G., THE CHEMISTRY OF CLAY-ORGANIC REACTIONS,
John Wiley&Sons (1974) (Library of Congress Catalog
Card No. 74-12524) pp. 1-16. 33. Veley, C.D., "How Hydrolyzable Metal Ions Stabilize Clays To Prevent permeability Reduction", SPE-2188, 43rd Annual Fall Meeting of SPE of AIME, Houston,
Texas (29. september - 2. oktober 1968).
34. Milchem Incorporated, "Milchem's SHALE-TROL.
Sticky Shale Can't Stop You Anymore", DF-5-75 IM.
35. Chemergy Corporation, "Maintain Maximum Production With PermaFIX and PermaFLO Treatments for
CLAY/FINE and SAND CONTROL".
36. Williams, L.H. and Underdown, D.R., "New Polymer Offers Permanent Clay Stabilization Treatment",
SPE Papér No. 8797 presented at the SPE of AIME
Fourth Symposium on Formation Damage Control, Bakersfield,
Ca., 28.-29. januar 1980.
37. Young, B.M., McLaughlin, H.C. and Borchardt, J.K., "Clay Stabilization Agents - Their Effectiveness in High Temperature Steam", J. Petroleum Technology,
3_2, 2121 (1980) .
Bruken av kationiske organiske polymerer som leirestabilisatorer er velkjent. McLaughlin et al (SPE 6008) beskriver bruken av kationiske organiske polymerleirestabilisa-torer ved en gruspakking, hydraulisk oppbrytning, surgjør-ing, sandkonsolidering og perforeringsoperasjoner så vel som i produksjonsbrønner før man begynner med vannproduk-sjon, dessuten i vanninjeksjonsbrønner og i luft eller gass eller forstøvnings- eller skumboring og ved kjemisk inji-sering. US patent nr. 4.158.521 beskriver bruken av dimetylamin-epiklorhydrin-sampolymerer ved perforerings- og brønn-stimuleringsoperasjoner. Young, McLaughlin og Borchardt (J. Petroleum Technology, 32, 2121 (1980)) beskriver bruken av kationiske, organiske polymer-leirestabilisatorer i dampinj eksjonsbrønner.
Theng har angitt at leire er sammensatt av krystallinske mineraler som har en lagdelt struktur bestående av flak hvor silisiumdioksyd Si(0,OH)^-tetrahedra er forbundet med M»(OH) ,-oktahedra, hvor M er enten et divalent
+2+2+
(f.eks. Mg , Ca , etc.) eller et trivalent (f.eks. Al 3)-metallkation. Kondensasjon i et l:l-forhold gir opphav til leiretyper såsom kaolinitt med følgende generelle lagformel: M2-3Si2°5^0H^4"Kondensasjon i et 2:l-forhold gir opphav til leiretyper såsom smektitt som har følgende generelle lagformel M2_3Si4°io^0H^2 *
Typisk blir portland sement fremstilt av to deler knust kalksten og/eller østersskall og/eller mergel samt en del pulverisert leire og/eller skifer eller jernmalm. De kjemiske forbindelser som finnes i portland sement er angitt nedenfor:
Kjemiske forbindelser som finnes i Portland sement.
Denne tabell er tatt fra ASTM standard, del III, American Society for Testing Materials, Philadelphia, Pa. (1970).
Sammensetninger og egenskaper for API-klassene av Portland sement er gitt nedenfor: Typisk sammensetning og egenskaper for API-klasser av Portland sement
Denne tabell er tatt fra "Specifications for Oil-Well Cements and Cement Additives", API standard 10A, 19. utgave, API, New York (1974).
Både leirer og sementer inneholder silisiumdioksyd og aluminiumoksydmineraler. McLaughlin angir at når en kationisk, organisk polymer blir eksponert overfor en leiroverflate, så får man en adsorpsjon på leiren nesten øyeblikkelig. McLaughlin og medarbeidere understreket også at behandlingsoppløsningen inneholdende den kationiske organiske polymeren burde være klar, dvs. at den ikke burde inneholde suspenderte, faste stoffer som kunne adsorberer. den kationiske polymeren.
Det er derfor overraskende at når en sementsammensetning blir hydratisert med en oppløsning inneholdende mindre enn 1% (i forhold til vekten av tørrsementen) av en kationisk, organisk polymerleirestabilisator, så er konsentrasjonen av leir estabilisatoren i filtratet eller væsken som tapes fra sementsuspensjonen og over i formasjonen tilstrekkelig til å stabilisere de leirer som kommer i kontakt med denne væsken, hvorved man hindrer permeabilitetsskade i formasjonen og et etterfølgende tap av hydrokarbonproduktivitet så vel som inaktivitet; eller med andre ord, en betydelig mengde av den kationiske polymeren ble ikke adsorbert på
de faste sementpartiklene, men snarere tvert imot, det blir tilstrekkelig konsentrasjon av kationiske polymer i den vandige fase av suspensjonen og det tapte filtratet til at man effektivt får behandlet leiren i den tilstøt-ende formasjonen.
Den kationiske, organiske polymerleirestabilisatoren er forenelig med andre væsketapsadditiver, forsinkere, aksele-ratorer og andre additiver som ofte brukes i sementsuspensjoner. Foreneligheten for den kationiske, organiske polymer må imidlertid bestemmes individuelt med hvert enkelt additivt. Den kationiske, organiske polymer vil vanligvis være uforenelig med additiver som inneholder anioniske grupper såsom i vesentlig hydrolyserte polyakrylamider eller polyakrylsyre som ofte brukes for å redusere væsketap fra suspensjoner til tilstøtende permeable soner,
eller lignosulfonater som ofte brukes for å forsinke herdingen av sementen.
Den gruppe kationiske polymerer som brukes i blandinger ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter organiske vann-oppløselige polymerer med det kationiske radikal, som kan være en gruppe eller et atom såsom et nitrogen-, fosfor-eller svovelatom, plassert i selve polymer kjeden, i en tilhengt del av kjeden eller i en sidegren, sammen med andre radikaler, atomer eller grupper som gjør atomet kationisk. Den kationiske polymeren har fortrinnsvis minst et kationisk atom for hver repeterende monomerisk eller polymerisk enhet, men konsentrasjonen av kationiske atomer kan imidlertid være lavere. Polymer enheter inneholdende kationiske atomer kan være vilkårlig skilt av den samme type polymerisk enhet hvor det tilsvarende atom ikke er kationisk eller ved forskjellig polymeriske enheter. Dette betyr at nitrogen-, fosfor- eller svovel-atomet trenger ikke åvvære kationisk i visse polymerenheter, og den kationiske polymeren kan være en sampoly-mer med mer enn en type eller med tallrike typer av polymeriske enheter forbundet i et vilkårlig mønster, i blok-ker av regulært eller vilkårlig mønster eller med et visst regelmessig mønster gjennom hele polymer kjeden. Slike sampolymerer inneholder typisk 2 eller flere, f.eks. fra 2 til 6 forskjellige typer av polymer enheter. De kan fremstilles ved at man polymer iser er blandinger av monomerenheter, blandinger av prepolymermolekyler eller blandinger av disse. Sampolymerer kan også fremstilles ved modifikasjon, substitusjon eller reaksjon mellom forene-lige substituenter eller visse polymer enheter etter at polymer kjeden er dannet. Den ovenfor beskrevne type av kationiske polymerer vil i det etterfølgende bli betegnet som en i alt vesentlig lineær, organisk, kationisk polymer.
I fremgangsmåter hvor man fyller, lukker eller sementerer ifølge foreliggende oppfinnelse vil den organiske poly- . kationiske polymeren normalt være vannoppløselig, og kan tilsettes sementsuspensjonen på en rekke forskjellige måter. Den organiske polymeren kan sprøytes på eller tørrblandes med tørr sement før, sammen med eller etter at man har tilsatt andre tørre ingredienser. Den organiske polymer kan også tilsettes som et tørt partikkel-formet materiale, men blir vanligvis anvendt som et vandig konsentrat. Hvis polymeren tilsettes tørrsementen som et vandig konsentrat eller konsentrat i et annet opp- løsningsmiddel, så bør den sprøytes på eller blandes skikkelig med de tørre ingrediensene og en eventuell tilsatt vannmengde bør være så liten som mulig for å hindre for tidlig hydratasjon eller reaksjon med sementen. Den organiske polymeren kan også blandes med det vann som brukes for å fremstille sementsuspensjonen enten alene eller sammen med andre additiver. Polymeren kan også tilsettes sementsuspensjonen etter at den er blandet.
Den organiske polymeren brukes fortrinnsvis i sementsuspensjonen i konsentrasjoner på fra 0,1-20 vekt-% av tørr-sementen. Konsentrasjonen er fortrinnsvis minst 1,0 vekt-% av tørrsementen, men kan være høyere. Den maksimale konsentrasjonen vil være avhengig av økonomi og den grad av leirestabilisering som er ønskelig. Konsentrasjonen av den organiske polymeren i sementsuspensjonsfiltratet bør være minst 0,1 vekt-% av filtratet. Denne konsentrasjonen styres av den opprinnelige konsentrasjonen av polymer i suspensjonen og den mengde som absorberes på sementen og andre tilstedeværende forbindelser. Den ovennevnte mengde på minst 0,1% polymer i forhold til filtratets vekt som tapes fra suspensjonen, ansees å være en effektiv mengde av organisk polymer i den væske som brukes for å behandle den tilstøtende leireholdige formasjonen. Denne minimums-konsentrasjonen av organisk polymer i filtratet vil vanligvis tilsvare en minimumskonsentrasjon i den vandige sementsuspensjonen på ca. minst 0,3% eller mer av den vandige fase i sementsuspensjonen. Denne konsentrasjonen inkluderer ikke organisk polymer som irreversibelt har reagert med anioniske faste stoffer eller additiver i suspensjonen og ikke lenger er dispergert i den vandige væske eller filtratet og for behandling av leire i til-støtende formasjoner. En effektiv leirebehandlende evne ansees å være en behandling eller en behandlende konsentrasjon som hindrer en vesentlig reduksjon av permeabili-teten i en leireholdig formasjon som underkastes fyllings-prøver hvor man bruker saltvann og/eller ferskvann, spesielt etter behandling med en surgjørende væske. Dette betyr at den effektive leir estabilisering må bestemmes som mot-stand mot gjennomstrømning eller en reduksjon i permeabilitet under dynamiske betingelser og ikke bare ved såkalte flokkuleringsprøver, ettersom mange additiver kan brukes for utflokkulering av leirer, men ikke er effektive leirestabilisator er.
Den sement i hvilken de organiske polykationiske polymerer ifølge foreliggende oppfinnelse kan brukes, er vanligvis uorganiske sementer av type som Portland sement, silikat-sement, aluminatsement og blandinger av disse og lignende sementer. En foretrukken gruppe sement inneholder en betydelig mengde av Portland sement, og en slik gruppe vil i det etterfølgende bli betegnet som sement eller Portland sement. Betydelige mengder er her definert som minimum 25 vekt-% faste stoffer eller når fasen er definert, så vil en større mengde bety ca. 50 vekt-% eller mer av faste stoffer. Disse grupper av faste stoffer eller faser inkluderer ikke inerte eller relativt' inerte additiver såsom silisiumdioksyd, sand, perlitt, aske, vermikulitt, gel (leirer såsom bentonitt), montmorillonitt og lignende.
I visse tilfeller kan imidlertid slike additiver brukes
i kombinasjon med andre ingredienser for å gi et suppler-ende sementsystem, således kan f.eks. aske eller andre kilder for silisiumdioksyd og/eller aluminiumoksyd brukes sammen med kalksten for å fremstille en pozzolansement. Videre kan leiren og anioniske additiver reagere med den organiske, kationiske polymer, noe som krever spesiell behandling eller overskudd av organisk polymer.
En foretrukken gruppe kationiske polymerer ifølge foreliggende oppfinnelse inneholder en eller flere repeterende polymerenheter, uavhengig definert ved og inneholdende en vesentlig mengde av de følgende repeterende polymerenheter: hvor R"*" er et alifatisk, cykloalifatisk eller aromatisk radikal med fra 2-40 karbonatomer, eller et hydrogen-2 3 4
radikal. R , R og R er uavhengig av hverandre radikaler definert som R og inneholdende 0-6 karbonatomer og dessuten fra 0-2 heteroatomer eller radikaler definert som oksygen eller nitrogen. Z er et kation valgt fra gruppen bestående av nitrogen, fosfor eller svovel. X er et anion såsom et halogenid, nitrat, sulfat, bisulfat, karbonat, hydroksyd, borat, oksyd, azid, cyanariat eller fosfat for å balansere ladningen på kationene; m er et tall som sammen med valensen på X, er tilstrekkelig til å balansere den kationiske ladningen på polymer enhetene, og n er et tall som er lik tallet på de monomer- eller polymer enheter som er nødvendig til at man får en molekylvekt i området fra ca. 400 - 6.000.000. Antallet og arrangementet av R-gruppene og heteroatomene er slik at den kjemiske struktur og valensene gir en stabil polymer. Når f.eks. R<1>er cykloalifatisk, så kan Z og alle eller en del av de andre R-radikaler være i eller ikke være i polymerkjeden.
Når Z er svovel, så kan et av R-radikalene være fraværende eller to eller flere av R-radikalene kan ansees å være slått sammen.
R eller hydrokarbonradikalene kan være lineære, grenede eller cykloalifatiske radikaler, aromatiske radikaler,
et umettet hydrokarbonradikal inneholdende substituent-
radikaler såsom karbonyl, karboksyl, ester, halogenid, azo, amino, cyano, eter, merkapto, sulfonyl, nitro, keto, og lignende. R-radikalene kan også være mono- eller divalente og ha forskjellige forbindende eller terminale valenser.
Som antydet i ovennevnte formel, så vil de bindinger som forbinder de repeterende polymerenheter i kjeden være' ubestemte. Disse bindinger kan være forbundet gjennom en enkelt R-gruppe eller gjennom to forskjellige R-grupper, eller hvis R-gruppene er forbundet i en cyklisk struktur, så kan bindingene ansees å være forbindende gjennom alle R-gruppene i den repeterende polymer enheten.
En foretrukken gruppe polymerer har nesten alle eller iallfall hovedmengden av vilkårlige, regulære eller blokkrepeterende polymer enheter eller kombinasjoner av disse definert ved følgende formel:
hvor R"'" er en divalent lineær eller grenet alkylgruppe med fra 2-40 karbonatomer, fortrinnsvis 2-12 karbonatomer ; R<3>er hydrogen eller en lineær eller grenet alkylgruppe. med fra 1-6 karbonatomer, fortrinnsvis fra 1-3 karbon-4 .. 3
atomer, R er et radikal definert som R , men kan være forskjellig fra R 3; og Z, m og n er som definert ovenfor.
En annen foretrukken gruppe av kationiske polymerer har nesten alle de polymerrepeterende enheter definert ved en eller flere former av følgende formel:
hvor R"*" er alkylen, umettet alkylen, substituert alkylen, eller substituert umettet alkylen som danner en cyklisk hydrokarbonstruktur inneholdende kationet Z som definert ovenfor og fra 0-3 heteroatomer. Den heterocykliske hydrokarbonringen kan være alifatisk, olefinisk, aromatisk eller kombinasjoner av disse avhengig av graden av umettethet og substituenter. Substituentene kan være alkyl, alkenyl, alkynyl eller aryl med fra 0-6 substituent-grupper. Heteroatomet innbefatter fosfor eller svovel i vanlig kovalént, onium eller oksydert tilstand som fosfat eller sulfon. Nevnte atomer kan også innbefatte nitrogen, oksygen, hydroksyl, karbonyl eller kovalent halogen, men
3 4
disse er ikke direkte bundet til Z. R og R er uavhengig definert som ovenfor og fortrinnsvis inneholder hver R-gruppe fra 1-6 karbonatomer og fra 0-2 heterogrupper såsom oksygen eller nitrogen. Z, n og X^er som definert ovenfor.
En annen foretrukken gruppe av kationiske polymerer har en vesentlig del av de polymerrepeterende enheter definert ved en eller flere former med følgende formel:
hvor R"'"er alkylen, alkenylen, alkynylen, arylen eller kombinasjoner av disse i en i alt vesentlig lineær eller grenet konfigurasjon.R<1>kan inneholde fra 2-40 karbonatomer, 0-3 heteroatomer eller grupper og fra 0-10 sub- 2 3 4 stituenter som definert her. R , R og R er uavhengig definert som hydrogen eller alkyl, alkenyl, aryl eller kombinasjoner av disse med fra 1-40 karbonatomer, 0-3 heteroatomer eller grupper og fra 0-10 substituenter som definert her, bortsett fra at de ikke er i polymer kjeden. Den tilfestede bindingen mellom R og Z kan variere fra
en enkelt direkte binding til en gren med flere atomer mellom Z og polymerkjeden, såsom heteroatomet, bortsett fra at et heteroatom eller en gruppe ikke er bundet direkte til Z. Z, X, m og n er som definert ovenfor.
Eksempler på de kationiske polymerer slik dette begrepet er brukt her, innbefatter polymerer og sampolymerer som inneholder vesentlige deler av de polymer enheter som er illustrert her.
De organiske polykationiske polymerer ifølge foreliggende oppfinnelse kan vanligvis ansees å være kvaternære polymerer med nitrogen eller fosfor som de kvaternære eller kationiske atomer i en alifatisk, cykloalifatisk eller aromatisk kjede. Trivalent eller tertiært svovel kan erstatte de kvaternære nitrogen eller fosforatomer i polymerene. Forholdet kationisk atom til karbonatom ligger fortrinnsvis fra ca. 1:2 til 1:36, og molekylvekten er fortrinnsvis over ca. 400, fortrinnsvis over ca. 30.000. De organiske polykationiske polymerer er polare og derfor vanligvis oppløselige i polare oppløsningsmidler eller bærervæsker slik som vandige media.
Foretrukne organiske, polykationiske polymerer ifølge foreliggende oppfinnelse kan karakteriseres ved hjelp av følgende formler og eksempler.
hvor:
er et organisk alifatisk, cykloalifatisk eller aromatisk radikal med fra 2-40 karbonatomer eller et hydrogenradikal og når R^er cykloalifatisk, så kan Z, R£f R^
eller R^være i ringen;
R£, R^og R^er organiske radikaler definert som R^inneholdende fra 0-6 karbonatomer og fra 0-2 oksygen- eller nitrogenatomer, og når R^ er cykloalifatisk, så kan denne gruppen være i eller ikke være i den organiske, polykationiske polymerkjeden; og når
Z er svovel, så er R^ikke tilstede;
Z er et kation f.eks. avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel;
X er et anion såsom et halogenid, nitrat, sulfat, bisulfat, karbonat, hydroksyd, borat, oksyd, azid, cyanid, fosfat, etc.;
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nødvendig for å gi en molekylvekt i området fra ca. 400 - 6.000.000, fortrinnsvis minst ca. 1000 og fortrinnsvis over ca. 30.000; og
m er et tall som er lik det antall anioner som er nød-vendig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
De organiske eller hydrokarbonradikaler kan være lineære, grenet eller cykloalifatiske radikaler, aromatiske radikaler, umettede radikaler, substituerte radikaler eller kombinasjoner av disse. De organiske radikaler kan være homoalifatiske, eller heteroalifatiske, dvs. de kan eller ikke kan inneholde andre atomer såsom oksygen eller nitrogen. De organiske radikaler kan således være substituert eller usubstituert med alkyl, aryl eller kombinasjoner av disse, hvor hvert radikal har fra 0-40, fortrinnsvis fra 0-6 karbonatomer.
Den ovennevnte gruppe av organiske polykationiske polymerer kan oppdeles i følgende foretrukne undergrupper:
A. Ålkylpolykationiske polymerer
hvor
er en divalent, lineær eller grenet alkylgruppe med fra 2-40 karbonatomer, fortrinnsvis med fra 2-12 karbonatomer ;
R2forefinnes inne i R^,
R^er en normal eller grenet alkylgruppe eller hydrogen med fra 0-6 karbonatomer, fortrinnsvis med 1-3 karbonatomer ,
R4er et radikal definert som R^, lik eller forskjellig med R^/f.eks. så kan R^ være metyl og R^er propyl;
når Z er svovel, så er R^ikke tilstede;
Z er et kation, f.eks. avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel;
X er et anion såsom et halogenid, nitrat, sulfat, hydroksyd etc.,
n er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nød-vendig for å gi en molekylvekt i området fra ca. 1500 - 6.000.000; og
m er et tall som er lik det antall anioner som er nødven-dig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
I den ovennevnte undergruppe er den foretrukne molekylvekt opptil 3.000.000, da spesielt fra ca. 40.000 eller fra ca. 80.000 for å få minimumsviskositet, og mellom 100.000 og 3.000.000 for å oppnå vandige oppløsninger av polymerene med høyere viskositet. En foretrukken gruppe av denne undergruppen når Z er nitrogen, er en forbindelse hvor minst en av gruppene R^og R^ikke er hydrogen, metyl, etyl eller propyl.
B. Heteroalifatiske polykationiske polymerer
hvor :
R^er aryl, alkyl, arylalkyl, alkylaryl, alkenyl eller kombinasjoner av disse. Når R^ er en alkylgruppe, så kan den inneholde eller være tilfestet et eller flere heteroatomer eller grupper. Når R, er en aryl- eller alkylarylgruppe, så kan den inneholde eller være tilfestet et eller flere heteroatomer eller grupper. R^kan være en normal-hetero-alkylgruppe eller den kan være grenet gjennom heteroatomene eller gruppene. Heteroatomene eller gruppene kan være etyleniske (CH=CH-), acetyleniske {- C=C-)' r aryl eller nitrogen, fosfor eller svovel i vanlig kovalent binding, delvis oksydert, f.eks. sulfon, eller i oniumtilstanden, andre heteroatomer eller grupper kan være oksygen, hydroksyl, karbonyl eller kovalent halogen. Med unntak av etylenisk eller aryl,
så kan heteroatomet eller grupper ikke være bundet direkte til Z.
R2 er en usubstituert alkylgruppe og definert som R^, men trenger ikke nødvendigvis være identisk med R^. R£ kan inngå i R^.
R^ kan være en alkylgruppe med fra 1-6 karbonatomer, hydrogen eller det kan være definert som en monovalent form av R^, men trenger ikke nødvendigvis å være identisk med R^.
R4 kan være definert som R^, men kan være forskjellig fra denne. R^er ikke tilstede når Z er svovel. Z er et kation avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel.
X er et anion såsom et halogenid, nitrat, sulfat, hydroksyd etc.
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i poly-
meren som er nødvendig for å få en polymer med en molekylvekt varierende fra 400 - 6.000.000.
m er et tall som er lik det antall anioner som er nødven-dig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
Polymeren kan være grenet gjennom R , R^, R^ eller R^på en slik måte at hovedpolymerkjeden blir sammensatt vilkårlig og R^, R2, R^og R^kan være vilkårlig plassert omkring enhver spesiell Z-gruppe. Et foretrukket molekylvektsområde er fra ca. 15.000 - 800.000.
En typisk grenet polymer er vist som følger:
hvor anionene er utelatt for å gi større klarhet. C. Polykationiske polymerer inneholdende ringer
R^er alkylen, umettet alkylen, substituert alkylen eller substituert umettet alkylen som danner en heterocyklisk ring som innbefatter Z. Den heterocykliske ringen kan være alifatisk, olefinisk eller aromatisk avhengig av umettethetsgraden. Substituenter kan være alkyl, alkenyl, alkynyl eller arylgrener eller substituentene kan være heteroatomer eller heterogrupper som forefinnes i ringen, være tilfestet ringen eller festet til grenene. Heteroatomer eller gruppene kan være fosfor eller svovel (i vanlig kovalent, onium eller oksydert tilstand, f.eks.
som fosfat eller sulfon), nitrogen, oksygen, hydroksyl, karbonyl eller kovalent halogen, dog med den begrensning at heteroatomet eller gruppen ikke er bundet direkte til
Z.
R2inngår i R^.
R^er et hydrogenradikal eller et organisk radikal inneholdende 1-6 karbonatomer og fra 0-2 oksygen- eller nitrogenatomer. I forbindelse med visse arylpolykationiske polymerer, hvor monomerenheten er bundet gjennom Z og ellers på arylgruppen, så kan R^ være fraværende.
R^er definert som R^, men kan være forskjellig fra denne. Når Z er svovel, så er R^fraværende.
Z er et kation, f.eks. avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel.
X er et anion såsom et halogenid, nitrat, sulfat, hydroksyd, etc.
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nødvendig for å gi en polymer med en molekylvekt varierende fra 400 - 6.000.000.
m er et tall som er lik det antall anioner som er nødven-dig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
Bindinger inneholdende monomerenheter kan være gjennom Z, andre heteroatomer, R^(1 eller 2 posisjoner) eller grenet på R^. Et foretrukket molekylvektsområde er fra 1500 - 800.000.
D. Tilfestede polykationiske polymerer
hvor :
kan være alkylen, alkenylen, alkynylen, arylen og bindinger eller grener av disse kombinasjoner. R^ kan inneholde heteroatomer eller grupper i den tilfestede bindingen, på selve grenene, eller i polymerkjeden. Heteroatomene eller gruppene kan være fosfor eller svovel (i vanlig kovalent, onium eller delvis oksydert tilstand, f.eks. sulfon), nitrogen, oksygen, hydroksyl, karbonyl eller kovalent halogen, med den begrensning at heteroatomet eller gruppen ikke er bundet direkte til Z. Den tilfestede bindingen kan variere fra en enkel binding til en gren av R^som kan være flere atomer lang og som forbinder Z med polymerkjeden.
R^, R^ og R^kan være alkyl, alkenyl, aryl eller kombinasjoner av disse eller kan være hydrogen, bortsett fra at i motsetning til R^ikke er i polymerkjeden. Når R^er aryl og innbefatter Z i en heterocyklisk ring og/eller når Z er svovel, så er R^eller R^ikke tilstede.
Z er et kation avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel.
I en foretrukken gruppe er maksimalt to av de tre R-gruppene hydrogen. I en annen foretrukken gruppe er slik at når R2er aryl og inneholder nitrogen, så har arylgruppen minst en substituent eller inneholder et annet héteroatom eller gruppe.
X er et anion såsom et halogenid, nitrat, sulfat, hydroksyd etc.
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nødvendig for å få en polymer med en mole-
kylvekt fra 400 - 6.000.000.
m er et tall som er lik det antall anioner som er nødvendig for å opprettholde nøytralitet.
Et foretrukket molekylvektsområde er fra 1500 - 800.000.
Det følgende er eksempler på foretrukne polykationiske polymergrupper med repeterende enheter av den typen som er vist nedenfor.
(1) Hvor Z er svovel, en sulfoniumpolymer
og et eksempel er avledet fra monomeren
H2C=CHC02CH2CH2S<+>(CH-j) 2C1~ , poly (2-akryloksyetyldimetyl-sulfoniumklorid);
R, = 2-akryloksyetyl, R2= metyl, R^= metyl,
R^= ikke-eksisterende og X = klorid;
Den ovennevnte formel og R-gruppene viser en polymer hvor R-gruppene er forskjellig fra hydrogen.
(2) hvor Z er fosfor, en fosfoniumpolymer
og som eksempel en monomer som
glycidyltr ibutylfosfoniumklorid;
= glycidyl, R2= butyl, R 3 = butyl, R^= butyl og X = klorid.
Det ovennevnte eksempel viser en polymer hvor kationet Z er tilfestet og ikke i polymerkjeden, og hvor minst tre av R-gruppene er identiske. (3) Hvor Z er nitrogen, kvaternære ammoniumpolymererj (3a) en integrert alkyl-kvaternær polymer:
en poly(dimetyletylenammoniumklorid)polymer:
1,5-dimety1-1,5-d iazaundekametylenpolymetobromidpolymer:
en polymer som er et kondensasjonsprodukt av l,4-bis(2-dietylaminoetyl)benzen og 1,4-dibrombutan:
en polymer som er et kondensasjonsprodukt av dimetylamin og epiklorhydrin:
kondensasjonsprodukt av 1,3-bis[3-(dimetylamin)propyl]urea og 4,4<1->bis(klormetyl)bifenyl.
Polyntereksempel:
kondensasjonsproduktet av N,N,N',N'-tetrametyletylendiamin og 1,4-diklorbutan;
De ovennevnte eksempler viser polymerer hvor R-gruppene ikke er hydrogen, hvor kationet Z er i polymer kjeden og i det annet eksempel også i en av R-gruppene; hvor to av R-gruppene er identiske mens de to andre er forskjellige; og hvor minst to av R-gruppene er lineære, alifatiske radikaler med ikke mer enn en og/eller to forskjellige radikaler i polymer kjeden.
(3b) Integral kvaternær i cyklisk ring
eksempel:
kondensasjonsproduktet av 4-klorpyridin; (3c) integral alkyl, aryl-kvaternær, eksempel: kondensasjonsproduktet av 1-(4-pyridyl)-3-klorpropan; et annet eksempel:
kondensasjonsproduktet av pyrazin og 1,2-etylendiklorid. De ovennevnte eksempler viser polymerer med en eller flere kationiske Z-grupper i polymer kjeden og i et aromatisk radikal som også er i polymer kjeden med to forskjellige R-radikaler som også forefinnes i polymerkjeden. Disse eksempler viser således heterocykliske, aromatiske og lineære R-grupper som forefinnes i polymer kjeden.
(3d) Tilfestet alkyl-kvaternær,
eksempel:
poly(vinyltr imetylammonium-metylsulfat)
Dette eksempel viser en polymer med et tilfestet kationisk Z-radikal og tilfestede R-grupper som er de samme, men forskjellig fra den R-gruppen som forefinnes i polymerkjeden, således at Z og tre av R-gruppene ikke forefinnes i polymerkjeden.
(3e) Tilfestet kvaternær, -cyklisk tilfestning,
eksempel:
Dette eksempel viser en polymer med aromatiske og hetero-radikaler i polymerkjeden, et tilfestet kationisk Z-radikal og tre R-grupper som er alifatiske og forskjellige fra hydrogen og ikke i polymerkjeden.
(3f) Tilfestet kvaternær på karbocyklisk ring,
eksempel:
poly(vinyl-4-benzyltr imetylammoniumklor id) eksempel:
poly[4-(2-(dietylamino)etyl)styren]
(3g) Tilfestet kvaternær nitrogen på en polymetakrylat-kjede, eksempel:
metakrylamido-4,8-dimetyl-4,8-diaza-6-hydroksynonametylen-polymetoklorid. eksempel:
poly(3-metakryloksy-2-hydroksypropyltrimetylammoniumklorid);
Det ovennevnte eksempel viser forskjellige R-grupper hvorav en finnes i polymerkjeden og tre alifatiske R-grupper hvorav en inneholder en kationisk Z-gruppe og heteroatomer som ikke er i polymerkjeden.
Et annet eksempel:
poly(akrylamido-3-propyltrimetylammoniumklorid); dette eksempel viser en polymer med tilfestede R-grupper og kationer som ikke er i polymerkjeden, alifatiske R-grupper hvorav en finnes i polymerkjeden og en tilfestet gruppe inneholdende heteroatomer og mer enn en Z-gruppe. (3h) Kvaternær nitrogen i tilfestet heterocyklisk ring, eksempel:
Poly(4-vinyl-N-metylpyridiniumjodid);
Den ovennevnte formel viser en polymer med en tilfestet heteroaromatisk radikal som også er et kationisk radikal og som ikke finnes i den organiske polykationiske polymerkjeden. Et annet eksempel på denne type polymer er kon-densas jonsproduktet av epiklorhydrin og N-metylpyridin.
(3i) Heterocyklisk ring inneholdende kvaternært nitrogen, eksempel:
polymer av diallyldimetylammoniumklorid.
De ovennevnte formler viser et tilfestet Z-kation og tilfestet alifatiske R-grupper, hvorav minst to av R-gruppene har samme antall karbonatomer og hvor to av R-gruppene har samme antall karbonatomer og er lineære alifatiske radikaler i polymerkjeden. Formlene viser også heterocykliske alifatiske grupper i polymerkjeden som også har tilfestede deler.
De ovennevnte grupper og undergrupper av polykationiske polymerer kan i alt vesentlig være lineære eller grenede. Eksemplene (3a), (3b) og (3c) kan ansees å være i alt vesentlig lineære polymerer. Eksemplene (1), (2), (3d), (3e), (3f), (3g), (3h) og (3i) kan ansees å være grenede. Disse eksempler viser grening gjennom minst et organisk radikal, f.eks. som i eksemplene (1), (2), (3d), (3e), (3f), (3g) , (3h) og (3i), og gjennom et kationisk radikal som vist i eksempel (3a). Også eksemplene (3d), (3e), (3f), (3g), (3h) og (3i) kan ansees å ha greningen gjennom tilfestede kationradikaler eller heterogrupper.
Andre anioner som innbefatter organiske eller uorganiske anioner kan brukes istedenfor de som er vist, f.eks. halogenid, sulfat, sulfonat, alkylsulfonat, nitrat, hydroksyd, substituert alkyl, etc.
De følgende eksempler illustrerer forskjellige aspekter
av oppfinnelsen, og den beskrivelse og informasjon som her er angitt vil gjøre det mulig å praktisere oppfinnelsen med tallrike modifikasjoner.
EKSEMPEL 1
En serie kationiske, organiske polymerer av forskjellig strukturtype og hvis molekylvekt varierte fra 8 00 til 2.600.000 ble oppløst i vann inneholdende 5 vekt-% kaliumklorid. Disse polymerer og de brukte konsentrasjoner er angitt i tabellene I og II. Ca. 380 g av den fortyn-nede kationiske polymeroppløsningen ble brukt for å fremstille en suspensjon av 800 g klasse H-sement inneholdende 0,6 vekt-% hydroksyetylcellulose (substitusjonsgrad på 1,5). Sementsuspensjonen ble fremstilt i en Waring-blander i 15 minutter og så plassert i en Baroid-høytrykks-filter-pressecelle som ble holdt på 80°C. Suspensjonen i cellen ble presset mot en sikt nr. 325 i US standard siktserien med en trykk på ca. 7 0 kg/cm<2>komprimert nitrogen. Suspensjonen ble hensatt for likevekt med prøvetemperaturen i 20 minutter før man lot filtratet eller væsken skille seg fra suspensjonen.
Den væske som ble fjernet fra suspensjonen ble oppsamlet og brukt i prøver som er angitt i eksempel 4.
EKSEMPEL 2
En serie kationiske, organiske polymerer av forskjellig strukturtype og sammen med to meget anvendte væsketapsadditiver ble brukt i sementsuspensjoner for å sammenligne effekten av de nevnte polymeriske væsketapsadditivene og den man fikk av de kationiske, organiske polymerer ifølge foreliggende oppfinnelse. Disse data er angitt i tabell III.
Ved konsentrasjoner på fra 0,1 til 1,0% i forhold til tørr-sementvekten, så ga væsketapsadditivene karboksymetylhydroksyetylcellulose og poly(akrylamid-sam-2-akrylamido-2-metylpropan-sulfonsyre) en reduksjon av væsketapet i sementsuspensjonen på fra 88-99%. I motsetning til dette viste konsentrasjoner av de kationiske, organiske polymerer ingen vesentlig reduksjon av væsketapet. Polymerer ifølge foreliggende oppfinnelse fungerer således forskjellig fra de nevnte væsketapsadditiver.
EKSEMPEL 3
Dimensjonene pa de Teflon TM-polymerforede prøvekammerne var 2,32 cm i indre diameter, 4,23 cm 2 indre tverrsnitts-areal, 8,04 cm sandkolonnehøyde, 33,09 cm<3>sandkolonne-volum og en porøsitet på ca. 30%.
TM
Teflon -forede kammere ble pakket (fra bunnen til toppen) med 10 g Oklahoma::nr. 1 sand (70-170 US mesh) , 60 g av en blanding av 85,0% Oklahoma nr. 1 sand (70-170 US mesh), 10,0% silisiumdioksyd (ca. 270 US mesh) og 5,0% Wyoming-bentonitt; 10 g Oklahoma nr. 1 sand (70-170 US mesh) og 25 g 20-40 US mesh sand. Væsken ble presset gjennom disse kolonner ved ca. 22°C ved å bruke et trykk på 3,5 kg/cm<2>.
En standard laboratoriesaltoppløsning ble fremstilt ved å blande 7,5 vekt-% natriumklorid, 0,55 vekt-% kalsiumklorid, 0,42 vekt-% magnesiumkloridheksahydrat og 91,53 vekt-% friskt vann. Denne saltoppløsningen gjennomstrømmet hver prøvekolonne inntil man fikk en stabil gjennomstrømhings-hastighet. Den opprinnelige gjennomstrømningshastigheten ble definert som 100,0%. Hver kolonne ble så behandlet med 100 cm 3 av en væske oppsamlet fra en sementsuspensjon som beskrevet i eksempel 1. Resultatene av disse eksperimenter er angitt i tabell IV. Strømhastighetene er uttrykt som prosent av den opprinnelige saltoppløsningshastigheten.
Det prøveutstyr som er beskrevet i eksempel 2 ble brukt i eksperimenter hvis resultater er angitt i tabell IV. Man brukte samme eksperimentbetingelser og fremgangsmåter.
En undersøkelse av resultatene i prøvene 2 og 6 i tabell IV viser at væsker fra sementsuspensjoner inneholdende væsketapsadditivene karboksymetylhydroksyetylcellulose og poly-(akrylamid-sam-2-akrylamido-2-metylpropan-sulfonsyr e) ikke stabiliserte leirene. Strømmen av saltoppløsning gjennom en leireholdig prøvesand som var behandlet med en sementvæske inneholdende poly(akrylamid-sam-2-akrylamido-2-metyl- propansulfonsyre) var bare 17,4% av den opprinnelige gjennom-strømningshastigheten, mens ferskvann meget raskt tettet prøvekolonnen. Sementvæske behandlet med karboksymetylhydroksyetylcellulose tettet raskt til prøvekolonnen til tross for at denne inneholdt 5% kaliumklorid. Væskene fra sementsuspensjonene som inneholder bare et væsketapsadditiv stabiliserte således ikke leirene og reduserte i meget sterk grad sandpakkens permeabilitet.
I motsetning til dette ga et nærvær ved de samme konsentrasjoner av de kationiske, organiske polymerer poly(diallyldimetylammoniumklorid), poly(dimetylamin-sam-epiklorhydrin) eller 1,5-dimetyl-l,5-diazaundekametylen-polymetobromid i sementsuspensjonsproduserte væsker, ingen skade på de sand-holdige sandkolonnenes permeabilitet, og de stabiliserte leirene slik det er angitt ved gjennomstrømningsdata fra prøvene 9, 12 og 14 i tabell IV. De høye gjennomstrømnings-hastigheter man fikk selv etter at de leireholdige prøve-sandene var eksponert overfor ferskvann, indikerte at det var skjedd en vesentlig behandling av leirene ved hjelp av de kationiske, organiske polymerer og at man hadde fått en leirestabilisering.
EKSEMPEL 4
Væsker fjernet fra suspensjonene som beskrevet i eksempel 1 ble brukt for å behandle leireholdige sandkolonner som beskrevet i eksempel 3, og resultatene er angitt i tabell V.
I prøve 1 (tabell V) inneholdt sementhydratiseringsvæsken ingen polymer. Etter at kolonnen var behandlet med 100 cm<3>av væsken fra sementen, ble den raskt tilttettet under behandling med væske tatt fra sementsuspensjonen.
I prøve 2 (tabell V) ble en oppløsning bestående av 6555 ppm poly(diallyldimetylammoniumklorid) brukt for å hydratisere sementen. Gjennomstrømningshastigheten for saltoppløsning etter at kolonnen var behandlet med 100 cm av væske tapt fra sementen, var 47,1% av den opprinnelige gjennomstrøm-ningshas tigheten for saltoppløsningen. Denne saltoppløs-ningen ble fulgt av en injeksjon av ferskvann. Gjennom-strømningshastigheten for ferskvann var 56,7% av den opprinnelige gjennomstrømningshastigheten. Disse resultatene viser at det har skjedd en vesentlig leir estabilisering. Kolonnen ble sa behandlet med 400 cm 3 vandig saltsyre. Gjennomstrømningshastigheten for ferskvann injisert etter denne syreoppløsningen var 182,5% av den opprinnelige gjennom-strømningshastigheten, og dette indikerer at polymeren var stabil overfor syrebehandling. Den økede gjennomstrømnings-hastigheten i forhold til den opprinnelige gjennomstrømnings-hastigheten skyldes syreoppløsning av fine partikler i prøvekolonnen.
Den samme polymeren ble brukt i prøve 3. Polymerkonsentra-sjonen ble øket fra 6555 ppm til 13096 ppm i den væsken som ble brukt for å hydratisere sementen. Vektforholdet polymer til sement ble øket fra 0,31% til 0,63% (se tabell II). Effekten av denne økningen fremgår klart av gjennomstrøm-ningshastigheten både for saltoppløsning og ferskvann etter at prøvekolonnen var behandlet med 100 cm 3 sementvæske. Gjennomstrømningshastigheten for saltoppløsningen var 61,2% av den opprinnelige hastigheten (i forhold til 47,1% i prøve 2), mens ferskvannsgjennomstrømningshastigheten var også 61,2% av den opprinnelige gjennomstrømningshastigheten for saltoppløsningen.(i forhold til 56,7% i prøve 2). Denne behandlingen var igjen stabil overfor 15% saltsyre, og gjennomstrømningshastigheten etter syrebehandlingen var 160,0% av den opprinnelige hastigheten.
En polymer med høyere molekylvekt, dvs. poly(diallyldimety1-ammoniumklorid) med en molekylvekt på 2.600.000 ble brukt 1 prøve 4, mens man i prøve 2 og 3 hadde brukt en polymer med en molekylvekt på bare 600. 000. Polymer konsentrasjonen i den væske som ble brukt for å hydratisere sementen var 6680 ppm, dvs. nesten den samme som i prøve 2. Etter at prøvekolonnen var behandlet med 100 cm<3>av væske tapt fra sementsuspensjonen, var gjennomstrømningshastigheten for saltoppløsningen 25,6%, mens ferskvannsgjennomstrømnings-hastigheten var 22,3% av den opprinnelige gjennomstrømings-hastigheten for saltoppløsning. Etter at kolonnen var syrebehandlet, var gjennomstrømningshastigheten f.or ferskvann 78,9% av den opprinnelige hastigheten. Disse resultater viser at denne høymolekylære polymeren i vesentlig grad stabiliserer leirene. En sammenligning mellom prøve 2 og 4 indikerer at den høymolekylære poly(diallyldimety1-ammoniumklorid)polymer en var mindre effektiv.
I prøvene 2, 3 og 4 var det kvaternære nitrogenatomet i
en heterocyklisk ring. (se tabell I). I prøve 5 brukte man 1,5-dimetyl-l,5-diazaundekametylen-polymetobromid, og her er det kvaternære nitrogenatomet i selve polymerkjeden. Polymer konsentrasjonen i væsken som ble brukt for å hydratisere sementen var 6217 ppm. Igjen var den totale polymer-mengden ca. 0,3 vekt-% av sementen (se tabell II). Etter at prøvekolonnen var behandlet med 100 cm<J>sementvæske (se tabell V), var gjennomstrømningshastigheten for salt-oppløsning 41,2%, mens gjennomstrømningshastigheten for ferskvann var 104,0% av den opprinnelige gjennomstrømnings-
hastigheten for saltoppløsningen, noe som indikerer at det har skjedd en vesentlig leirestabilisering. Gjennomstrøm-ningshastigheten holdt seg etter at prøvekolonnen var syrebehandlet.
Den polymer som ble brukt i prøve 6, dvs. poly(dimetylamin-sam-epiklorhydrin) inneholdt også kvaternære nitrogenatomer i polymerkjeden (se tabell I), men inneholdt også et annet heteroatom, dvs. oksygen i form av hydroksylgrup-per , og hadde relativt lav molekylvekt, dvs. bare 800. Polymer konsentrasjonen i den væske som ble brukt for å hydratisere sementen var 4455 ppm. Totalmengden av polymer var 0,2 vekt-% av tørrsementen (se tabell II). Etter behandling av prøvekolonnen med 100 cm 3 av væske tapt fra sementen, var gjennomstrømningshastigheten for saltoppløs-ningen 47,1% og ferskvannsgjennomstrømningshastigheten var 51,8% av den opprinnelige saltoppløsningsgjennomstrøm-ningshastigheten. Etter at kolonnen var syrebehandlet, var gjennomstrømningshastigheten for ferskvann 103,5% av den opprinnelige hastigheten for saltoppløsningen-.
Den polymer som ble brukt i prøve 7, dvs. metakrylamido-4,8-dimetyl-4,8-diaza-6-hydroksynonametylen-polymetoklorid inneholdt kvaternære nitrogenatomer i enden av lange tilfestede kjeder (se struktur i tabell I). Polymer konsentrasjonen i den væske som ble brukt for å behandle sementen var 9983 ppm (se tabell II). Etter at prøvekolonnen var behandlet med 100 cm 3 av væske tapt fra sementen, var saltoppløsningens hastighet 20,9% og ferskvannshastigheten var 28,3% av den opprinnelige saltoppløsnings hastighet før behandling. Disse gjennomstrømningshastigheter indikerer at det har skjedd en vesentlig leir estabilisering. Etter at kolonnen var behandlet med 400 cm<3>15% saltsyre, var gjennomstrømningshastigheten 98% av den opprinnelige saltoppløsningshastigheten.
Claims (24)
1. Fremgangsmåte for fylling av en sone inntil en permeabel formasjon inneholdende leire og behandle nevnte leirer med et leirestabiliserende middel, karakterisert ved at man blander en vandig uorganisk sementsuspensjon inneholdende en vannoppløselig organisk, kationisk polymer med en molekylvekt på fra 400 - 6.000.000 og hvor polymeren inneholder kationiske grupper av nitrogen, svovel, fosfor eller kombinasjoner av disse, og hvor nevnte polymer tilsettes nevnte suspensjon i en effektiv konsentrasjon slik at man får frembragt et filtrat inneholdende minst 0,1 vekt-% polymer i filtratet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den midlere molekylvekten på den organiske polymeren er minst ca. 10.000.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den organiske kationiske polymeren innbefatter polymerenheter avledet fra minst en av de følgende enheter:
2-akryloksyetyl-dimetyl-sulfonium, glycidyltributylfosfonium, dimetyletylenammonium, 1,5-dimetyl-l,5-diazaundekametylen, 1,4-bis(2-dietylaminoetyl)benzen, 1,4-dibrombutan, dimetylamin, epiklorhydrin, 1,3-bis[3-(dimetylamin)propyl]urea, 4,4'-bis(klormetyl)bifenyl, N,N,N',N <1-> tetrametyletylendiamin, 1,4-diklorbutan, 4-klorpyridin, 1-(4-pyridyl)-3-klorpropan, pyrazin, 1,2-etylendiklorid, vinyltrimetylammonium, vinyl-4-benzyltrimetylammonium, 4-(2-(dietylamino)etyl)styren, metakrylat, metakrylamido-4,8-dimetyl-4,8-diaza-6-hydroksy-nonametylen, 3-metakryloksy-2-hydroksypropyltrimetylammonium, akrylamido-3-propyltrimetylammonium, 4-vinyl-N-metylpyridinium,
N-metylpyridin og diallyldimetylammonium.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske, kationiske polymeren er en i alt vesentlig lineær polymer og hvor størstedelen av polymerenheten er definert ved følgende formel:
hvor:
R er et alifatisk, cykloalifatisk eller aromatisk radikal med fra 2-4 0 karbonatomer eller et hydrogenradikal;
R <2> , R^ og R^ er radikaler definert som R^" og inneholdende fra 0-6 karbonatomer og fra 0-2 heteroatomer eller radikaler som innbefatter oksygen eller nitrogen;
Z er et kation valgt fra gruppen bestående av nitrogen, fosfor eller svovel;
X er et anion;
m er et tall som sammen med valensen på X er tilstrekkelig til å balansere den kationiske ladningen på polymerenhetene; n er et tall som er lik det antall monomer eller polymerenheter som er nødvendig for å gi en molekylvekt fra ca.
400 - ca. 6.000.000;
og hvor antallet og arrangementet av R-gruppene og heteroatomene er slik at den kjemiske struktur og valensene gir en stabil polymer.
5.. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakter i-
12 3 4
sert ved at R , R , R og R er alifatiske eller cykloalifatiske.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakter i-
2 3 4 sert ved at en av gruppene R, R , R og R er et aromatisk radikal.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakter i- sert ved at den organiske kationiske polymeren er en i alt vesentlig lineær polymer hvor størstedelen av polymerenheten er definert ved formelen:
hvor:
R"*" er en divalent alkylgruppe med fra 2-4 0 karbonatomer;
R er en i alt vesentlig lineær, eller grenet alkylgruppe eller hydrogen med fra 0-6 karbonatomer;
R^ er et radikal av samme type som R"^, men ikke tilstede når Z er svovel;
Z er et kation avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel;
X er et anion;
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nødvendig for å få en molekylvekt i området fra 4 00 - 6.000.000 og
m er et tall som er lik det antall anioner som er nødvendig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved atR^i alt vesentlig er et lineært alkyl-radikal med fra 2-12 karbonatomer, mens R 3 har fra 1-3 karbonatomer .
9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at R" <*> " er en grenet alkylgruppe med fra 2-12 karbonatomer og R 3 og R 4 er i alt vesentlig lineære alkylgrupper med fra 1-3 karbonatomer.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakte.-r r i s e r t ved at R er en i alt vesentlig lineær alkylgruppe med fra 2-12 karbonatomer og at minst en av grup-3 4
pene R og R er en grenet alkylgruppe.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske kationiske polymeren er en i alt vesentlig lineær polymer hvor størstedelen av polymerenheten er definert ved følgende formel:
hvor:
R"*" er et organisk alifatisk, cykloalif atisk eller aromatisk radikal med fra 2-4 0 karbonatomer eller et hydrogenradikal;
forutsatt at når R"*" er cykloalif atisk så befinner en eller flere av gruppene Z, R <2> , R <3> eller R <4> i ringen; R <2> , R <3> og 4 1
R er organiske radikaler definert som R og med fra 0-6 karbonatomer og fra 0-2 heteroatomer som innbefatter oksygen eller nitrogenatomer;
forutsatt at når R"*" er cykloalif atisk, så innbefatter den et radikal i polymerkjeden i en tilfestet kjede;
når Z er svovel, så er R <4> ikke tilstede;
Z er et kation avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel;
X er et anion;
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nødvendig for at det skal få en molekylvekt varierende fra 400 - 6.000.000;
og m er et tall som er lik det antall anioner som er nødven-dig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, k a r a k t e-
12 4
risert ved at R,R og R er i alt vesentlig lineære alifatiske radikaler.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at R er et cykloalifatisk radikal 2 3 4
og R , R og R er i alt vesentlig lineære alifatiske radikaler .
14. Fremgangsmåte ifølge krav 11, k a r a k t e-
12 3 risert ved at minst en av gruppene R , R , R og R 4 innbefatter en aromatisk radikal.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske kationiske polymeren er en i alt vesentlig lineær polymer hvor størstedelen av polymerenhetene er definert ved følgende formel:
hvor:
R" <*> " er aryl, alkyl, arylalkyl, alkylaryl, alkenyl eller kombinasjoner av slike grupper;
hvor R"*" når den er alkyl, alkylaryl eller aryl inneholder eller er tilfestet 0-2 heterogrupper bestående av etylenisk, acetylenisk, aryl, oksygen, hydroksyl, karbonyl, kovalent halogen eller nitrogen, fosfor eller svovel, i regelmessig kovalent binding, delvis oksydert, sulfon eller i oniumtilstanden, dog slik at heterogruppen ikke er bundet direkte til Z når R1 er den etyleniske gruppe eller en arylgruppe; R 2enten er fraværende eller er en alkylgruppe;
R 3 er en alkylgruppe med fra 1-6 karbonatomer, hydrogen eller definert som en monovalent form av R"*";
<4> 3 <4> R er som R forutsatt imidlertid at R ikke er tilstede nar Z er svovel;
Z er et kation avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel;
X er et anion;
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nødvendig for å gi denne en molekylvekt som er varierende fra 400 - 6.000.000; og
m er et tall som er lik det antall anioner som er nødvendig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, k a r a k t e-
1 2
risert ved at R og R utavhengig av hverandre i alt vesentlig er lineære alkylradikaler og hvor minst en av gruppene R 3 og R 4innbefatter et aromatisk radikal.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, k a r a k t e-
12 3 4
risert ved at R , R , R og R er lineære alkyl, arylalkyl eller alkylarylradikaler og ved at minst 3 4
en av gruppene R og R inneholder fra 0-2 heterogrupper.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den organiske kationiske polymeren er en i alt vesentlig lineær polymer hvor størstedelen av polymerenheten er definert ved følgende formel:
hvor:
R" <*> " er alkylen, umettet alkylen, substituert alkylen eller substituert umettet alkylen som danner en heterocyklisk ring og innbefatter Z, og hvor den heterocykliske ringen kan være alifatisk, olefinisk eller aromatisk avhengig av graden av umettethet, og hvor substituentene innbefatter alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl eller heterogrupper i ringen, festet til ringen, eller festet til grenene; og hvor hetero-gruppene kan innbefatte nitrogen, oksygen, hydroksyl, karbonyl, kovalent halogen, fosfor eller svovel, i regelmessig kovalent, onium eller oksydert tilstand, f.eks. fosfat eller sulfon; forutsatt at heterogruppen ikke er bundet direkte til Z;
R 3 er enten ikke-eksisterende, et hydrogenradikal eller et organisk radikal med fra 1-6 karbonatomer og fra 0-2 oksygen eller nitrogenatomer;
R <4> er det samme som R <3> , men er fraværende, når Z er svovel; Z er et kation avledet fra nitrogen, fosfor eller svovel;
X er et anion;
n er et tall som er lik det antall monomerenheter i polymeren som er nødvendig for å gi en polymer med en molekylvekt fra ca. 400 - 6.000.000, og
m er et tall som er lik det antall anioner som er nødvendig for å opprettholde elektronisk nøytralitet.
19. Fremgangsmåte ifølge krav18 , karakterisert ved at R^" er alkylen eller umettet alkylen.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at R er substituert alkylen eller substituert umettet alkylen.
21. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at R 4 er fraværende.
22. Fremgangsmåte ifølge krav 18, k a r a k t e-
3 4
risert ved at R og R er alifatiske grupper med fra 1-6 karbonatomer.
23. Fremgangsmåte ifølge krav 18, k a r a k t e-
3 4 risert ved at minst en av gruppene R og R inneholder et heteroatom.
24. Sementsammensetning for fylling av soner og sta-bilisering av leire i en tilstø tende permeabel formasjon, karakterisert ved å innbefatte en vandig suspensjon av en uorganisk sement inneholdende en vann- oppløselig organisk kationisk polymer med en molekylvekt fra ca. 4 00 - 6.000.000, og hvor polymeren inneholder ". kationiske grupper av nitrogen, svovel, fosfor eller kombinasjoner av disse, og hvor nevnte polymer tilsettes nevnte suspensjon i en effektiv konsentrasjon.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/255,963 US4393939A (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Clay stabilization during oil and gas well cementing operations |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO821261L true NO821261L (no) | 1982-10-21 |
Family
ID=22970577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO821261A NO821261L (no) | 1981-04-20 | 1982-04-19 | Leirestabilisering ved sementeringsoperasjoner i olje- og gassbroenner. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4393939A (no) |
| JP (1) | JPS57190075A (no) |
| AU (1) | AU544388B2 (no) |
| BR (1) | BR8202240A (no) |
| CA (1) | CA1182991A (no) |
| DE (1) | DE3213799A1 (no) |
| GB (1) | GB2098196B (no) |
| IT (1) | IT1151727B (no) |
| NL (1) | NL8201619A (no) |
| NO (1) | NO821261L (no) |
Families Citing this family (71)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4497596A (en) * | 1983-03-24 | 1985-02-05 | Halliburton Company | Method of minimizing fines migration in a subterranean formation |
| US4527628A (en) * | 1983-08-15 | 1985-07-09 | Halliburton Company | Method of temporarily plugging portions of a subterranean formation using a diverting agent |
| US4558741A (en) * | 1984-02-28 | 1985-12-17 | Halliburton Company | Methods of minimizing fines migration in subterranean formations |
| US4536303A (en) * | 1984-08-02 | 1985-08-20 | Halliburton Company | Methods of minimizing fines migration in subterranean formations |
| US4563292A (en) * | 1984-08-02 | 1986-01-07 | Halliburton Company | Methods for stabilizing fines contained in subterranean formations |
| US4626285A (en) * | 1984-09-19 | 1986-12-02 | Exxon Research And Engineering Company | Fluid loss control in oil field cements |
| US4683952A (en) * | 1984-09-19 | 1987-08-04 | Exxon Research And Engineering Company | Fluid loss control in oil field cements |
| US4536305A (en) * | 1984-09-21 | 1985-08-20 | Halliburton Company | Methods for stabilizing swelling clays or migrating fines in subterranean formations |
| US4536304A (en) * | 1984-09-21 | 1985-08-20 | Halliburton Company | Methods of minimizing fines migration in subterranean formations |
| AU579405B2 (en) * | 1984-09-27 | 1988-11-24 | Halliburton Company | Set delayed cement compositions and methods of using the same |
| US4623022A (en) * | 1984-12-06 | 1986-11-18 | Exxon Production Research Co. | Well sand packing prevention method |
| US4706755A (en) * | 1985-05-09 | 1987-11-17 | Ethyl Corporation | Fluid loss control in well cement slurries |
| US4657948A (en) * | 1985-05-09 | 1987-04-14 | Ethyl Corporation | Fluid loss control in well cement slurries |
| HU201595B (en) * | 1985-08-24 | 1990-11-28 | Magyar Szenhidrogenipari | Method for stabilizing the clay minerals in the cass of steam-injection petroleum production |
| US4698380A (en) * | 1985-09-23 | 1987-10-06 | Ethyl Corporation | Fluid loss control in well cement slurries |
| US4703803A (en) * | 1986-06-24 | 1987-11-03 | Cities Service Oil & Gas Corporation | Composition and method for slowly dissolving siliceous material |
| US5232497A (en) * | 1992-04-30 | 1993-08-03 | The Western Company Of North America | Clay control additive for cement compositions and method of cementing |
| CA2151152C (en) * | 1993-11-19 | 1999-08-10 | Kevin W. Smith | Method of treating shale and clay in hydrocarbon formation drilling |
| US5814147A (en) * | 1997-01-21 | 1998-09-29 | Envirotrench Company | Method for strengthening and improving clay soils |
| US7091159B2 (en) * | 2002-09-06 | 2006-08-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Compositions for and methods of stabilizing subterranean formations containing clays |
| US7741251B2 (en) | 2002-09-06 | 2010-06-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Compositions and methods of stabilizing subterranean formations containing reactive shales |
| US7220708B2 (en) * | 2003-02-27 | 2007-05-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling fluid component |
| US6951250B2 (en) * | 2003-05-13 | 2005-10-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealant compositions and methods of using the same to isolate a subterranean zone from a disposal well |
| US8962535B2 (en) | 2003-05-16 | 2015-02-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of diverting chelating agents in subterranean treatments |
| US20040229756A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-18 | Eoff Larry S. | Method for stimulating hydrocarbon production and reducing the production of water from a subterranean formation |
| US7182136B2 (en) | 2003-07-02 | 2007-02-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of reducing water permeability for acidizing a subterranean formation |
| US8251141B2 (en) | 2003-05-16 | 2012-08-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods useful for controlling fluid loss during sand control operations |
| US8278250B2 (en) * | 2003-05-16 | 2012-10-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods useful for diverting aqueous fluids in subterranean operations |
| US8181703B2 (en) | 2003-05-16 | 2012-05-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method useful for controlling fluid loss in subterranean formations |
| US8631869B2 (en) | 2003-05-16 | 2014-01-21 | Leopoldo Sierra | Methods useful for controlling fluid loss in subterranean treatments |
| US7759292B2 (en) | 2003-05-16 | 2010-07-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for reducing the production of water and stimulating hydrocarbon production from a subterranean formation |
| US8091638B2 (en) | 2003-05-16 | 2012-01-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods useful for controlling fluid loss in subterranean formations |
| US7117942B2 (en) * | 2004-06-29 | 2006-10-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods useful for controlling fluid loss during sand control operations |
| JP4503403B2 (ja) * | 2003-10-07 | 2010-07-14 | 花王株式会社 | レオロジー改質剤 |
| EP1693352B1 (en) | 2003-10-07 | 2016-03-23 | Kao Corporation | Surfactant composition |
| US20060272819A1 (en) * | 2004-01-16 | 2006-12-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of preparing settable fluids comprising particle-size distribution-adjusting agents, and associated methods |
| US20050155763A1 (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-21 | Reddy B. R. | Settable fluids comprising particle-size distribution-adjusting agents and methods of use |
| US7563750B2 (en) | 2004-01-24 | 2009-07-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for the diversion of aqueous injection fluids in injection operations |
| US7159656B2 (en) * | 2004-02-18 | 2007-01-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of reducing the permeabilities of horizontal well bore sections |
| US7207387B2 (en) * | 2004-04-15 | 2007-04-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for use with spacer fluids used in subterranean well bores |
| US7114568B2 (en) * | 2004-04-15 | 2006-10-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydrophobically modified polymers for a well completion spacer fluid |
| US7216707B2 (en) * | 2004-06-21 | 2007-05-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement compositions with improved fluid loss characteristics and methods of cementing using such cement compositions |
| JP5217002B2 (ja) * | 2004-07-05 | 2013-06-19 | 株式会社ナチュラレーザ・ワン | 原稿圧着板開閉装置 |
| US8257490B2 (en) | 2004-09-21 | 2012-09-04 | Lafarge | Method for inerting impurities |
| CA2595018C (en) * | 2005-01-14 | 2011-08-16 | Dynamic Production, Inc. | System and method for producing fluids from a subterranean formation |
| US8703659B2 (en) * | 2005-01-24 | 2014-04-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealant composition comprising a gel system and a reduced amount of cement for a permeable zone downhole |
| US20060167133A1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-07-27 | Jan Gromsveld | Sealant composition comprising a crosslinkable material and a reduced amount of cement for a permeable zone downhole |
| US7350573B2 (en) * | 2005-02-09 | 2008-04-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Servicing a wellbore with wellbore fluids comprising perlite |
| US7374371B2 (en) * | 2005-07-15 | 2008-05-20 | Dick Crill | Process and composition for forming an earthen hardpan |
| US7493957B2 (en) | 2005-07-15 | 2009-02-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods for controlling water and sand production in subterranean wells |
| US20080110624A1 (en) * | 2005-07-15 | 2008-05-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods for controlling water and particulate production in subterranean wells |
| US7441598B2 (en) * | 2005-11-22 | 2008-10-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of stabilizing unconsolidated subterranean formations |
| US7549474B2 (en) * | 2006-05-11 | 2009-06-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Servicing a wellbore with an aqueous based fluid comprising a clay inhibitor |
| US7678743B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-03-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drill-in fluids and associated methods |
| US7687438B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-03-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drill-in fluids and associated methods |
| US7678742B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-03-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drill-in fluids and associated methods |
| US7730950B2 (en) | 2007-01-19 | 2010-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods for treating intervals of a subterranean formation having variable permeability |
| US7934557B2 (en) | 2007-02-15 | 2011-05-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of completing wells for controlling water and particulate production |
| DE102007024964A1 (de) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Wacker Polymer Systems Gmbh & Co. Kg | Herstellung von Festmassen auf Basis von hydraulisch abbindenden Beschichtungsmitteln |
| US7552771B2 (en) | 2007-11-14 | 2009-06-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods to enhance gas production following a relative-permeability-modifier treatment |
| US20090253594A1 (en) | 2008-04-04 | 2009-10-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods for placement of sealant in subterranean intervals |
| US20090308599A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method of enhancing treatment fluid placement in shale, clay, and/or coal bed formations |
| JP5713524B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2015-05-07 | ダブリュー・アール・グレイス・アンド・カンパニー−コネチカット | コンクリートにおける粘土活性を改善するためのスランプ保持混和剤 |
| US7998910B2 (en) | 2009-02-24 | 2011-08-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Treatment fluids comprising relative permeability modifiers and methods of use |
| US8420576B2 (en) * | 2009-08-10 | 2013-04-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydrophobically and cationically modified relative permeability modifiers and associated methods |
| US8461245B2 (en) | 2011-02-15 | 2013-06-11 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Copolymers for treating construction aggregates |
| US9034968B2 (en) | 2011-03-31 | 2015-05-19 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Cationic polymers for treating construction aggregates |
| US8757261B2 (en) | 2011-05-12 | 2014-06-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for clay control |
| AU2012370954B2 (en) | 2012-02-22 | 2016-08-11 | Gcp Applied Technologies Inc. | Functionalized polyamines for clay mitigation |
| AU2013255737B2 (en) | 2012-05-04 | 2016-05-19 | Gcp Applied Technologies Inc. | Method for treating clay and clay-bearing aggregates and compositions therefor |
| CA2951371A1 (en) | 2014-07-15 | 2016-01-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Polymeric ionic liquid clay control agents |
Family Cites Families (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2614998A (en) * | 1949-09-19 | 1952-10-21 | Phillips Petroleum Co | Low water-loss cement slurry |
| US2745815A (en) * | 1953-01-02 | 1956-05-15 | Dow Chemical Co | Method and composition for the improvement of soil structure |
| US2761843A (en) * | 1954-11-18 | 1956-09-04 | Gulf Research Development Co | Treatment of clays |
| US2801984A (en) * | 1955-08-15 | 1957-08-06 | American Cyanamid Co | Resin-forming composition for stabilization of soil and process of using same |
| US2801985A (en) * | 1956-05-18 | 1957-08-06 | American Cyanamid Co | Soil stabilization |
| US2940729A (en) * | 1957-03-11 | 1960-06-14 | American Cyanamid Co | Control system for soil stabilizer polymerization |
| US2947360A (en) * | 1958-01-14 | 1960-08-02 | Pure Oil Co | Treatment of clayey materials |
| US3104704A (en) * | 1959-08-17 | 1963-09-24 | Dow Chemical Co | Fluid loss control in hydraulic cement slurries |
| US3094501A (en) * | 1960-05-09 | 1963-06-18 | Dow Chemical Co | Water loss control of aqueous cement slurries by addition of quaternary ammonium polymers or sulfonium polymers |
| US3271307A (en) * | 1960-08-04 | 1966-09-06 | Petrolite Corp | Oil well treatment |
| BE639641A (no) * | 1961-03-10 | |||
| US3359225A (en) * | 1963-08-26 | 1967-12-19 | Charles F Weisend | Cement additives containing polyvinylpyrrolidone and a condensate of sodium naphthalene sulfonate with formaldehyde |
| US3494965A (en) * | 1964-07-09 | 1970-02-10 | Dow Chemical Co | 2-methylene-3-butenyl sulfonium monomers |
| US3254719A (en) * | 1964-08-04 | 1966-06-07 | Dow Chemical Co | Method for decreasing friction loss in a well fracturing process |
| US3334689A (en) * | 1965-07-09 | 1967-08-08 | Halliburton Co | Method of stabilizing or sealing earth formations |
| US3287145A (en) * | 1965-08-10 | 1966-11-22 | Union Carbide Corp | Chemical admixture for hydraulic cementitious mixtures |
| US3491049A (en) * | 1965-10-13 | 1970-01-20 | Dow Chemical Co | Low water-loss aqueous cement slurry and method of use |
| US3407878A (en) * | 1966-09-02 | 1968-10-29 | Phillips Petroleum Co | Lost circulation control |
| US3382924A (en) * | 1966-09-06 | 1968-05-14 | Dow Chemical Co | Treatment of earthen formations comprising argillaceous material |
| US3419072A (en) * | 1966-10-06 | 1968-12-31 | Union Oil Co | Consolidation of subterranean formations |
| US3422890A (en) * | 1966-12-22 | 1969-01-21 | Shell Oil Co | Treatment of subsurface oil-bearing formations with oil-wetting cationic emulsions |
| US3483923A (en) * | 1968-03-29 | 1969-12-16 | Shell Oil Co | Oil recovery using combination oilwetting and acidizing treatments |
| GB1208474A (en) * | 1968-04-29 | 1970-10-14 | Agfa Gevaert Nv | Electroconductive layers for use in electrographic and electrophotographic recording elements |
| US3500929A (en) * | 1968-09-03 | 1970-03-17 | Dow Chemical Co | Temporary diverting agent and use thereof in treatmeint of subterranean strata |
| US3511314A (en) * | 1968-10-28 | 1970-05-12 | Dow Chemical Co | Cementing composition and well cementing process employing same |
| US3578781A (en) * | 1968-12-31 | 1971-05-18 | Shell Oil Co | Clay treating and oil-wetting dispersion and method of use thereof |
| US3666810A (en) * | 1969-06-11 | 1972-05-30 | Lubrizol Corp | Novel n-3-aminoalkyl amides, polymers thereof, and method for their preparation |
| US3660431A (en) * | 1969-10-15 | 1972-05-02 | Dow Chemical Co | Poly(hydroxyarylpolymethylene-sulfonium) zwitterionic monomers and surface coatings therefrom |
| US3603399A (en) * | 1969-11-10 | 1971-09-07 | Chevron Res | Formation permeability maintenance with hydroxy-aluminum solutions |
| US3754055A (en) * | 1970-12-28 | 1973-08-21 | California Inst Of Techn | Cationic vinyl-pyridine copolymers and products thereof |
| US3741307A (en) * | 1971-03-09 | 1973-06-26 | Union Oil Co | Oil recovery method |
| US3833718A (en) * | 1971-04-02 | 1974-09-03 | Chevron Res | Method of mixing an aqueous aluminum salt solution and an alkaline base solution in a jet mixer to form a hydroxy-aluminum solution |
| US3827500A (en) * | 1971-08-30 | 1974-08-06 | Chevron Res | Formation permeability maintenance with hydroxy-aluminum solutions |
| US3827495A (en) * | 1971-09-02 | 1974-08-06 | Chevron Res | Sand stabilization in selected formations |
| US3856088A (en) * | 1971-12-29 | 1974-12-24 | Nalco Chemical Co | Method of extinguishing oil and gas well fires |
| US3738437A (en) * | 1972-02-28 | 1973-06-12 | Shell Oil Co | Drilling process using a shale protecting polymer drilling fluid system |
| GB1430608A (en) * | 1972-08-08 | 1976-03-31 | Hoechst Ag | Polyquaternary ammonium compounds and their use as petroleum demulsifiers |
| US3979304A (en) * | 1972-09-29 | 1976-09-07 | Union Oil Company Of California | Method for drilling and treating subterranean formations using a low fluid loss agent |
| US3979305A (en) * | 1972-09-29 | 1976-09-07 | Union Oil Company Of California | Low fluid loss additive composition |
| US3923100A (en) * | 1973-09-28 | 1975-12-02 | Petrolite Corp | Compositions useful in plugging formations |
| US3878895A (en) * | 1974-04-11 | 1975-04-22 | Dow Chemical Co | Cement preflush method |
| SU496247A1 (ru) * | 1974-05-27 | 1975-12-25 | Казанский инженерно-строительный институт | Бетонна смесь |
| GB1489523A (en) * | 1974-07-19 | 1977-10-19 | Nalco Chemical Co | Method for the stability of a water-in-oil emulsion of a finely divided cationically acrylamide polymer |
| US3943996A (en) * | 1974-10-30 | 1976-03-16 | Calgon Corporation | Low fluid loss cementing compositions |
| US3931096A (en) * | 1974-10-30 | 1976-01-06 | Calgon Corporation | Low fluid loss cementing compositions |
| SU541818A1 (ru) * | 1974-12-31 | 1977-01-05 | Московский Государственный Трест Отделочных Работ N5 "Мосотделстрой" N5 | Полимерцементна смесь |
| US4012327A (en) * | 1975-02-12 | 1977-03-15 | Calgon Corporation | Thickened alcohol well treating compositions |
| US4024918A (en) * | 1975-03-14 | 1977-05-24 | The Dow Chemical Company | Method of cementing a well |
| US3998773A (en) * | 1975-03-14 | 1976-12-21 | The Dow Chemical Company | Hydraulic cement composition |
| US4158521A (en) * | 1978-06-26 | 1979-06-19 | The Western Company Of North America | Method of stabilizing clay formations |
-
1981
- 1981-04-20 US US06/255,963 patent/US4393939A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-04-13 CA CA000400821A patent/CA1182991A/en not_active Expired
- 1982-04-15 DE DE19823213799 patent/DE3213799A1/de not_active Ceased
- 1982-04-15 AU AU82648/82A patent/AU544388B2/en not_active Ceased
- 1982-04-16 GB GB8211114A patent/GB2098196B/en not_active Expired
- 1982-04-19 BR BR8202240A patent/BR8202240A/pt unknown
- 1982-04-19 NL NL8201619A patent/NL8201619A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-04-19 NO NO821261A patent/NO821261L/no unknown
- 1982-04-20 IT IT20833/82A patent/IT1151727B/it active
- 1982-04-20 JP JP57064871A patent/JPS57190075A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4393939A (en) | 1983-07-19 |
| CA1182991A (en) | 1985-02-26 |
| GB2098196A (en) | 1982-11-17 |
| BR8202240A (pt) | 1983-03-29 |
| JPS57190075A (en) | 1982-11-22 |
| DE3213799A1 (de) | 1982-11-04 |
| IT8220833A0 (it) | 1982-04-20 |
| AU8264882A (en) | 1982-10-28 |
| AU544388B2 (en) | 1985-05-23 |
| GB2098196B (en) | 1985-01-16 |
| IT1151727B (it) | 1986-12-24 |
| NL8201619A (nl) | 1982-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO821261L (no) | Leirestabilisering ved sementeringsoperasjoner i olje- og gassbroenner. | |
| US4409110A (en) | Enhanced oil displacement processes and compositions | |
| US4366073A (en) | Oil well treating method and composition | |
| US4366071A (en) | Oil well treating method and composition | |
| US4366072A (en) | Oil well treating method and composition | |
| US4460627A (en) | Polymeric well treating method | |
| US4374739A (en) | Oil well treating method and composition | |
| US4366074A (en) | Oil well treating method and composition | |
| US4532052A (en) | Polymeric well treating method | |
| US4462718A (en) | Oil well treating method and composition | |
| US8841240B2 (en) | Enhancing drag reduction properties of slick water systems | |
| US7854277B2 (en) | Wellbore fluid comprising a base fluid and a particulate bridging agent | |
| US20060205607A1 (en) | Methods of treating subterranean zones and viscous aqueous fluids containing xanthan and a combination cross-linker-breaker | |
| EP1460121B1 (en) | Well treating fluids | |
| AU2013395658A1 (en) | Resin composition for treatment of a subterranean formation | |
| EP1730384A2 (en) | Clay stabilization in sub-surface formations | |
| EP0175412A2 (en) | Drilling fluid | |
| US3788406A (en) | Lost circulation control | |
| WO2021025857A1 (en) | Weighted fluid loss control pill for completion & workover operations | |
| WO2006060388A2 (en) | Drilling fluid additive and method | |
| US3998269A (en) | Plugging a subterranean reservoir with a self-sealing filter cake | |
| CA3139114C (en) | Cationic and anionic shale inhibitors and clay stabilizers | |
| US11230658B2 (en) | Reversible aminal gel compositions, methods, and use | |
| US11326088B2 (en) | Low temperature diversion in well completion operations using natural mineral compound | |
| CA2969522C (en) | Activators for inorganic oxide breakers |