RO134502A2 - Additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for production thereof - Google Patents

Additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RO134502A2
RO134502A2 ROA202000118A RO202000118A RO134502A2 RO 134502 A2 RO134502 A2 RO 134502A2 RO A202000118 A ROA202000118 A RO A202000118A RO 202000118 A RO202000118 A RO 202000118A RO 134502 A2 RO134502 A2 RO 134502A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
microsilica
weight
fluid loss
acrylamide
total weight
Prior art date
Application number
ROA202000118A
Other languages
Romanian (ro)
Inventor
Mohamed Al-Bagoury
Original Assignee
Elkem Asa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elkem Asa filed Critical Elkem Asa
Publication of RO134502A2 publication Critical patent/RO134502A2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/5045Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467Compositions 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
    • C09K8/487Fluid loss control additives; Additives for reducing or preventing circulation loss
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/146Silica fume
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/12Multiple coating or impregnating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/516Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls characterised by their form or by the form of their components, e.g. encapsulated material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/46Water-loss or fluid-loss reducers, hygroscopic or hydrophilic agents, water retention agents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

The invention relates to an additive for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids and to a process for producing the same. According to the invention, the additive is a composite material consisting of 1...80% by weight in relation to the total weight of the dry matter, amorphous SiO2-type microsilica having the microparticle size within the range of 0.02...45 μ m, possibly one acrylamide derivative monomer and one acidic unsaturated monomer, respectively. The claimed process consists of the stages of microsilica surface modification with 0.1...20% polymerizable silane, and polymerization of modified microsilica with at least one acrylamide derivative monomer and copolymerization with 0.1...20% one acidic unsaturated monomer, the percentage being expressed by weight, to result in a composite material as concentrated dispersion of liquid to be used as additive of fluid loss control in drilling fluids or oil well cement.

Description

Aditivi pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă cuprinzând microsilice și metodă de producere a acestoraAdditives for cement suspensions for oil wells and water-based drilling fluids comprising microsilicon and a method for their production

Domeniul tehnicTechnical field

Prezenta invenție se referă la aditivi pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă cuprinzând microsilice și o metodă pentru producerea acestora. Aditivii sunt materiale compozite pe bază de microsilice modificată și pot fi utilizați ca aditivi pentru pierderea de fluid. Materialele pot fi, de asemenea, utilizate în alte fluide pentru câmpuri petrolier, cum ar fi un agent de creștere a vâscozității în fluide de recuperare (EOR) și fluide de fracturare a țițeiului îmbunătățite. Mai mult, aditivii pot fi folosiți în cimentul pentru puțuri petroliere pentru reducerea timpului de tranziție de la formarea gelului la împietrire/întărire.The present invention relates to additives for cement suspensions for oil wells and water-based drilling fluids comprising microsilicas and a method for their production. Additives are composite materials based on modified microsilica and can be used as additives for fluid loss. The materials can also be used in other oilfield fluids, such as a viscosity enhancing agent in recovery fluids (EOR) and improved crude oil fracturing fluids. Moreover, the additives can be used in oil well cement to reduce the transition time from gel formation to hardening / hardening.

Stadiul tehniciiState of the art

Microsilicea este un co-produs al producției de siliciu și aliaj de ferosiliciu. Microsilicea este un material sferic, sub-micronic, utilizat în diferite aplicații, printre altele cimentarea puțurilor petroliere, ca aditiv de control al migrației de gaze și ca umplutură pentru scăderea densității suspensiei de ciment. Microsilicea contribuie la reducerea pierderii de fluid dintr-o suspensie de ciment pentru puțurile petroliere în sine, dar valorile de filtrare dorite nu pot fi atinse fără adăugarea la microsilice a unor aditivi suplimentari.Microsilica is a co-product of the production of silicon and ferrosilicon alloy. Microsilica is a spherical, sub-micron material, used in various applications, including cementing oil wells, as a gas migration control additive and as a filler to reduce the density of cement slurry. Microsilica helps to reduce fluid loss from a cement slurry for oil wells themselves, but the desired filtration values cannot be achieved without the addition of additional additives to microsilicas.

Aditivi, cum ar fi aditivii de control a pierderilor de fluid, sunt adăugați în fluidele de foraj sau ciment pentru puțuri petroliere pentru reducerea cantității de fluid pierdut în formațiune în timpul operațiunilor de foraj și finalizare. Majoritatea aditivilor de pierderi de fluid utilizați pentru sistemele apoase sunt polimeri solubili în apă, cum ar fi amidon și derivați de amidon, celuloză și derivați de celuloză, polimeri sintetici solubili în apă, cum ar fi copolimerii de acrilat și vinii. Condițiile de la adâncime, cum ar fi temperatura puțului, specifică tipul de produse chimice care vor fi adecvate în acest scop.Additives, such as fluid loss control additives, are added to drilling fluids or oil well cement to reduce the amount of fluid lost in the formation during drilling and completion operations. Most of the fluid loss additives used for aqueous systems are water-soluble polymers, such as starch and starch derivatives, cellulose and cellulose derivatives, water-soluble synthetic polymers, such as acrylate and vinyl copolymers. Depth conditions, such as well temperature, specify the type of chemicals that will be suitable for this purpose.

US 2013/0203951 A1 dezvăluie copolimeri grefați în care silicea reacționează cu silanul și apoi monomerii sunt grefați pe silan. Copolimerii își găsesc utilizarea ca aditivi în diferite aplicații chimice.US 2013/0203951 A1 discloses grafted copolymers in which silica reacts with silane and then the monomers are grafted onto silane. Copolymers are used as additives in various chemical applications.

DE 102006061327 A1 dezvăluie copolimeri grefați care cuprind silice reacționată cu silan și un polimer conținând acid sulfonic pentru utilizarea în aplicații chimice pentru construcție.DE 102006061327 A1 discloses grafted copolymers comprising silane-reacted silica and a sulfonic acid-containing polymer for use in chemical construction applications.

a 2020 00118and 2020 00118

28/09/201828/09/2018

CN 101818050 B dezvăluie un agent de tratare a unui fluid de nano-foraj cuprinzând nano-silice, agent de cuplare de silanic și acrilamidă.CN 101818050 B discloses a nano-drilling fluid treatment agent comprising nano-silica, silane coupling agent and acrylamide.

Aditivii folosiți în mod curent pentru suspensiile de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă, în special clasa de aditivi utilizați în condiții de înaltă presiune temperatură ridicată (HPHT) pot avea unul sau mai multe dintre următoarele dezavantaje:Commonly used additives for cement wells for oil wells and water-based drilling fluids, in particular the class of additives used in high temperature high pressure (HPHT) conditions may have one or more of the following disadvantages:

1) Sunt costisitoare (substanțe chimice scumpe), din cauza proceselor de producție complexe.1) They are expensive (expensive chemicals) due to complex production processes.

2) Generează o vâscozitate ridicată la temperatură scăzută.2) Generates a high viscosity at low temperature.

4) întârzie procesul de hidratare și stabilizare a cimentului.4) delays the process of hydration and stabilization of the cement.

5) Nu funcționează bine în ciment care conține sare.5) It does not work well in cement containing salt.

6) Suferă de degradare termică la temperaturi extreme ridicate.6) Suffers from thermal degradation at extremely high temperatures.

Prin urmare, un obiect al prezentei invenții este acela de a furniza un aditiv pentru suspensiile de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă, care a înlătură problemele menționate mai sus.Therefore, it is an object of the present invention to provide an additive for cement suspensions for oil wells and aqueous drilling fluids, which has eliminated the problems mentioned above.

Un alt obiect al prezentei invenții este acela de a reda o metodă simplificată pentru producerea unui astfel de aditiv.Another object of the present invention is to provide a simplified method for producing such an additive.

Scurtă descriere a invenției în această invenție, sunt redați aditivi pentru suspensiile de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă care conțin microsilice modificată chimic și polimeri organici.Brief Description of the Invention In this invention, additives are provided for cement suspensions for oil wells and aqueous drilling fluids containing chemically modified microsilica and organic polymers.

în prezenta invenție, s-a descoperit, în mod surprinzător, că prin adăugarea de monomeri organici la microsilicea modificată chimic, se obțin aditivi eficienți pentru suspensiile de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă.In the present invention, it has surprisingly been found that by the addition of organic monomers to chemically modified microsilica, efficient additives for oil well cement suspensions and aqueous drilling fluids are obtained.

Prezenta invenție redă un aditiv pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă care cuprind microsilice având o dimensiune a particulelor cuprinsă în intervalul de la 0,02 pm la 45 pm, cantitatea de microsilice fiind cuprinsă în intervalul de 1-80% în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, suprafața microsilicei cuprinzând silan polimerizabil, silanul polimerizabil fiind într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,01 - 20% în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate și aditivul cuprinzând în plus cel puțin un monomer derivat de acrilamidă.The present invention provides an additive for cement suspensions for oil wells and aqueous-based drilling fluids comprising microsilicas having a particle size in the range of 0.02 pm to 45 pm, the amount of microsilicas being in the range of 1- 80% by weight relative to the total weight of the dry matter, the surface of the microsilica comprising polymerizable silane, the polymerizable silane being in an amount in the range of 0.01 - 20% by weight relative to the total weight of the dry microsilica and the additive comprising in addition the at least one acrylamide-derived monomer.

într-un aspect, prezenta invenție redă un aditiv pentru pierderi de fluid pentru suspensiile de ciment pentru puțuri petroliere și lichide de foraj pe bază apoasă, în care a 2020 00118In one aspect, the present invention provides a fluid loss additive for aqueous cement wells and drilling rigs on a water-based basis, in which 2020 00118

28/09/2018 aditivul de pierdere de fluid cuprinde microsilice, în care microsilica este sub formă de particule de SiO2 amorf obținut dintr-un procedeu în care silicea este redusă la SiO-gazos și produsul de reducere sunt oxidat în faza de vapori și condensat pentru a se forma silice amorfă care conține > 90% în greutate silice (SiO2) și având o densitate specifică de 2,1 2,3 g/cm3, o arie a suprafeței de 12-40 m2/g și o dimensiune a particulelor cuprinsă în intervalul de 0,02 pm la 45 pm, într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 1-80% în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, suprafața microsilicei cuprinzând silan polimerizabil într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,01 - 20% în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate și aditivul pentru pierderea de fluid cuprinzând în plus cel puțin un monomer derivat de acrilamidă selectat din grupul constând din acrilamidă (AAm), acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA), vinilformamidă, N-terț-butilacrilamidă (NTBAAm), N-(Hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), Ν,Ν'-Metilenebisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril, și 2(dimetilamino)metacrilat de etil.28/09/2018 the fluid loss additive comprises microsilica, in which the microsilica is in the form of amorphous SiO 2 particles obtained from a process in which the silica is reduced to SiO-gaseous and the reduction product are oxidized in the vapor phase and condensed to form amorphous silica containing> 90% by weight of silica (SiO 2 ) and having a specific density of 2,1 2,3 g / cm 3 , a surface area of 12-40 m 2 / g and a particle size in the range of 0.02 pm to 45 pm, in an amount ranging from 1-80% by weight to the total weight of the dry matter, the surface of the microsilica comprising polymerizable silane in an amount ranging from 0.01 - 20% by weight of the total dry microsilica weight and fluid loss additive further comprising at least one acrylamide-derived monomer selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NN DMA), vinylformamide, N-tert-butylacrylamide (NTBAAm), N- (Hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), Ν, Ν'-Methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrolactam, acrylonitrile, and 2 (methylacrylate).

Conform unui mod de realizare a invenției, aditivul cuprinde în plus cel puțin un monomer nesaturat acid.According to one embodiment of the invention, the additive further comprises at least one acid unsaturated monomer.

Conform unui mod de realizare a invenției, respectivul cel puțin un monomer derivat al acrilamidei este selectat din grupul format din acrilamidă (AAm), acid 2-acrilamido-2metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA), vinilformamidă, N-terțbutilacrilamidă (NTBAAm), N-(Hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), N,N'Metilenbisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril, și 2(dimetilamino)metacrilat de etil.According to one embodiment of the invention, said at least one acrylamide-derived monomer is selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA), vinylformamide, N -tertbutylacrylamide (NTBAAm), N- (Hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), N, N'Methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrolactam, acrylonitrile, and 2 (dimethylamino) ethyl methacrylate.

într-un mod de realizare a invenției, respectivul ce puțin monomer nesaturat acid menționat este selectat din grupul care constă din acid acrilic (AA), acid metacrilic, anhidridă maleică (MA), acid itaconic, acid 4-vinilbenzensulfonic, și acid vinilfosfonic.In one embodiment of the invention, said slightly unsaturated acid monomer is selected from the group consisting of acrylic acid (AA), methacrylic acid, maleic anhydride (MA), itaconic acid, 4-vinylbenzenesulfonic acid, and vinylphosphonic acid.

într-un mod de realizare a invenției, aditivul cuprinde monomerii derivați de acrilamidă acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS) și Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA).In one embodiment of the invention, the additive comprises monomers derived from 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid acrylamide (AMPS) and Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA).

într-un mod de realizare a invenției, aditivul cuprinde monomerii derivați de acrilamidă acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA) și acrilamidă (AAm).In one embodiment of the invention, the additive comprises monomers derived from 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid acrylamide (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) and acrylamide (AAm).

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/2018 într-un mod de realizare a invenției, aditivul cuprinde monomerii derivați de acrilamidă acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), N,N-dimetilacrilamidă (NNDMA) și acrilamidă (AAm) și monomerul nesaturat acid, acidul acrilic (AA).28/09/2018 In one embodiment of the invention, the additive comprises monomers derived from 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid acrylamide (AMPS), N, N-dimethylacrylamide (NNDMA) and acrylamide (AAm) and the acid unsaturated monomer , acrylic acid (AA).

într-un alt mod de realizare a invenției, cantitatea de microsilice care cuprinde silan polimerizabil pe suprafața sa este cuprinsă în intervalul de 20 - 70 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 20 - 60 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 25 - 55 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 25 50 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 30 - 50 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 30 - 40 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.In another embodiment of the invention, the amount of microsilicon comprising polymerizable silane on its surface is in the range of 20-70% by weight relative to the total weight of the dry matter, 20-60% by weight relative to the total weight of the dry matter, 25 - 55% by weight of the total weight of the dry matter, 25 50% by weight of the total weight of the dry matter, 30 - 50% by weight of the total weight of the dry matter, 30 - 40% by weight compared to the total weight of the dry matter.

într-un alt mod de realizare a invenției, respectivul cel puțin un monomer derivat de acrilamidă este prezent într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 20-90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 50-90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 60-80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.In another embodiment of the invention, said at least one acrylamide-derived monomer is present in an amount in the range of 20-90% by weight relative to the total weight of the dry matter, 50-90% by weight relative to total dry weight, 60-80% by weight of the total dry weight.

într-un alt mod de realizare a invenției, respectivul cel puțin un monomer nesaturat acid menționat este prezent într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1 -20 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 1 - 15 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 2-10 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.In another embodiment of the invention, said at least one said unsaturated acid monomer is present in an amount in the range of 0.1 -20% by weight relative to the total weight of the dry matter, 1-15% by weight relative to the total weight of the dry matter, 2-10% by weight relative to the total weight of the dry matter.

într-un alt mod de realizare a invenției, distribuția dimensională a particulelor aditivului măsurată prin metoda de difuzie a luminii este cuprinsă în intervalul de la 0,05 pm la 500 μτη cu o dimensiune medie (D50) cuprinsă în intervalul de 5 μτη la 20 μιη.In another embodiment of the invention, the dimensional distribution of the additive particles measured by the light scattering method is in the range of 0.05 pm to 500 μτη with an average size (D50) in the range of 5 μτη to 20 μm. μιη.

într-un mod de realizare a invenției, silanul polimerizabil este selectat din grupul care constă din viniltrimetoxisilan, trietoxivinilsilan, viniltris(2-metoxietoxi)silan, dimetoximetilvinilsilan, dietoxi(metil)vinilsilan, triclorovinilsilan, eter tris(trimetilsilil)silil vinilic, 3-(trimetoxisilil) acrilat de propil, 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil, 3-[tris(trimetilsiloxi)silil] metacrilat de propil și 3-(trietoxisilil)metacrilat de propil.In one embodiment of the invention, the polymerizable silane is selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxy (methyl) vinylsilane, trichlorovinylsilane, triethyl ether (3) propyl (trimethoxysilyl) propyl acrylate, propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate, propyl 3- [tris (trimethylsilyloxy) silyl] methacrylate and propyl 3- (triethoxysilyl) methacrylate.

într-un mod de realizare a invenției, silanul polimerizabil este viniltrimetoxisilan sau 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil.In one embodiment of the invention, the polymerizable silane is vinyl trimethoxysilane or propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate.

Prezenta invenție se referă în plus la o metodă de producere a unui aditiv pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă care cuprinde etapele de:The present invention further relates to a method of producing an additive for cement suspensions for oil wells and aqueous drilling fluids comprising the steps of:

a) modificare a suprafeței microsilice! cu silan polimerizabil prin aducerea în contact a microsilice! într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 80 - 99,9 % în greutate față de greutatea a 2020 00118a) modification of the microsilica surface! with polymerizable silane by contacting microsilicas! in an amount ranging from 80 to 99.9% by weight compared to the weight of 2020 00118

28/09/2018 totală a substanței uscate, cu silan polimerizabil într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,ΙΣΟ % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate;28/09/2018 total dry matter, with silane polymerizable in an amount in the range of 0, ΙΣΟ% by weight compared to the total weight of the dry microsilica;

b) polimerizare a microsilicei modificate cu silan polimerizabil într-o cantitate de 1 - 80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, cu cel puțin un monomer derivat de acrilamidă într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 50 - 90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.b) polymerization of modified microsilica with polymerizable silane in an amount of 1 - 80% by weight relative to the total weight of the dry matter, with at least one monomer derived from acrylamide in an amount in the range of 50 - 90% by weight compared to the total weight of the dry matter.

într-un alt aspect, prezenta invenție redă o metodă de producere a unui aditiv pentru pierderea de fluid pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă conform invenției, care cuprinde etapele de:In another aspect, the present invention provides a method of producing a fluid loss additive for cement wells for oil wells and aqueous drilling fluids according to the invention, comprising the steps of:

a) modificare a suprafeței microsilicei cu silan polimerizabil prin aducerea microsilicei într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 80 - 99,9 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate în contact cu un silan polimerizabil într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1 - 20 % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate;a) modification of the surface of the microsilica with polymerizable silane by bringing the microsilica in an amount in the range of 80 - 99.9% by weight compared to the total weight of the dry matter in contact with a polymerizable silane in an amount in the range of 0 , 1 - 20% by weight of the total weight of the dried microsilica;

b) polimerizare a microsilicei modificate cu silan polimerizabil într-o cantitate de 1 - 80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate cu cel puțin un monomer derivat de acrilamidă selectat din grupul care constă din acrilamidă (AAm), 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic acid (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA), vinilformamidă, N(hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), Ν,Ν'-metilenebisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril, și 2-(dimetilamino)metacrilat de etil, într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 50 - 90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.b) polymerization of modified microsilica with polymerizable silane in an amount of 1 - 80% by weight relative to the total weight of the dry matter with at least one acrylamide-derived monomer selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2-acrylamido- 2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA), vinylformamide, N (hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), Ν, Ν'-methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrylamethyl, and methylbutyrolactamate, of ethyl, in an amount ranging from 50 to 90% by weight relative to the total weight of the dry matter.

într-un mod de realizare a invenției, microsilicea modificată cu silan polimerizabil este polimerizată în plus cu cel puțin un monomer nesaturat acid într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1 - 20 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.In one embodiment of the invention, the polymerized silane-modified microsilica is further polymerized with at least one acid unsaturated monomer in an amount in the range of 0.1 - 20% by weight relative to the total weight of the dry matter.

într-un mod de realizare a invenției, suprafața microsilicei este modificată cu silan polimerizabil utilizând o metodă uscată.In one embodiment of the invention, the surface of the microsilica is modified with polymerizable silane using a dry method.

într-un mod de realizare a invenției, suprafața microsilicei este modificată cu silan polimerizabil utilizând o metodă umedă.In one embodiment of the invention, the surface of the microsilica is modified with polymerizable silane using a wet method.

într-un mod de realizare a invenției, microsilicea modificată cu silan polimerizabil este polimerizată utilizând o tehnică de polimerizare cu radicali liberi.In one embodiment of the invention, the polymerizable silane-modified microsilica is polymerized using a free radical polymerization technique.

într-un mod de realizare a invenției, respectivul cel puțin un monomer derivat de acrilamidă menționat este selectat din grupul care constă din acrilamidă (AAm), acid 2acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA), a 2020 00118In one embodiment of the invention, said at least one acrylamide-derived monomer is selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA), a 2020 00118

28/09/2018 vinilformamidă, N-(Hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), N,N'-Metilenebisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril, și 2-(dimetilamino)metacrilat de etil.28/09/2018 vinylformamide, N- (Hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), N, N'-Methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrolactam, acrylonitrile, and ethyl 2- (dimethylamino) methacrylate.

într-un mod de realizare a invenției, respectivul cel puțin un monomer nesaturat acid menționat este selectat din grupul care constă din acid acrilic (AA), acid metacrilic, anhidridă maleică (MA), itaconic acid, acid 4-vinilbenzensulfonic, și acid vinilfosfonic.In one embodiment of the invention, said at least one said unsaturated acid monomer is selected from the group consisting of acrylic acid (AA), methacrylic acid, maleic anhydride (MA), itaconic acid, 4-vinylbenzenesulfonic acid, and vinylphosphonic acid. .

într-un mod de realizare a invenției, silanul polimerizabil este selectat din grupul care constă din viniltrimetoxisilan, trietoxivinilsilan, viniltris(2-metoxietoxi)silan, dimetoximetilvinilsilan, dietoxi(metil)vinilsilan, triclorvinilsilan, eter tris(trimetilsilil)silil vinilic, 3-(trimetoxisilil)acrilat de propil, 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil, 3[tris(trimetilsiloxi)silil]metacrilat de propil și 3-(trietoxisilil)metacrilat de propil.In one embodiment of the invention, the polymerizable silane is selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxy (methyl) vinylsilane, trichlorvinylsilane, trisyl ethyl, 3- (tris) propyl (trimethoxysilyl) propyl acrylate, propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate, propyl 3 [tris (trimethylyloxy) silyl] methyl acrylate and propyl 3- (triethoxysilyl) methacrylate.

într-un mod de realizare a invenției, silanul polimerizabil este viniltrimetoxisilan sau 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil.In one embodiment of the invention, the polymerizable silane is vinyl trimethoxysilane or propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate.

Acestea și alte caracteristici, avantaje și beneficii și obiecte vor deveni aparente pentru o persoană de specialitate în domeniu, prin luarea în considerare cu atenție a descrierii detaliate și a modurilor de realizare reprezentative ale invenției de mai jos și a desenelor însoțitoare.These and other features, advantages and benefits and objects will become apparent to one skilled in the art by carefully considering the detailed description and representative embodiments of the invention below and the accompanying drawings.

Scurtă descriere a desenelorShort description of the drawings

Vor fi descrise acum modurile de realizare a invenție cu referire la desenele care urmează.The embodiments of the invention will now be described with reference to the following drawings.

Fig. 1 prezintă o micrografie de scanare electronică a unui aditiv conform invenției preparat conform Exemplului 4.Fig. 1 shows an electronic scanning micrograph of an additive according to the invention prepared according to Example 4.

Fig. 2 prezintă o micrografie de scanare electronică a unui aditiv conform invenției preparat conform Exemplului 4.Fig. 2 shows an electronic scanning micrograph of an additive according to the invention prepared according to Example 4.

Fig. 3 prezintă o micrografie de scanare electronică a unui aditiv conform invenției preparat conform Exemplului 4.Fig. 3 shows an electronic scanning micrograph of an additive according to the invention prepared according to Example 4.

Fig. 4 prezintă distribuția dimensională a particulelor unui aditiv conform invenției preparat conform Exemplului 4 măsurată prin metoda de difuzie a luminii.Fig. 4 shows the dimensional distribution of the particles of an additive according to the invention prepared according to Example 4 measured by the light diffusion method.

Fig. 5 prezintă dezvoltarea rezistenței statice a gelului (linie dreaptă) și a rezistenței la compresiune (linie punctată) în funcție de timp, pentru o suspensie convențională de ciment pentru puțuri petroliere.Fig. 5 shows the development of static gel strength (straight line) and compressive strength (dotted line) as a function of time, for a conventional cement slurry for oil wells.

Fig. 6 prezintă dezvoltarea rezistenței statice a gelului (linie dreaptă) și a rezistenței la compresiune (linie punctată) în funcție de timp, pentru o suspensie de ciment pentru puțuri petroliere, care cuprinde un aditiv conform invenției.Fig. 6 shows the development of the static resistance of the gel (straight line) and of the compressive strength (dotted line) as a function of time, for a cement suspension for oil wells, which comprises an additive according to the invention.

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Descrierea detaliată a invențieiDetailed description of the invention

Termenul „microsilice”, utilizat în descrierea și revendicările acestei cereri, se referă la particule de SiO2 amorfe obținute dintr-un procedeu în care silicea (cuarțul) este redusă la SiO-gazos, iar produsul de reducere este oxidat în faza de vapori și condensat pentru a forma silicea amorfă. Microsilicea poate conține cel puțin 70% în greutate silice (SiO2) și, de preferință > 90% în greutate și are o densitate specifică de 2,1 - 2,3 g/cm3 și o suprafață de 12 - 40 m2/g, tipic 20 m2/g. Dimensiunea particulelor de microsilice este cuprinsă în intervalul de la 0,02 pm la 45 pm și preferabil este cuprinsă în intervalul de la 0,05 pm la 0,5 pm. Particulele primare sunt substanțial sferice și au o dimensiune medie a particulelor (D50) sub 1 pm, dimensiunea medie a particulelor (D50) poate fi cuprinsă între 0,12 pm și 0,25 pm, dimensiunea medie a particulelor (D50) poate fi în jur de 0,15 pm. Microsilicea este obținută de preferință ca un coprodus la producerea aliajelor de siliciu în cuptoare electrice de reducere.The term "microsilica", used in the description and claims of this application, refers to amorphous SiO 2 particles obtained from a process in which silica (quartz) is reduced to SiO-gas and the reduction product is oxidized in the vapor phase and condensed to form amorphous silica. The microsilica may contain at least 70% by weight of silica (SiO 2 ) and preferably> 90% by weight and has a specific density of 2.1 - 2.3 g / cm 3 and an area of 12 - 40 m 2 / g, typically 20 m 2 / g. The microsilica particle size is in the range of 0.02 μm to 45 μm and is preferably in the range of 0.05 μm to 0.5 μm. The primary particles are substantially spherical and have an average particle size (D50) below 1 pm, the average particle size (D50) can be between 0.12 pm and 0.25 pm, the average particle size (D50) can be in around 0.15 pm. Microsilica is preferably obtained as a co-product in the production of silicon alloys in electric reduction furnaces.

Mai specific, noii aditivi sunt materiale compozite cuprinzând microsilice, care sunt modificate chimic cu polimer(i). Dimensiunea în masă a particulelor de silice din matricea polimerului îmbunătățește proprietățile de etanșare ale aditivului. Utilizarea unor umpluturi funcționale anorganice, cum ar fi microsilicea modificată reduce semnificativ costul total de producție. Poate oferi alte beneficii pentru cimentarea puțurilor petroliere, cum ar fi îmbunătățirea legăturii dintre ciment și formațiune. în plus, dispersia de compozit are un profil de vâscozitate mai bun în comparație cu soluțiile apoase ale polimerilor sintetici puri. Aditivii de microsilice modificată sunt adecvați pentru aplicații la temperaturi ridicate, precum și în ciment care conține sare. Prezența părții anorganice în compozit extinde stabilitatea termică a matricei polimerice. Compozitul poate fi utilizat în majoritatea fluidelor de foraj pe bază apoasă. în plus, compozitul care cuprinde microsilice și copolimeri hidrofobi, cum ar fi stiren-butadienă, anhidridă maleică sau metacrilat de metil poate fi utilizat pentru fluide de foraj neapoase. Compozitul poate fi produs cu un conținut ridicat de solid, fără a fi necesară diluarea în timpul polimerizării, ceea ce este uzual pentru metodele de polimerizare convenționale. Dispersia concentrată de lichid poate fi utilizată direct, reducând astfel costul procesului de uscare.More specifically, the novel additives are composite materials comprising microsilicas, which are chemically modified with polymer (s). The bulk size of the silica particles in the polymer matrix improves the sealing properties of the additive. The use of inorganic functional fillers, such as modified microsilica, significantly reduces the total cost of production. It can provide other benefits for cementing oil wells, such as improving the connection between cement and formation. In addition, the composite dispersion has a better viscosity profile compared to aqueous solutions of pure synthetic polymers. Modified microsilica additives are suitable for applications at high temperatures as well as in salt-containing cement. The presence of the inorganic part in the composite extends the thermal stability of the polymer matrix. The composite can be used in most aqueous drilling fluids. In addition, the composite comprising microsilicons and hydrophobic copolymers such as styrene-butadiene, maleic anhydride or methyl methacrylate can be used for non-aqueous drilling fluids. The composite can be produced with a high solids content, without the need for dilution during polymerization, which is common for conventional polymerization methods. Concentrated liquid dispersion can be used directly, thus reducing the cost of the drying process.

Microsilicea modificată chimic este produsă prin lipirea/grefarea polimerului solubil în apă pe suprafața sferelor de microsilice printr-o legătură chimică. Există diferite modalități de a aduce în contact microsilicea cu respectivul polimer menționat pentru a se realiza o astfel de modificare. O cale este prin adăugarea de polimeri cu grupări a 2020 00118Chemically modified microsilica is produced by gluing / grafting the water-soluble polymer on the surface of microsilica spheres through a chemical bond. There are various ways of bringing the microsilica into contact with said polymer in order to make such a change. One way is by adding grouped polymers of 2020 00118

28/09/2018 funcționale, care reacționează cu suprafața silicei pentru a forma legături covalente sau ionice. O altă cale este aceea de a modifica silicea cu un agent de cuplare, cum ar fi silanul și apoi grefarea polimerului la suprafață prin intermediul agentului de cuplare. Grefarea/cuplarea silicei cu polimerii poate avea loc în stare gazoasă, lichidă sau solidă.28/09/2018 functional, which reacts with the surface of silica to form covalent or ionic bonds. Another way is to modify the silica with a coupling agent, such as silane, and then graft the polymer to the surface by means of the coupling agent. Grafting / coupling of silica with polymers can take place in a gaseous, liquid or solid state.

Microsilicea în sine nu poate reduce în mod satisfăcător pierderea prin filtrare. Cu prezenta invenție, filtrarea a fost controlată la valoarea dorită prin utilizarea de silice modificată. Suprafața microsilicei este modificată cu silan polimerizabil prin aducerea în contact a microsilicei cu respectivul silan polimerizabil menționat. Suprafața microsilicei este modificată cu silan polimerizabil prin formarea de legături covalente prin reacția grupărilor de silanol pe suprafața microsilice cu alcoxisilanul. Produsele finale sunt microsilice polimerizabilă modificată și alcooli.Microsilica itself cannot satisfactorily reduce filtration loss. With the present invention, the filtration was controlled to the desired value by the use of modified silica. The surface of the microsilica is modified with polymerizable silane by bringing the microsilica into contact with said polymerizable silane. The surface of the microsilica is modified with polymerizable silane by forming covalent bonds by the reaction of silanol groups on the surface of the microsilica with the alkoxysilane. The final products are modified polymerizable microsilica and alcohols.

Ambele metode, uscată și umedă, pot fi utilizate pentru a aduce microsilicea în contact cu silanii polimerizabili. într-o metodă uscată, silanul polimerizabil ca atare, este sau dizolvat într-un alcool, cum ar fi metanolul, etanolul, poate fi pulverizat pe microsilice. Apoi, amestecul de microsilice/silan polimerizabil este amestecat sau rotit pentru o perioadă de timp și apoi uscat pentru a se obține microsilice modificată. Modificarea uscată poate fi, de asemenea, efectuată printr-un procedeu de depunere în fază de vapori, unde silanul polimerizabil este gazeificat la temperatură ridicată și depus pe particule de silice, într-o metodă umedă, silanul polimerizabil poate fi adăugat la o dispersie care cuprinde microsilice și apă sau solvent neapos, cum ar fi toluen sau benzen.Both dry and wet methods can be used to bring microsilica into contact with polymerizable silanes. In a dry method, the polymerizable silane as such is either dissolved in an alcohol, such as methanol, ethanol, can be sprayed onto microsilicas. Then, the polymerizable microsilica / silane mixture is mixed or rotated for a period of time and then dried to obtain the modified microsilica. The dry modification can also be carried out by a vapor deposition process, where the polymerizable silane is gasified at high temperature and deposited on silica particles, in a wet method, the polymerizable silane can be added to a dispersion which comprises microsilica and water or non-aqueous solvent, such as toluene or benzene.

Exemple de silani polimerizabili adecvați sunt viniltrimetoxisilan, trietoxivinilsilan, viniltris(2-metoxietoxi)silan, dimetoximetilvinilsilan, dietoxi(metil)vinilsilan, triclorovinilsilan, eter tris(trimetilsilil)silil vinilic, 3-(trimetoxisilil) acrilat de propil, 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil, 3-[tris(trimetilsiloxi)silil] metacrilat de propil, sau 3-(trietoxisilil)metacrilat de propil.Examples of suitable polymerizable silanes are vinyltrimethoxysilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxy (methyl) vinylsilane, trichlorovinylsilane, tris (trimethylsilyl) trimyl ethyl vinyl ethyl, 3- (3-) propyl methacrylate, propyl 3- [tris (trimethylsiloxy) silyl] propyl methacrylate, or propyl 3- (triethoxysilyl) methacrylate.

Fără modificarea cu silan polimerizabil, microsilicea aderă slab la matricea polimerică. Conținutul de silice poate fi de până la 80 % în greutate din materialul compozit. Limita cea mai scăzută este de 0,1 % în greutate dar atunci va fi o pierdere de fluid polimeric aproape pur, ceea ce este costisitor. Cantitatea de microsilice din aditiv poate fi cuprinsă în intervalul de 1 - 80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 20 - 70 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 20 - 60 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 25 - 55 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 25 - 50 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 30 - 50 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 30 8 a 2020 00118Without modification with polymerizable silane, the microsilica adheres poorly to the polymer matrix. The silica content can be up to 80% by weight of the composite material. The lower limit is 0.1% by weight but then there will be a loss of almost pure polymeric fluid, which is expensive. The amount of microsilica in the additive can be in the range of 1 - 80% by weight relative to the total weight of the dry matter, 20 - 70% by weight relative to the total weight of the dry matter, 20 - 60% by weight relative to the total weight of the dry matter, 25 - 55% by weight of the total dry weight, 25 - 50% by weight of the total dry weight, 30 - 50% by weight of the total dry matter, 30 8 of 2020 00118

28/09/2018 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate. Cantitatea de silan polimerizabil este cuprinsă în intervalul de 0,01 - 20 % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate, în intervalul de 0,01 - 10 % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate, în intervalul de 0,5 - 5 % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate, sau în intervalul de 1 - 2 % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate.28/09/2018% by weight compared to the total weight of the dry matter. The amount of polymerizable silane is in the range of 0.01 - 20% by weight relative to the total weight of the dried microsilica, in the range of 0.01 - 10% by weight relative to the total weight of the dried microsilica, in the range of 0.5 - 5% by weight relative to the total weight of the dried microsilica, or in the range 1 - 2% by weight relative to the total weight of the dried microsilica.

Aditivul conform invenției nu provoacă gelifiera la temperaturi scăzute și este utilizabil pentru majoritatea aplicațiilor de cimentare, cum ar fi cimentul de înaltă presiune temperatură ridicată (HPHT), cimentul ușor, cimentarea cu densitate ridicată, cimentul care conține sare etc. Microsilicea modificată cu silan polimerizabil poate fi utilizată în alte aplicații, cum ar fi controlul filtrării pentru fluide de foraj și fracturarea fluidelor. Mai mult, poate fi utilizată ca un agent de creștere a viscozității pentru un fluid de recuperare a țițeiului îmbunătățit (EOR).The additive according to the invention does not cause gelling at low temperatures and is usable for most cementing applications, such as high temperature high pressure (HPHT) cement, light cement, high density cementation, salt-containing cement, etc. Modified microsilica with polymerizable silane can be used in other applications, such as drilling fluid filtration control and fluid fracturing. Furthermore, it can be used as a viscosity enhancing agent for an improved crude oil recovery fluid (EOR).

Pentru a se produce aditivul compozit, microsilicea modificată cu silan polimerizabil este copolimerizată cu unul sau mai mulți dintre monomerii menționați mai jos. Lanțul polimeric poate fi copolimer, terpolimer, tetrapolimer sau pentapolimer, etc. Din motive de simplitate, acesta este menționat în cerere drept copolimer, însă alte tipuri de polimeri sunt, fac de asemenea parte din obiectul prezentei invenții.To produce the composite additive, the microsilica modified with polymerizable silane is copolymerized with one or more of the monomers mentioned below. The polymer chain can be copolymer, terpolymer, tetrapolymer or pentapolymer, etc. For simplicity, it is mentioned in the application as a copolymer, but other types of polymers are also part of the subject of the present invention.

Monomeri derivați de acrilamidă adecvați sunt selectați din grupul care constă din acrilamidă (AAm), acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), N,N-dimetilacrilamidă (NNDMA), vinilformamidă, N-terț-butilacrilamidă (NTBAAm), N-(Hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), Ν,Ν'-Metilenbisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril, și 2(dimetilamino)metacrilat de etil.Suitable acrylamide-derived monomers are selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), N, N-dimethylacrylamide (NNDMA), vinylformamide, N-tert-butylacrylamide, N N- (Hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), Ν, Ν'-Methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrylactam, acrylonitrile, and 2 (dimethylamino) ethyl methacrylate.

Monomerii nesaturați acizi adecvați sunt selectați din grupul format din acid acrilic (AA), acid metacrilic, anhidridă maleică (MA), acid itaconic, acid 4-vinilbenzensulfonic și acid vinilfosfonic.Suitable acid unsaturated monomers are selected from the group consisting of acrylic acid (AA), methacrylic acid, maleic anhydride (MA), itaconic acid, 4-vinylbenzenesulfonic acid and vinylphosphonic acid.

Se pot utiliza aditivi care cuprind microsilice modificată cu silan polimerizabil și care cuprind doi monomeri, cum ar fi, de exemplu, amestecuri din doi monomeri derivați de acrilamidă sau amestecuri dintr-un monomer derivat de acrilamidă și un monomer nesaturat acid sau amestecuri din doi monomeri nesaturați acizi. Astfel de amestecuri pot fi utilizate în intervalul de temperatură de 50-150 Ό.Additives comprising microsilica modified with polymerizable silane and comprising two monomers may be used, such as, for example, mixtures of two monomers derived from acrylamide or mixtures of a monomer derived from acrylamide and an acid unsaturated monomer or mixtures of two monomers unsaturated acids. Such mixtures can be used in the temperature range of 50-150 Ό.

Pentru aplicații de fluide de foraj apoase, în special sisteme de apă dulce, s-a dovedit a fi suficientă o compoziție care cuprinde doi monomeri derivați de acrilamidă a 2020 00118For applications of aqueous drilling fluids, especially freshwater systems, a composition comprising two acrylamide-derived monomers of 2020 00118 has been shown to be sufficient.

28/09/2018 împreună cu microsilice modificată cu silan polimerizabil. Aceasta se datorează probabil, salinității scăzute a lichidelor pe bază de apă dulce. Pentru utilizarea ca fluid de foraj pe bază apoasă, un aditiv adecvat conform invenției cuprinde microsilice modificată cu silan polimerizabil și monomerii derivați de acrilamidă acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS) și Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA).28/09/2018 together with microsilica modified with polymerizable silane. This is probably due to the low salinity of freshwater liquids. For use as an aqueous drilling fluid, a suitable additive according to the invention comprises microsilica modified with polymerizable silane and monomers derived from 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid acrylamide (AMPS) and Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA).

Un aditiv adecvat conform invenției cuprinde microsilice modificată cu silan polimerizabil și monomerii derivați de acrilamidă, acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS) și acrilamidă (AAm).A suitable additive according to the invention comprises microsilica modified with polymerizable silane and monomers derived from acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) and acrylamide (AAm).

Se pot utiliza aditivi care cuprind microsilice modificată cu silan polimerizabil și care cuprind trei monomeri cum ar fi, de exemplu, amestecuri de trei mononeri derivați de acrilamidă sau amestecuri de doi monomeri derivați de acrilamidă cu un monomer nesaturat acid sau amestecuri dintr-un monomer derivat de acrilamidă cu doi monomeri nesaturați acizi.Additives may be used comprising microsilica modified with polymerizable silane and comprising three monomers such as, for example, mixtures of three acrylamide-derived mononers or mixtures of two acrylamide-derived monomers with an acid unsaturated monomer or mixtures of a derived monomer of acrylamide with two acidic unsaturated monomers.

Un aditiv adecvat conform invenției cuprinde microsilice modificată cu silan polimerizabil și monomerii derivați de acrilamidă, acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA) și acrilamidă (AAm).A suitable additive according to the invention comprises microsilica modified with polymerizable silane and monomers derived from acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) and acrylamide (AAm).

Un aditiv adecvat conform invenției cuprinde microsilice modificată cu silan polimerizabil și monomerii derivați de acrilamidă, acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS) și Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA) și monomerul nesaturat acid acid acrilic (AA).A suitable additive according to the invention comprises microsilica modified with polymerizable silane and monomers derived from acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) and Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) and the unsaturated acrylic acid monomer (AA).

Un aditiv adecvat conform invenției cuprinde microsilice modificată cu silan polimerizabil și monomerii derivați de acrilamidă, acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS) și Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA) și monomerul nesaturat acid, anhidridă maleică (MA).A suitable additive according to the invention comprises microsilica modified with polymerizable silane and monomers derived from acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) and Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) and the unsaturated acid monomer, maleic anhydride (MA).

Se pot utiliza aditivi care cuprind microsilice modificată cu silan polimerizabil și care cuprind patru monomeri cum ar fi, de exemplu, amestecuri de patru monomeri derivați de acrilamidă sau amestecuri de trei monomeri derivați de acrilamidă cu un monomer nesaturat acid sau amestecuri de doi monomeri derivați de acrilamidă cu doi monomeri nesaturați acizi sau amestecuri dintr-un monomer derivat de acrilamidă cu trei monomeri nesaturați acizi.Additives comprising microsilica modified with polymerizable silane and comprising four monomers may be used such as, for example, mixtures of four monomers derived from acrylamide or mixtures of three monomers derived from acrylamide with an acid unsaturated monomer or mixtures of two monomers derived from acrylamide with two acidic unsaturated monomers or mixtures of a monomer derived from three acidic unsaturated monomers.

Pentru cimentarea unui puț petrolier, sunt necesari aditivi care cuprind amestecuri de monomeri derivați de acrilamidă și monomeri nesaturați acizi care conțin o grupare(i) de carboxilat pentru a se realiza o adsorbție mai bună pe fazele încărcate pozitiv ale granulelor de ciment. Pentru aplicații de cimentare, un aditiv adecvat conform invenției a 2020 00118For the cementation of an oil well, additives are needed comprising mixtures of acrylamide-derived monomers and acidic unsaturated monomers containing a carboxylate group (s) to achieve better adsorption on the positively charged phases of the cement granules. For cementing applications, an additive suitable according to the invention of 2020 00118

28/09/2018 cuprinde silice modificată cu silan polimerizabilă și monomerii derivați de acrilamidă, acidul 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), acrilamida (AAm) și N,N-dimetilacrilamida (NNDMA) și monomerul nesaturat acid, acidul acrilic (AA).28/09/2018 comprises modified silica with polymerizable silane and monomers derived from acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), acrylamide (AAm) and N, N-dimethylacrylamide (NNDMA) and acid unsaturated monomer, acrylic acid (AA).

De asemenea, pot fi utilizați aditivi care cuprind microsilice modificată cu silan polimerizabil și care cuprind cinci sau mai mulți monomeri în care monomerii sunt combinați în orice mod posibil, așa cum este descris mai sus.Additives comprising microsilica modified with polymerizable silane and comprising five or more monomers in which the monomers are combined in any way possible, as described above, may also be used.

Monomerul(ii) derivat(ii) de acrilamidă este(sunt) prezent(i) în aditiv într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 20-90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 50-90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 60-80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.The monomer (s) derived from acrylamide is (are) present in the additive in an amount in the range of 20-90% by weight relative to the total weight of the dry matter, 50-90% by weight relative to total dry weight, 60-80% by weight of the total dry weight.

Monomerul(ii) nesaturat(i) acid(zi) este(sunt) prezent(i) în aditiv într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1 - 20 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 1 - 15 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 2-10 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.The acid (day) unsaturated monomer (s) is (are) present in the additive in an amount in the range of 0,1 - 20% by weight relative to the total weight of the dry matter, 1 - 15% by weight relative to the total weight of the dry matter, 2-10% by weight relative to the total weight of the dry matter.

Distribuția dimensională a particulelor, pentru particulele de pierdere de fluid este cuprinsă în intervalul de la 0,05 pm la 500 pm și preferabil în intervalul de la 0,1 pm la 15 pm. Dimensiunea medie (D50) a particulelor este cuprinsă în intervalul de la 5 pm la 20 pm, preferabil în jur de 10 pm.The particle size distribution for the fluid loss particles is in the range of 0.05 μm to 500 μm and preferably in the range of 0.1 μm to 15 μm. The average particle size (D50) is in the range of 5 μm to 20 μm, preferably about 10 μm.

Metoda pentru producerea unui aditiv pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și lichide de foraj pe bază apoasă, cuprinde o primă etapă de modificare a suprafeței microsilicei cu silan polimerizabil, utilizând o metodă uscată sau umedă, în care microsilicea este adusă în contact cu silanul polimerizabil. Microsilicea este modificată chimic pentru a permite o mai bună integrare în rețeaua polimerului. Microsilicea este adaugată într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 80 - 99,9 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate și silanul polimerizabil este adăugat într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1-20 % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate. Silanul polimerizabil este selectat din grupul specificat mai sus.The method for producing an additive for cement suspensions for oil wells and water-based drilling fluids comprises a first step of modifying the surface of the microsilica with polymerizable silane, using a dry or wet method, in which the microsilica is brought into contact with the polymerizable silane . Microsilica is chemically modified to allow better integration into the polymer network. Microsilica is added in an amount ranging from 80 to 99.9% by weight relative to the total weight of the dry matter and the polymerizable silane is added in an amount ranging from 0.1-20% by weight to the weight total dry microsilica. The polymerizable silane is selected from the group specified above.

Microsilicea modificată cu silan este ulterior polimerizată folosind o tehnică de polimerizare cu radicali liberi. Polimerizarea cu radicali liberi este o metodă utilizată pe scară largă pentru polimerizarea monomerilor nesaturați, în care radicalii liberi inițiază polimerizarea. Aditivii conform invenției pot fi produși prin orice metodă de polimerizare cu radicali liberi cum ar fi polimerizarea în stare solidă, soluție, suspensie sau emulsie.Silane-modified microsilica is subsequently polymerized using a free radical polymerization technique. Free radical polymerization is a widely used method for the polymerization of unsaturated monomers, in which free radicals initiate polymerization. The additives according to the invention can be produced by any free radical polymerization method such as solid state polymerization, solution, suspension or emulsion.

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/2018 în etapa de polimerizare, microsilicea modificată cu silan într-o cantitate de 1 - 80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate este polimerizată cu cel puțin un monomer derivat de acrilamidă; respectivul cel puțin un monomer derivat de acrilamidă menționat fiind adăugat într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 50 - 90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate și opțional cel puțin un monomer nesaturat acid. Dacă este prezent, respectivul cel puțin un monomer nesaturat acid menționat este adăugat într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,5 - 20 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate. Monomerii derivați de acrilamidă si monomerii nesaturati acizi » 1 > » sunt selectați din grupurile specificate mai sus.28/09/2018 in the polymerization step, the microsilica modified with silane in an amount of 1 - 80% by weight compared to the total weight of the dry matter is polymerized with at least one monomer derived from acrylamide; said at least one said acrylamide-derived monomer being added in an amount in the range of 50-90% by weight to the total weight of the dry matter and optionally at least one acid unsaturated monomer. If present, said at least one said unsaturated acid monomer is added in an amount in the range of 0,5 to 20% by weight relative to the total weight of the dry matter. Acrylamide-derived monomers and acidic unsaturated monomers »1>» are selected from the groups specified above.

Prepararea aditivilor de pierdere de fluid din silice modificată chimicPreparation of chemically modified silica fluid loss additives

Cu excepția cazului în care se specifică altfel, suspensia de microsilice folosită în exemple a fost suspensia Microblock®, care este o suspensie de circa 50% în greutate (%gr) apă și circa 50%gr (pulbere de silice amorfă cu alți aditivi, produsă de Elkem AS.Unless otherwise specified, the microsilica suspension used in the examples was the Microblock® suspension, which is a suspension of about 50% by weight (% gr) water and about 50% gr (amorphous silica powder with other additives, produced by Elkem AS.

Procedeul de producere a aditivilor care conțin microsilice este compus din două etape:The process for producing microsilica-containing additives consists of two steps:

1) Modificarea silicei1) Silica modification

Pentru a încorpora silicea într-o matrice polimerică, suprafața silicei este modificată cu substanțe chimice, cum ar fi silan polimerizabil. Se aplică metode obișnuite de modificare umedă sau uscată.To incorporate silica into a polymeric matrix, the surface of silica is modified with chemicals, such as polymerizable silane. Common wet or dry modification methods apply.

Exemplul 1: Modificarea microsilicei cu silan polimerizabil utilizând o metodă uscatăExample 1: Modification of microsilica with polymerizable silane using a dry method

1000 g de microsilice s-au colectat de la un cuptor de producere a siliciului an ARC. Proba s-a uscat la 105 °C peste noapte. După uscarea peste noapte, proba s-a încărcat într-un amestecător Hubert și peste microsilice s-au pulverizat 20 g de 3(trimetoxisilil)metacrilat de propil was. Amestecul s-a amestecat timp de 30 min și ulterior s-a uscat peste noapte, la 40 °C, în vid.1000 g of microsilicas were collected from an ARC silicon production furnace. The sample was dried at 105 ° C overnight. After drying overnight, the sample was charged to a Hubert mixer and 20 g of 3 (trimethoxysilyl) propyl methacrylate was sprayed onto microsilica. The mixture was stirred for 30 min and then dried overnight at 40 ° C in vacuo.

Exemplul 2: Modificarea microsilicei cu silan polimerizabil utilizând o metodă umedăExample 2: Modification of microsilica with polymerizable silane using a wet method

Microsilicea s-a uscat peste noapte la a temperature de 105 °C. Apoi, 300 g de microsilice uscată s-au dispersat în 1000 mL de toluene și s-au spălat rapid cu azot. Temperatura a fost crescută la 50 °C. După creșterea temperaturii, s-au adăugat, în porții, 15 g de 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil. Amestecul s-a agitat, peste noapte, sub reflux, a 2020 00118Microsilica was dried overnight at 105 ° C. Then, 300 g of dried microsilica was dispersed in 1000 mL of toluene and washed quickly with nitrogen. The temperature was raised to 50 ° C. After raising the temperature, 15 g of propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate were added in portions. The mixture was stirred overnight under reflux for 2020 00118

28/09/2018 la 50 °C. Silicea modificată s-a filtrat și s-a spălat cu 200 ml etanol de două ori. în final, amestecul s-a uscat, peste noapte, la 40 °C, sub vid.28/09/2018 at 50 ° C. The modified silica was filtered and washed with 200 ml of ethanol twice. Finally, the mixture was dried overnight at 40 ° C under vacuum.

Metoda de modificare uscată este mai rapidă și mai eficientă din punct de vedere al costului, în comparație cu metoda de modificare umedă.The dry modification method is faster and more cost-effective compared to the wet modification method.

2) Polimerizarea2) Polymerization

Microsilicea modificată cu silan polimerizabil este polimerizată cu unul sau câțiva monomeri derivați de acrilamidă și opțional unul sau mai mulți monomeri nesaturați acizi utilizând o tehnică de polimerizare cu radicali liberi, care poate fi condusă prin metode de polimerizare în stare solidă, soluție, emulsie, emulsie invertită, mini-emulsie sau suspensie. Exemple de monomeri care pot fi polimerizați cu microsilice modificată cu silan polimerizabil sunt monomerii derivați de acrilamidă selectați din grupul care constă din acrilamidă (AAm), acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA), vinilformamidă, N-terț-butilacrilamidă (NTBAAm), N-(hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), Ν,Ν'-metilenbisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril și 2(dimetilamino)metacrilat de etil și monomerii nesaturați acizi din grupul care constă din acid acrilic (AA), acid metacrilic, anhidridă maleică (MA), acid itaconic, acid 4vinilbenzensulfonic, și acid vinilfosfonic.The polymerized silane modified microsilica is polymerized with one or more monomers derived from acrylamide and optionally one or more acid unsaturated monomers using a free radical polymerization technique, which can be carried out by solid state, solution, emulsion, emulsion polymerization methods. inverted, mini-emulsion or suspension. Examples of monomers that can be polymerized with microsilica modified with polymerizable silane are acrylamide-derived monomers selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (N) , vinylformamide, N-tert-butylacrylamide (NTBAAm), N- (hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), Ν, Ν'-methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrolactam, acrylonitrile and 2 (dimethylamino ethyl) and dimethylamethyl ether consists of acrylic acid (AA), methacrylic acid, maleic anhydride (MA), itaconic acid, 4vinylbenzenesulfonic acid, and vinylphosphonic acid.

Au fost utilizați inițiatori de radicali liberi cum ar fi persulfat de potasiu, persulfat de amoniu, peroxid de benzoil, 2,2’-azobisisobutironitril (AIBN), peroxid de terț-butil. în plus, se pot utiliza inițiatori redox.Free radical initiators such as potassium persulfate, ammonium persulfate, benzoyl peroxide, 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN), tert-butyl peroxide were used. in addition, redox initiators can be used.

Exemplul 3: Polimerizarea în soluțieExample 3: Polymerization in solution

1) 15 g de microsilice modificată cu 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil, preparată utilizând metoda uscată cu utilizarea a 1,5% gr de 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil în greutate față de microsilicea uscată, s-a amestecat uscată cu 25 g acid 2-acrilamido-2metilpropan sulfonic (AMPS) și 7 g Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA) monomeri și s-a amestecat în 200 mL de apă deionizată.1) 15 g of microsilica modified with propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate, prepared using the dry method using 1.5% g of propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate by weight over the dried microsilica, mixed dry with 25 g of 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) and 7 g of Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) monomers and mixed in 200 mL of deionized water.

2) pH-ul amestecului s-a ajustat la 7 utilizând 50% gr soluție de NaOH.2) The pH of the mixture was adjusted to 7 using 50% g of NaOH solution.

3) Amestecul s-a transferat apoi într-un balon de 500 litri echipat cu un condensator de reflux, agitator magnetic și termometru.3) The mixture was then transferred to a 500 liter flask equipped with a reflux condenser, magnetic stirrer and thermometer.

4) Vasul de reacție s-a încălzit la 60 °C.4) The reaction vessel was heated to 60 ° C.

5) S-au adăugat 0,33 g persulfat de amoniu dizolvat în 10 ml apă ca inițiator de radicali liberi pentru a se iniția reacție.5) 0.33 g of ammonium persulfate dissolved in 10 ml of water as a free radical initiator were added to initiate the reaction.

6) Reacția s-a efectuat timp de 2 ore, în final obținându-se o suspensie vâscoasă.6) The reaction was carried out for 2 hours, finally obtaining a viscous suspension.

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Exemplul 4: Polimerizarea în soluțieExample 4: Solution polymerization

1) 15 g de microsilice modificată cu 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil, preparată utilizând metoda uscată prin utilizarea a 1,5% gr 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil în greutate față de microsilicea uscată s-au amestecat în stare uscată cu 2,5 g acid acrilic (AA), 2 g acrilamidă (AAm), 3 g Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA) și 25 g acid 2-acrilamido2-metilpropan sulfonic (AMPS) ca monomeri și s-au amestecat în 200 mL de apă deionizată.1) 15 g of microsilica modified with propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate, prepared using the dry method using 1.5% g 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate by weight compared to the dried microsilica were mixed in the dry state with 2.5 g acrylic acid (AA), 2 g acrylamide (AAm), 3 g Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) and 25 g 2-acrylamido2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) as monomers and mixed in 200 mL of deionized water.

2) pH-ul amestecului s-a ajustat la 7 utilizând 50% gr de soluție de NaOH.2) The pH of the mixture was adjusted to 7 using 50% g of NaOH solution.

3) Amestecul s-a transferat apoi într-un balon de 500 litri echipat cu condensator de reflux, agitator magnetic, azot gazos și termometru.3) The mixture was then transferred to a 500 liter flask equipped with reflux condenser, magnetic stirrer, nitrogen gas and thermometer.

4) Vasul de reacție s-a încălzit la 60 °C.4) The reaction vessel was heated to 60 ° C.

5) S-au adăugat 0,33 g persulfat de amoniu dizolvat în 10 ml apă ca inițiator de radicali liberi pentru a iniția reacția.5) 0.33 g of ammonium persulfate dissolved in 10 ml of water were added as a free radical initiator to initiate the reaction.

6) Reacția s-a efectuat timp de 2 ore, la final fiind obținută o suspensie vâscoasă.6) The reaction was carried out for 2 hours, at the end a viscous suspension was obtained.

Exemplul 5: procedeu de polimerizare semi-continuu în soluțieExample 5: Semi-continuous polymerization process in solution

1) Soluția A constând din 15 g de microsilice modificată cu 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil amestecat în stare uscată cu 25 g acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), 3 g acrilamidă (AAm), și 7gm N, N-dimetilacrilamidă (NNDMA) ca monomeri s-a amestecat în 200 mL de apă deionizată.1) Solution A consisting of 15 g of microsilica modified with propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate mixed dry with 25 g of 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), 3 g of acrylamide (AAm), and 7 g N N-dimethylacrylamide (NNDMA) as monomers was mixed in 200 mL of deionized water.

2) pH-ul amestecului s-a ajustat la 7 utilizând soluție de NaOH 50% gr.2) The pH of the mixture was adjusted to 7 using 50% gr NaOH solution.

3) Soluția B constând din 0,33 g persulfat amoniu s-a dizolvat în 10 ml de apă ca inițiator de radicali liberi.3) Solution B consisting of 0.33 g of ammonium persulphate was dissolved in 10 ml of water as a free radical initiator.

4) 10 % din totalul de soluții A și B, în acest caz, 25,5 g de soluție A și 1,03 g de soluție4) 10% of the total solutions A and B, in this case 25,5 g of solution A and 1,03 g of solution

B, s-au transferat într-un balon de 500 litri echipat cu condensator de reflux, agitator magnetic, azot gazos, și termometru.B, were transferred to a 500 liter flask equipped with reflux condenser, magnetic stirrer, nitrogen gas, and thermometer.

5) Vasul de reacție s-a încălzit la 60 °C.5) The reaction vessel was heated to 60 ° C.

6) Restul de soluții A și B s-a alimentat în vasul de recție utilizând 2 pompe metrice în decurs de 75 min.6) The remaining solutions A and B were fed into the reaction vessel using 2 metric pumps within 75 min.

7) Reacția s-a efectuat timp de 1 oră după ce s-a terminat adiția soluțiilor.7) The reaction was performed for 1 hour after the addition of the solutions.

8) Reacția s-a terminat prin răcirea la temperatura camerei și în final s-a obținut o suspensie vâscoasă.8) The reaction was terminated by cooling to room temperature and finally a viscous suspension was obtained.

Morfologia microsilicei modificate cu aditiv a 2020 00118Morphology of modified microsilica with additive of 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Figurile 1, 2 și 3 prezintă micrografii de scanare electronică ale unui aditiv conform invenției produs prin procedura descrisă în Exemplul 4. Materialul compozit este un aglomerat mare umplut cu microsilice, care este înconjurată de materiale polimerice. La forfecarea ridicată, astfel de particule se deformează și umplu golurile dintre particulele de ciment și reduc pierderea de fluid. Dimensiunea materialului compozit conform invenției menționat a fost măsurată și prin metoda de difuzie a luminii, așa cum este prezentat în figura 4.Figures 1, 2 and 3 show electron scanning micrographs of an additive according to the invention produced by the procedure described in Example 4. The composite material is a large agglomerate filled with microsilica, which is surrounded by polymeric materials. At high shear, such particles deform and fill the gaps between the cement particles and reduce fluid loss. The size of the composite material according to said invention was also measured by the light scattering method, as shown in Figure 4.

Cimentarea puțurilor petroliereCementing of oil wells

Pentru a ilustra aplicarea noii invenții, au fost efectuate, conform standardului API 10, teste de cimentare a puțurilor petroliere folosind microsilice modificată chimic cu polimeri conform invenției. Suspensia Microblock® produsă de Elkem AS a fost utilizată ca materie primă pentru a se prepara microsilicea modificată. Celelalte substanțe chimice, cum ar fi aditivul de pierdere de fluid convențional, dispersantul, întârzieterul și de-spumantul sunt substanțe chimice uzuale pentru a formula un ciment de puț petrolier. Faina de silice, Milisil M10 (23 pm & 2,65 sg (greutate specifică)) furnizată de Sibelco a fost utilizată pentru a preveni retrogresia rezistenței la temperaturi peste 110°C. Cimentul G a fost furnizat de Dyckerhoff (finețea (Blaine) a fost de 326 m2/kg).To illustrate the application of the new invention, oil well cementation tests using chemically modified microsilica with polymers according to the invention were performed according to API 10 standard. The Microblock® suspension produced by Elkem AS was used as a raw material to prepare the modified microsilica. Other chemicals, such as conventional fluid loss additive, dispersant, retarder and de-foamer are common chemicals to formulate an oil well cement. Silica flour, Milisil M10 (23 pm & 2.65 sg (specific gravity)) supplied by Sibelco was used to prevent the retrogression of the resistance to temperatures above 110 ° C. Cement G was supplied by Dyckerhoff (fineness (Blaine) was 326 m 2 / kg).

Pentru prepararea și caracterizarea suspensiei de ciment au fost utilizate următoarele echipamente: reometru Fann 35 cu termo-cupă, atmosferic și HPHT (presiune înaltă temperatură ridicată), consistometere, echipament pentru măsurarea pierderii de fluid (HPHT), analizor ultrasonic de rezistență la compresiune (UCA), amestecător în contrasens cu viteză constantă, cilindru de măsurare de 200 - 250 ml și balanță de precizie.The following equipment was used for the preparation and characterization of the cement slurry: Fann 35 thermometer with thermo-cup, atmospheric and HPHT (high temperature high pressure), consistometers, equipment for measuring fluid loss (HPHT), ultrasonic compression strength analyzer ( UCA), constant speed countermeasure mixer, measuring cylinder of 200 - 250 ml and precision balance.

Utilizarea microsilicei modificate chimic într-o suspensie standard de 1,9 sg (greutate specifică) pentru puțuri petroliereUse of chemically modified microsilica in a standard 1.9 sg (specific gravity) suspension for oil wells

Exemplul 6Example 6

Formularea de ciment prezentată în Tabelul 1 a fost utilizată pentru prepararea unei suspensii de ciment cu o densitate de 1,9 g/cm3. în acest exemplu, performanța substanței chimice dezvoltate a fost testată într-un model tipic de ciment pentru puțuri petroliere, cu o densitate (greutate specifică) de 1,9 g/cm3. Suspensiile 1 și 2 au fost preparate fără aditivi pentru pierderea de fluid. în suspensiile 1 și 2, s-au adăugat suspensia Microblock® cu o cantitate de 25% și, respectiv, 33% din greutatea cimentului. Suspensia 3 a fost preparată utilizând un aditiv polimeric convențional de pierdere de fluid care conține acid 2acrilamido-2-metilpropan sulfonic, acrilamidă și N-vinil-N-alchilalcanamidă într-o cantitate de 1% din greutatea cimentului (BWOC). Suspensia 4 a fost preparată cu un aditiv de a 2020 00118The cement formulation shown in Table 1 was used to prepare a cement slurry with a density of 1.9 g / cm 3 . In this example, the performance of the developed chemical was tested in a typical oil well cement model with a density (specific gravity) of 1.9 g / cm 3 . Suspensions 1 and 2 were prepared without additives for fluid loss. In suspensions 1 and 2, the Microblock® suspension was added with an amount of 25% and 33% by weight of cement, respectively. Suspension 3 was prepared using a conventional polymeric fluid loss additive containing 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acrylamide and N-vinyl-N-alkylalkanamide in an amount of 1% by weight of cement (BWOC). Suspension 4 was prepared with an additive of 2020 00118

28/09/2018 pierdere de fluid conform invenției, preparat conform Exemplului 4, cu o cantitate de 1% în greutate echivalent uscat față de greutatea cimentului.28/09/2018 fluid loss according to the invention, prepared according to Example 4, with an amount of 1% by weight dry equivalent to the weight of the cement.

Viscozitatea plastică a fost măsurată în centipoise (cP), care este egal cu un milipascal secundă (mPa · s) în unități SI (1 cP = 10-3 Pa-s = 1 mPa-s).Plastic viscosity was measured in centipoise (cP), which is equal to one millipascal second (mPa · s) in SI units (1 cP = 10 -3 Pa-s = 1 mPa-s).

Limita de elasticitate a fost măsurată în livre/100 picioare pătrate(lbs/1 OOft2), care este egal cu 0,049 kg/m2 în unități SI.The yield strength was measured in pounds / 100 square feet (lbs / 1 OOft 2 ), which is equal to 0.049 kg / m 2 in SI units.

Densitatea sau greutatea specifică (sg) a suspensiilor este măsurată în gram pe centimetru cub (g/cm3).The specific density or weight (sg) of the suspensions is measured in grams per cubic centimeter (g / cm 3 ).

Tabelul 1: Formulări de ciment pentru puțuri petroliere HPHT cu și fără aditivi de pierdere de fluid.Table 1: Cement formulations for HPHT oil wells with and without fluid loss additives.

Suspensii de ciment HPHT 1,9 sg HPHT 1.9 sg suspensia 1 (fără aditiv de pierdere de fluid) suspension 1 (without fluid loss additive) suspensia 2 (fără aditiv de pierdere de fluid) suspension 2 (without fluid loss additive) suspensia 3 (cu aditiv de pierdere de fluid convențional) suspension 3 (with conventional fluid loss additive) suspensia 4 (cu aditiv de pierdere de fluid conform invenției) suspension 4 (with additive of loss of fluid according to the invention) Apă, g Water, g 233,3 233.3 174,1 174.1 275,0 275.0 247,0 247.0 dispersant HT (temperatură ridicată) ,g dispersant HT (high temperature), g 4,1 4.1 4,1 4.1 4,2 4.2 4,2 4.2 FLAC (aditiv de pierdere de fluid pentru ciment), g FLAC (fluid loss additive for cement), g 0,0 0.0 0,0 0.0 5,7 5.7 33,5 33.5 întârzietor HT (temperatură ridicată), g HT delay (high temperature), g 1,9 1.9 1,9 1.9 2,0 2.0 2,0 2.0 Suspensie Microblock®, g Suspension Microblock®, g 162,7 162.7 272,6 272.6 84,9 84.9 84,9 84.9 Silcolapse 140, g Silcolapse 140, g 1,9 1.9 1,9 1.9 2,0 2.0 2,0 2.0 Făină de silice, g Silica flour, g 189,8 189.8 174,1 174.1 198,1 198.1 198,1 198.1 Ciment G, g Cement G, g 542,3 542.3 545,2 545.2 565,9 565.9 565,9 565.9 FLAC (aditiv de pierdere de fluid pentru ciment) % BWOC (în greutate față de ciment) FLAC (fluid loss additive for cement) % BWOC (in weight relative to cement) 0,0 0.0 0,0 0.0 1,0 1.0 1,0 1.0 Citiri de vâscozitate la rpm Viscosity readings at rpm 20 ’C 20 ’C 85 ’C 85 'C 20 ’C 20 ’C 85 ’C 85 'C 20 ’C 20 ’C 85 ’C 85 'C 20 ’C 20 ’C 85 ’C 85 'C 300 300 40 40 29 29 76 76 45 45 180 180 155 155 134 134 136 136 200 two hundred 32 32 22 22 65 65 39 39 130 130 114 114 96 96 97 97 100 100 21 21 13 13 52 52 32 32 75 75 69 69 54 54 54 54 60 60 17 17 10 10 46 46 29 29 51 51 48 48 36 36 35 35 30 30 13 13 7 7 42 42 28 28 31 31 30 30 21 21 19 19 6 6 11 11 5 5 39 39 25 25 14 14 9 9 7 7 5 5 3 3 10 10 4 4 39 39 25 25 10 10 5 5 6 6 3 3 Vâscozitate plastică cP (mPa-s) Plastic viscosity cP (mPa-s) 28,5 28.5 24 24 36 36 19,5 19.5 157,5 157.5 129 129 120 120 123 123

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Limita de elasticitate lbs/100ft2 (kg/m2)Elasticity limit lbs / 100ft 2 (kg / m 2 ) 11,5 (0,56) 11.5 (0.56) 5 ( 0,25) 5 (0.25) 40 (1.96) 40 (1.96) 25,5 (1.25) 25.5 (1.25) 22,5 (1,10) 22.5 (1.10) 26 (1,27) 26 (1.27) 14 (0,69) 14 (0.69) 13 (0,64) 13 (0.64) Densitate (sg) la 20 °C, g/cm3 Density (sg) at 20 ° C, g / cm 3 1,9 1.9 1,9 1.9 1,9 1.9 1,9 1.9 Pierdere de fluid, ml, la 150 °C Fluid loss, ml, at 150 ° C 666 666 267 267 59 59 48 48 Turtă de filtrare, mm Filter cake, mm uscat dry uscat dry 28 28 25 25

Rezultatele prezentate în tabelul 1 indică faptul că microsilicea nu poate controla filtrarea de una singură. Suspensiile 1 și 2 prezintă pierderi mari de fluid. Creșterea cantității de microsilice reduce firul de fluid, dar valoarea de 267 ml după 30 de minute este încă destul de mare și nu este posibil să se utilizeze în mod eficient un astfel de ciment. în plus, creșterea conținutului de microsilice mărește vâscozitatea la o valoare nedorită. Suspensia de ciment preparată cu un aditiv de pierdere de fluid HPHT polimeric convențional care conține acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic, acrilamidă și N-vinil-Nalchilalcanamidă (suspensia 3) asigură o pierdere de fluid de 59 ml. Suspensia 4 preparată cu un aditiv pentru pierderea de fluid conform invenției, preparat în conformitate cu Exemplul 4, cu 1% în greutate echivalent uscat, față de greutatea cimentului, asigură o pierdere de fluid de numai 48 ml și o turtă cu filtru mai subțire. Vâscozitatea susensiei 4 a fost stabilă și destul de similară la temperaturi de 20'O și 85O.The results shown in Table 1 indicate that microsilica cannot control filtration alone. Suspensions 1 and 2 show large fluid losses. Increasing the amount of microsilica reduces the fluid flow, but the value of 267 ml after 30 minutes is still quite high and it is not possible to use such a cement effectively. In addition, increasing the microsilica content increases the viscosity to an undesirable value. The cement slurry prepared with a conventional polymeric HPHT fluid loss additive containing 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acrylamide and N-vinyl-Nalkylalkanamide (suspension 3) ensures a fluid loss of 59 ml. The slurry 4 prepared with a fluid loss additive according to the invention, prepared according to Example 4, by 1% by weight dry equivalent to the weight of the cement, provides a fluid loss of only 48 ml and a thinner filter cake. The viscosity of suspension 4 was stable and quite similar at temperatures of 20'O and 85O.

Tabelul 2 prezintă formularea de ciment pentru puțuri petroliere HPHT fără utilizarea de suspensie Microblock® sau de alte materiale pozzolanice. A fost adăugata numai faină de silice pentru a preveni retrogresiunea rezistenței. în suspensiea 5 s-a utilizat un aditiv polimeric de pierdere de fluid HPHT convențional care conține acid 2-acrilamido-2metilpropane sulfonic, acrilamidă și N-vinil-N-alchilalcanamidă. Suspensia 6 a fost preparată folosind un aditiv pentru pierderea de fluid conform invenției, preparat conform Exemplului 4 Din nou, cimentul pentru puțuri petroliere HPHT cuprinzând un aditiv conform invenției prezintă rezultate bune la 150'O.Table 2 shows the formulation of HPHT oil well cement without the use of Microblock® slurry or other pozzolanic materials. Only silica flour was added to prevent the resistance from regressing. A conventional HPHT fluid loss additive containing 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acrylamide and N-vinyl-N-alkylalkanamide was used in suspension 5. Suspension 6 was prepared using a fluid loss additive according to the invention, prepared according to Example 4 Again, the HPHT oil well cement comprising an additive according to the invention shows good results at 150'O.

Tabelul 2: formulări și performanțe ale cimentului pentru puțuri petroliere HPHT.Table 2: Formulations and performances of cement for HPHT oil wells.

suspensii de ciment HPHT 1,9 sg HPHT cement suspensions 1.9 sg suspensia 5 (cu aditiv de pierdere de fluid convențional) suspension 5 (with conventional fluid loss additive) suspensia 6 (cu aditiv de pierdere de fluid conform invenției) suspension 6 (with fluid loss additive according to the invention) Apă, g Water, g 324,5 324.5 302,0 302.0 HT dispersant, g HT dispersant, g 4,4 4.4 4,4 4.4 FLAC, g FLAC, g 5,9 5.9 29,6 29.6

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

HT întârzietor, g HT retarder, g 1,8 1.8 1,8 1.8 Agent de despumare siliconic, g Silicone defoaming agent, g 2,1 2.1 2,1 2.1 Făină de silice, g Silica flour, g 206,7 206.7 206,7 206.7 Ciment G, g Cement G, g 590,6 590.6 590,6 590.6 FLAC % BWOC FLAC% BWOC 1,0 1.0 1,0 1.0 Citiri de vâscozitate la rpm Viscosity readings at rpm 20 ’C 20 ’C 85 ’C 85 'C 20 ’C 20 ’C 85 ’C 85 'C 300 300 209 209 132 132 193 193 122 122 200 two hundred 146 146 89 89 135 135 84 84 100 100 79 79 46 46 71 71 45 45 60 60 49 49 28 28 44 44 28 28 30 30 26 26 13 13 23 2. 3 15 15 6 6 7 7 2 2 6 6 4 4 3 3 4 4 1 1 4 4 2 2 Viscozitate plastică, cP (mPa-s) Plastic viscosity, cP (mPa-s) 195,0 195.0 129,0 129.0 183,0 183.0 115,5 115.5 Limita de elasticitate, lbs/100 ft* (kg/m2)Elasticity limit, lbs / 100 ft * (kg / m 2 ) 14,0 (0,69) 14.0 (0.69) 3,0 (0,15) 3.0 (0.15) 10,0 (0,49) 10.0 (0.49) 6,5 (0,32) 6.5 (0.32) Densitate (sg) la 20 °C, g/cm3 Density (sg) at 20 ° C, g / cm 3 1,9 1.9 1,9 1.9 Pierdere de fluid, ml, la 150 °C Fluid loss, ml, at 150 ° C 47 47 36 36 Turtă de filtrare, mm Filter cake, mm 40 40 15 15

Suspensiile 7 și 8 au fost preparate cu adăugarea de sare de clorură de sodiu 18% în volum față de volumul de apă proaspătă. Cimentul cu sare este utilizat în mod obișnuit pentru a cimenta formațiuni care conțin sare, pentru a se evita hidratarea sării cu ciment obișnuit cu puț petrolier. Controlul filtrării pentru acest tip de ciment necesită un aditiv pentru pierderea de lichid care este compatibil cu sarea de NaCL Suspensia 7 a fost preparată cu un aditiv polimeric de pierdere de fluid HPHT convențional care conține acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic, acrilamidă și N-vinil-N-alchilalcanamidă, în timp ce suspensia 8 a fost preparată cu un aditiv pentru pierderea de fluid conform invenției, preparat conform cu Exemplul 4.Suspensions 7 and 8 were prepared by adding 18% sodium chloride salt by volume to the volume of fresh water. Salt cement is commonly used to cement salt-containing formations to avoid hydration of ordinary cement salt with oil well. Filtration control for this type of cement requires a liquid loss additive that is compatible with the NaCL salt. Suspension 7 was prepared with a conventional HPHT fluid loss polymer additive containing 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acrylamide and N-vinyl-N-alkylalkanamide, while suspension 8 was prepared with a fluid loss additive according to the invention, prepared according to Example 4.

Aditivul conform invenției asigură un control eficient al filtrării cimentului cu sare.The additive according to the invention ensures an efficient control of the salt cement filtration.

Tabelul 3: Formulări de ciment cu sare pentru puțuri petroliere HPHT și performanță.Table 3: Salt cement formulations for HPHT oil wells and performance.

Ciment cu sare HPHT de 1,9 sg 1.9 sg HPHT salt cement suspensie 7 (cu aditiv de pierdere de fluid convențional) suspension 7 (with conventional fluid loss additive) slurry 8 (cu aditiv de pierdere de fluid convențional conform invenției) slurry 8 (with conventional fluid loss additive according to the invention) Apă, g Water, g 304,8 304.8 282,0 282.0 Dispersam, g Dispersam, g 4,2 4.2 4,2 4.2 Aditivi de pierdere de fluid, g Fluid loss additives, g 5,6 5.6 28,0 28.0 întârzietor, g retardant, g 2,2 2.2 2,2 2.2

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Despumant siliconic, g Silicone foaming agent, g 2,0 2.0 2,0 2.0 NaCI, g NaCl, g 56,1 56.1 56,1 56.1 Făină de silice, g Silica flour, g 195,6 195.6 195,6 195.6 Ciment-G, g Cement-G, g 558,8 558.8 558,8 558.8 FLAC % BWOC FLAC% BWOC 1,0 1.0 1,0 1.0 Citiri de vâscozitate la rpm Viscosity readings at rpm 20 ’C 20 ’C 85 C 85 C 20 ’C 20 ’C 85 °C 85 ° C 300 300 173 173 62 62 181 181 59 59 200 two hundred 121 121 41 41 129 129 40 40 100 100 65 65 21 21 73 73 20 20 60 60 41 41 12 12 47 47 12 12 30 30 21 21 7 7 27 27 5 5 6 6 5 5 1 1 10 10 2 2 3 3 3 3 <1 <1 7 7 0 0 Vâscozitate plastică, cP (mPa-s) Plastic viscosity, cP (mPa-s) 162 162 61,5 61.5 162 162 58.5 58.5 Limită de elasticitate, lbs/100ft2 (kg/m2)Elasticity limit, lbs / 100ft 2 (kg / m 2 ) 11 (0,54) 11 (0.54) 0,5 (0,03) 0.5 (0.03) 19 (0.93) 19 (0.93) 0.5 (0.03) 0.5 (0.03) Apă liberă, ml Free water, ml 4 4 2 2 Densitate (sg) at 20 °C, g/cm3 Density (sg) at 20 ° C, g / cm 3 1,9 1.9 1,9 1.9 Temp pierdere de fluid, °C Fluid loss temp, ° C 150 150 150 150 Pierdere de fluid, ml Fluid loss, ml 22 22 22 22 Turtă de filtrare, mm Filter cake, mm 3 3 2 2

Tabelul 4 prezintă modelul și performanța unui aditiv pentru pierderea de fluid conform invenției (suspensia 10), care a fost produs conform Exemplului 4, comparativ cu un aditiv polimeric convențional de pierdere de fluid HPHT care conține acid 2-acrilamido2-metilpropan sulfonic, acrilamidă și N-vinil-N-alchilalcanamidă (suspensia 9) într-o formulare ușoară cu densitatea de 1,35 sg. La o cantitate de 1,5% BWOC, aditivul conform invenției asigură un model bun de suspensie de ciment.Table 4 shows the model and performance of a fluid loss additive according to the invention (suspension 10), which was produced according to Example 4, compared to a conventional polymeric fluid loss additive HPHT containing 2-acrylamido2-methylpropane sulfonic acid, acrylamide and N-vinyl-N-alkylalkanamide (suspension 9) in a light formulation with a density of 1.35 sg. At an amount of 1.5% BWOC, the additive according to the invention provides a good model of cement suspension.

Tabelul 4: Formulări și performanță a cimentului HPHT ușor, densitate 1,35 sg.Table 4: Formulations and performance of light HPHT cement, density 1.35 sg.

Ciment HPHT 1,35 sg HPHT cement 1.35 sg suspensia 9 (cu aditiv de pierdere de fluid convențional) suspension 9 (with conventional fluid loss additive) suspensia 10 (cu aditiv de pierdere de fluid conform invenției) suspension 10 (with fluid loss additive according to the invention) Apă, g Water, g 280,5 280.5 263,1 263.1 Dispersant, g Dispersant, g 0,9 0.9 0,9 0.9 Aditiv de pierdere de fluid, g Fluid loss additive, g 4,4 4.4 21,8 21.8 întârzietor, g retardant, g 1,7 1.7 1,7 1.7 Microblock® slurri, g Microblock® slurri, g 144,8 144.8 144,8 144.8 Despumat siliconic, g Silicone foam, g 1,5 1.5 1,5 1.5

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Cenosphere, g Cenosphere, g 87,4 87.4 87,4 87.4 Ciment G, g Cement G, g 291,3 291.3 291,3 291.3 FLAC % BWOC FLAC% BWOC 1,5 1.5 1,5 1.5 Citiri de vâscozitate la rpm Viscosity readings at rpm 20 C 20 C 85 ’C 85 'C 20 ’C 20 ’C 85 ’C 85 'C 300 300 79 79 79 79 93 93 65 65 200 two hundred 61 61 60 60 72 72 50 50 100 100 42 42 38 38 47 47 30 30 60 60 32 32 27 27 35 35 20 20 30 30 24 24 18 18 25 25 14 14 6 6 20 20 6 6 10 10 5 5 3 3 17 17 5 5 9 9 4 4 Viscozitate plastică, cP (mPa-s) Plastic viscosity, cP (mPa-s) 55,5 55.5 61,5 61.5 69 69 52,5 52.5 Limita de elasticitate, lbs/100 ft2 (kg/m2)Elasticity limit, lbs / 100 ft 2 (kg / m 2 ) 23,5 (1,15) 23.5 (1.15) 17,5 (0,86) 17.5 (0.86) 24 (1,18) 24 (1.18) 12,5 (0,61) 12.5 (0.61) Apă liberă, ml Free water, ml 0 0 0 0 Densitate (sg) la 20 °C, g/cm3 Density (sg) at 20 ° C, g / cm 3 1,35 1.35 1,35 1.35 Pierdere de fluid temp, °C Fluid loss temp, ° C 85 85 85 85 Pierdere de fluid, ml Fluid loss, ml 32 32 24 24 Turtă de filtrare, mm Filter cake, mm 8 8 7 7

Similar cimentului pentru puțuri petroliere, materialele polimerice sintetice sunt folosite pentru controlul pierderilor de fluid pentru un fluid de foraj apos HPHT (presiune înaltă, temperatură ridicată), care este folosit pentru forarea puțurilor cu temperaturi de fund > 1500. Astfel de materiale trebuie să reziste la o temperatură ridicată, care poate fi cuprinsă în intervalul de 150-2500. Compozitul de microsilice modificată are particule deformabile cu dimensiuni mari, care pot forma o turtă de filtrare elastică pe suprafața formațiunii și pot reduce pierderea de fluid.Similar to oil well cement, synthetic polymeric materials are used to control fluid losses for an aqueous HPHT (high pressure, high temperature) drilling fluid, which is used for drilling wells with bottom temperatures> 1500. Such materials must withstand at a high temperature, which can be in the range of 150-2500. The modified microsilica composite has large deformable particles that can form an elastic filter cake on the surface of the formation and can reduce fluid loss.

Tabelele 5 și 6 prezintă formularea și performanța unui fluid de foraj apos HPHT cu o greutate specfică (sg) de 2,1 care conține aditivul conform invenției, ca aditiv de pierdere de fluid. Aditivii de pierdere de fluid din Tabelele 5 și 6 sunt produși conform procedurii descrise în Exemplul 3.Tables 5 and 6 show the formulation and performance of an HPHT aqueous drilling fluid with a specific gravity (sg) of 2.1 containing the additive according to the invention, as a fluid loss additive. The fluid loss additives in Tables 5 and 6 are produced according to the procedure described in Example 3.

Rezultatele arată că materialul dezvoltat este stabil la o temperatură de 2000. Pierderea de fluid a fost cuprinsă în intervalul de 20-22 ml după îmbătrânirea termică la 1750 și, respectiv, la 2000. Vâscozitatea a fost stabilă după îmbătrânirea termică.The results show that the developed material is stable at a temperature of 2000. The fluid loss was in the range of 20-22 ml after thermal aging in 1750 and 2000, respectively. The viscosity was stable after thermal aging.

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Tabelul 5: Formularea unui fluid de foraj apos HPHT cu sg 2,1 care cuprinde un aditiv de pierdere de fluid conform invenției, preparat în conformitate cu procedura descrisă în exemplul 3.Table 5: Formulation of an aqueous HPHT drilling fluid with sg 2,1 comprising a fluid loss additive according to the invention, prepared according to the procedure described in example 3.

Material Material Cantitate (g) Quantity (g) Cantitate (ml) Quantity (ml) Timp de amestecare (min) For mixing (min) Apă The water 465,0 465.0 465,0 465.0 Montmorilonit modificat Modified montmorillonite 12,0 12.0 4,6 4.6 5 5 NaOH NaOH 1,0 1.0 0,5 0.5 10 10 Aditiv de pierdere de fluid din lignit Chemtrol™ X de la Baker Hughes Chemtrol ™ X lignite fluid loss additive from Baker Hughes 9,8 9.8 9,8 9.8 5 5 Aditiv de pierdere de fluid conform invenției preparați conform Exemplului 3 Fluid loss additive according to the invention prepared according to Example 3 50,0 50.0 45,5 45.5 5 5 Tetroxid de mangan (Mn3O4)Manganese tetroxide (Mn 3 O 4 ) 974,0 974.0 202,9 202.9 10 10 Dispersant HPHT HPHT dispersant 10,0 10.0 10,0 10.0 2 2 Total Total 1521,8 1521.8 738,3 738.3 37 37

Tabelul 6: Performanța unui fluid de foraj apos HPHT de 2,1 sg care cuprinde aditiv de pierdere de fluid conform invenției preparat conform procedurii descrise în Exemplul 3.Table 6: Performance of a 2.1 sg aqueous HPHT drilling fluid comprising fluid loss additive according to the invention prepared according to the procedure described in Example 3.

Flud de foraj apos HPHT de 2,1 sg Flow of 2.1H sgHT remote watering cans îmbătrânire termică 16 h thermal aging 16 h BSHA (înainte de îmbătrânire termică statică) BSHA (before static thermal aging) ASHA (după îmbătrânire termică statică) ASHA (after static thermal aging) ASHA (după îmbătrânire termică statică) ASHA (after static thermal aging) 175 °C 175 ° C 200 °C 200 ° C Reologie la 50 °C Rheology at 50 ° C 600 rpm 600 rpm 151 151 152 152 126 126 300 rpm 300 rpm 90 90 92 92 76 76 200 rpm 200 rpm 67 67 71 71 59 59 100 rpm 100 rpm 42 42 47 47 40 40 6 rpm 6 rpm 10 10 14 14 12 12 3 rpm 3 rpm 8 8 12 12 11 11 Geluri 10, lb/100 ft2 (kg/m2)Gels 10, lb / 100 ft 2 (kg / m 2 ) 9 (0,44) 9 (0.44) 12 (0,59) 12 (0.59) 10 (0,49) 10 (0.49) Geluri 10', lb/100 ft2 (kg/m2)10 ', lb / 100 ft 2 (kg / m 2 ) gels 16 (0,78) 16 (0.78) 14 (0,69) 14 (0.69) 12 (0,59) 12 (0.59) Viscozitate plastică, cP (mPa-s) Plastic viscosity, cP (mPa-s) 61 61 60 60 50 50 Limita de elasticitate, lb/100 ft2 (kg/m2)Elasticity limit, lb / 100 ft 2 (kg / m 2 ) 29 (1,42) 29 (1.42) 32 (1,57) 32 (1.57) 26 (1,27) 26 (1.27) Sag Statică Static Sag Factor Sag Static Sag Static Factor 0,500 0,500 0,506 0.506 Densitate la 20 °C, g/cm3 Density at 20 ° C, g / cm 3 2,09 2.09 2,1 2.1 2,1 2.1 Filtrare Filtration Pierdere de fluid la 175 °C, ml Fluid loss at 175 ° C, ml 12 12 20 20 22 22 Turtă de filtrare, mm Filter cake, mm 8 8 7 7 9 9

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Compozitele din microsilice modificată și derivați de acrilamidă au o capacitate ridicată de retenție a apei și pot controla filtrarea fluidelor apoase din câmpul petrolier și sunt astfel adecvate ca aditivi pentru pierderea de fluid în fluidele de foraj apoase, așa cum este prezentat în tabelul 6 de mai sus.Modified microsilica composites and acrylamide derivatives have a high water retention capacity and can control the filtration of aqueous fluids in the oil field and are thus suitable as additives for fluid loss in aqueous drilling fluids, as shown in Table 6 above. up.

Tabelul 7 prezintă exemple de formulări de aditivi conform prezentei invenții. Cantitatea de apă din formulări a fost de 200 ml. Toate cantitățile exprimate în greutate din tabelul 7 sunt în grame. în plus față de cantitatea de monomer, s-au adăugat 0,2 g persulfat de potasiu și 5 g hidroxid de sodiu.Table 7 shows examples of additive formulations according to the present invention. The amount of water in the formulations was 200 ml. All quantities expressed by weight in Table 7 are in grams. In addition to the amount of monomer, 0.2 g of potassium persulphate and 5 g of sodium hydroxide were added.

a 2020 00118a 2020 00118

28/09/201828/09/2018

Tabelul 7-formulări de aditivi invențieiTable 7-Formulations of additives of the invention

Formulare formulation microsilice modificată cu 3-trimetoxisilil)metacrilat de propil (g) microsilica modified with 3-trimethoxysilyl) propyl methacrylate (G) Acrilamidă (AAm) (g) Acrylamide (AAm) (g) acid 2-acrilamido-2metilpropan sulfonic (AMPS) (g) 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) (g) acid acrilic (AA) (g) acrylic acid (AA) (g) N,Ndimetilacrilamidă (NNDMA) (g) N, N-dimethylacrylamide (NNDMA) (g) Anhidridă maleică (MA) (g) Maleic anhydride (MA) (g) 1 1 15 15 3 3 25 25 0 0 0 0 0 0 2 2 15 15 3 3 22 22 0 0 3 3 0 0 3 3 15 15 0 0 20 20 2 2 6 6 0 0 4 4 15 15 0 0 20 20 0 0 6 6 2 2 5 5 15 15 3 3 20 20 2 2 3 3 0 0 6 6 10 10 3 3 22 22 0 0 3 3 0 0 7 7 20 20 3 3 22 22 0 0 3 3 0 0 8 8 15 15 0 0 20 20 0 0 10 10 0 0

Exemplul 7Example 7

Aditivul conform invenției a fost testat în suspensie de ciment. în timpul procesului de întărire, suspensia de ciment este transformată mai întâi într-o stare de gel și în final este transformată în stare solidă. Pentru a se atenua riscul migrării gazelor prin coloana de ciment în timpul procesului de împietrire/întărire, timpul de tranziție ar trebui să fie cât mai scurt posibil și dezvoltarea rezistenței la compresiune ar trebui să fie cât mai rapidă posibil. Timpul de tranziție este timpul necesar pentru creșterea rezistenței statice a gelului de la 50 la 500 psi (3,45 - 34,5 bar). Timpul de tranziție trebuie să fie mai mic de 40 min și, de preferință, mai mic de 30 min pentru a atenua migrarea gazelor.The additive according to the invention was tested in cement suspension. During the curing process, the cement slurry is first converted to a gel state and finally to a solid state. In order to mitigate the risk of gas migration through the cement column during the hardening / hardening process, the transition time should be as short as possible and the development of compressive strength should be as fast as possible. The transition time is the time required to increase the static resistance of the gel from 50 to 500 psi (3.45 - 34.5 bar). The transition time should be less than 40 minutes and preferably less than 30 minutes to mitigate gas migration.

Analizoarele de rezistență statică a gelului (SGSA) furnizate de compania Ametek Oii & Gas utilizează atenuarea acustică/ultrasonică pentru a monitoriza procesul de întărire a cimentului unui puț petrolier în condiții de temperatură și presiune la adâncime. Echipamentul măsoară dezvoltarea rezistenței statice a gelului și dezvoltarea rezistenței compresive a unei suspensii de ciment în funcție de timp.The static gel strength analyzers (SGSA) provided by Ametek Oii & Gas use acoustic / ultrasonic attenuation to monitor the cement hardening process of an oil well under conditions of temperature and deep pressure. The equipment measures the development of the static resistance of the gel and the development of the compressive strength of a cement suspension as a function of time.

S-a observat o scurtare a timpului de tranziție pentru suspensia de ciment care conține aditivul conform invenției. Figurile 5 și 6 prezintă procesul de întărire a suspensiilor 5 și 6 preparate pentru cimentarea unui puț petrolier, așa cum este arătat în tabelul 2. Suspensia 6 cuprinde un aditiv conform invenției, preparat conform exemplului 4. Suspensia 5 cuprinde un aditiv polimeric de pierdere de fluid HPHT convențional care conține acid 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic, acrilamidă și N-vinil-N-alchilalcanamidă. Testele au fost efectuate la o temperatură de 150°C și o presiune de 3000 psi (206,8 bar). Timpul de tranziție a fost de 36 min pentru suspensia 5 și 9 min pentru suspensia 6. în a 2020 00118A shortening of the transition time for the cement slurry containing the additive according to the invention was observed. Figures 5 and 6 show the process of hardening the suspensions 5 and 6 prepared for cementing an oil well, as shown in Table 2. Suspension 6 comprises an additive according to the invention, prepared according to Example 4. Suspension 5 comprises a polymeric additive for loss of conventional HPHT fluid containing 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acrylamide and N-vinyl-N-alkylalkanamide. The tests were performed at a temperature of 150 ° C and a pressure of 3000 psi (206.8 bar). The transition time was 36 min for suspension 5 and 9 min for suspension 6. in 2020 00118

28/09/2018 plus, rezistența la compresiune a fost dezvoltată mult mai rapid pentru suspensia 6 formulată cu aditivul conform prezentei invenții, comparativ cu suspensia 5 formulată cu un aditiv de pierdere de fluid HPHT polimeric convențional. în decurs de 12 ore de întărire, suspensia 5 a atins o rezistență la compresiune de 1802 psi (124,24 bar) în timp ce suspensia 6 a atins o rezistență la compresiune de 2427 psi (167,33 bar).28/09/2018 plus, the compressive strength was developed much faster for the suspension 6 formulated with the additive according to the present invention, compared to the suspension 5 formulated with a conventional polymeric HPHT fluid loss additive. Within 12 hours of hardening, the suspension 5 achieved a compressive strength of 1802 psi (124.24 bar) while the suspension 6 reached a compressive strength of 2427 psi (167.33 bar).

Aceasta indică faptul că cimentul preparat cu un aditiv conform prezentei invenții oferă beneficii suplimentare în ceea ce privește proprietățile unei suspensii de ciment, și anume prevenirea migrării gazelor prin scurtarea timpului de tranziție și creșterea timpurie într-o mare măsură a rezistenței la compresiune.This indicates that the cement prepared with an additive according to the present invention offers additional benefits in terms of the properties of a cement slurry, namely the prevention of gas migration by shortening the transition time and increasing the compressive strength to a large extent.

Aditivii conform invenției pot fi utilizați în formulări pentru cimentarea puțurilor petroliere sau pentru fluide de foraj pe bază apoasă. Aditivii conform invenției sunt utilizați, de exemplu, ca aditivi pentru pierderea de fluid și, de asemenea, ca modificatori de vâscozitate (agenți de creștere a vâscozității) pentru aplicații de fracturare sau recuperare a țițeiului (EOR).The additives according to the invention can be used in formulations for cementing oil wells or for water-based drilling fluids. The additives according to the invention are used, for example, as additives for fluid loss and also as viscosity modifiers (viscosity enhancers) for crude oil fracturing or recovery (EOR) applications.

După ce au fost descrise modurile de realizare preferate ale invenției, va fi evident pentru specialiștii în domeniu că pot fi utilizate și alte moduri de realizare care încorporează conceptele respective. Acestea și alte exemple ale invenției, ilustrate mai sus, sunt destinate numai exemplificării și scopul real al invenției este determinat de revendicările care urmează.After the preferred embodiments of the invention have been described, it will be apparent to those skilled in the art that other embodiments incorporating such concepts may be used. These and other examples of the invention, illustrated above, are for exemplary purposes only and the actual scope of the invention is determined by the following claims.

Claims (20)

1. Aditiv de pierdere de fluid pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă, caracterizat prin aceea că, aditivul de pierdere de fluid cuprinde microsilice, în care microsilicea este SiO2 amorf sub formă de particule, obținut dintr-un procedeu în care silicea este redusă la SiO-gazos și produsul de reducere este oxidat în faza de vapori și condensat pentru a forma silice amorfă care conține > 90 % în greutate de silice (SiO2) și având o densitate specifică de 2,1 - 2,3 g/cm3, o arie a suprafeței de 12-40 m2/g și o dimensiune a particulei cuprinsă în intervalul de 0,02 pm la 45 pm, într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 1-80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, suprafața microsilice! cuprinde silan polimerizabil într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,01 - 20 % în greutate față de greutatea totală a microsilice! uscate, și aditivul de pierdere de fluid cuprinde în plus cel puțin un monomer derivat de acrilamidă selectat din grupul care constă din acrilamidă (AAm), acid 2-acrilamido-2metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA), vinilformamidă, N-terțbutilacrilamidă (NTBAAm), N-(hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), N,N'metilenbisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril, și 2(dimetilamino)metacrilat de etil.1. Fluid loss additive for cement suspensions for oil wells and water-based drilling fluids, characterized in that the fluid loss additive comprises microsilicas, in which the microsilica is amorphous SiO 2 in particulate form, obtained from a process in which the silica is reduced to SiO-gas and the reduction product is oxidized in the vapor phase and condensed to form amorphous silica containing> 90% by weight of silica (SiO 2 ) and having a specific density of 2.1 - 2,3 g / cm 3 , a surface area of 12-40 m 2 / g and a particle size in the range of 0,02 pm to 45 pm, in an amount in the range of 1-80% by weight relative to the total weight of the dry matter, the microsilica surface! comprises polymerizable silane in an amount in the range of 0.01 - 20% by weight relative to the total weight of the microsilica! and the fluid loss additive further comprises at least one acrylamide-derived monomer selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA), vinylformamide , N-tert-butyl acrylamide (NTBAAm), N- (hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), N, N-methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrolactam, acrylonitrile, and 2 (dimethylamino) ethyl methacrylate. 2. Aditiv de pierdere de fluid conform revendicării 1, care cuprinde în plus cel puțin un monomer nesaturat acid.The fluid loss additive of claim 1, further comprising at least one acid unsaturated monomer. 3. Aditiv de pierdere de fluid conform revendicării 2, în care respectivul cel puțin un monomer nesaturat acid menționat este selectat din grupul care constă din acid acrilic (AA), acid metacrilic, anhidridă maleică (MA), acid itaconic, acid 4-vinilbenzensulfonic, și acid vinilfosfonic.A fluid loss additive according to claim 2, wherein said at least one said unsaturated acid monomer is selected from the group consisting of acrylic acid (AA), methacrylic acid, maleic anhydride (MA), itaconic acid, 4-vinylbenzenesulfonic acid , and vinylphosphonic acid. 4. Aditiv de pierdere de fluid conform revendicării 1, în care monomerii derivați de acrilamidă sunt acidul 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS) și Ν,Ν-dimetilacrilamida (NNDMA).The fluid loss additive of claim 1, wherein the acrylamide-derived monomers are 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) and Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA). a 2020 00118a 2020 00118 28/09/201828/09/2018 5. Aditiv de pierdere de fluid conform revendicării 1, în care monomerii derivați de acrilamidă sunt acidul 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamida (NNDMA) și acrilamida (AAm).The fluid loss additive of claim 1, wherein the acrylamide-derived monomers are 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) and acrylamide (AAm). 6. Aditiv de pierdere de fluid conform revendicării 3, în care monomerii derivați de acrilamidă sunt acidul 2-acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamida (NNDMA) și acrilamida (AAm), și monomerul nesaturat acid este acidul acrilic (AA).The fluid loss additive of claim 3, wherein the acrylamide-derived monomers are 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA) and acrylamide (AAm), and the acid unsaturated monomer is acrylic acid (AA). 7. Aditiv de pierdere de fluid conform oricăreia dintre revendicările precedente, în care cantitatea de microsilice care cuprinde pe suprafața sa silan polimerizabil este cuprinsă în intervalul de 20 - 70 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 20 - 60 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 25 - 55 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 25 - 50 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 30 - 50 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 30 - 40 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.Fluid loss additive according to any one of the preceding claims, wherein the amount of microsilica comprising on its surface a polymerizable silane is in the range of 20 - 70% by weight relative to the total weight of the dry matter, 20 - 60% by weight in relation to the total weight of the dry matter, 25 - 55% by weight in relation to the total weight of the dry matter, 25 - 50% by weight in relation to the total weight of the dry matter, 30 - 50% by weight in relation to the total weight of the dry matter, 30 - 40% by weight of the total weight of the dry matter. 8. Aditiv de pierdere de fluid conform oricăreia dintre revendicările precedente, în care respectivul cel puțin un monomer derivat de acrilamidă este prezent într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 20-90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 50-90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 60-80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.A fluid loss additive according to any one of the preceding claims, wherein said at least one acrylamide-derived monomer is present in an amount in the range of 20-90% by weight relative to the total weight of the dry matter, % by weight relative to the total weight of the dry matter, 60-80% by weight relative to the total weight of the dry matter. 9. Aditiv de pierdere de fluid conform oricăreia din revendicările 2 - 8, în care respectivul cel puțin un monomer nesaturat acid este prezent într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1 - 20 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 1 - 15 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate, 2 - 10% în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.A fluid loss additive according to any one of claims 2 to 8, wherein said at least one acid unsaturated monomer is present in an amount in the range of 0.1 to 20% by weight relative to the total weight of the dry matter, 1 - 15% by weight of the total weight of the dry matter, 2 - 10% by weight of the total weight of the dry matter. 10. Aditiv de pierdere de fluid conform oricăreia dintre revendicările precedente, în care distribuția dimensională a particulelor respectivului aditiv de pierdere de fluid, măsurată prin metoda de difuzie a luminii este cuprinsă în intervalul de 0,05 pm la 500 pm cu o dimensiune medie (D50) cuprinsă în intervalul de 5 pm la 20 pm.A fluid loss additive according to any one of the preceding claims, wherein the dimensional distribution of the particles of said fluid loss additive, measured by the light scattering method is in the range of 0.05 μm to 500 μm with an average size ( D50) in the range of 5 pm to 20 pm. a 2020 00118a 2020 00118 28/09/201828/09/2018 11. Aditiv de pierdere de fluid conform oricăreia dintre revendicările precedente, în care silanul polimerizabil este selectat din grupul care constă din viniltrimetoxisilan, trietoxivinilsilan, viniltris(2-metoxietoxi)silan, dimetoximetilvinilsilan, dietoxi(metil)vinilsilan, triclorvinilsilan, eter tris(trimetilsilil)silil vinilic, 3-(trimetoxisilil)acrilat de propil, 3(trimetoxisilil)metacrilat de propil, 3-[tris(trimetilsiloxi)silil]metacrilat de propil și 3(trietoxisilil)metacrilat de propil.A fluid loss additive according to any one of the preceding claims, wherein the polymerizable silane is selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxy (methyl) vinylsilyl, trichlorethylsilyl ) vinyl silyl, propyl 3- (trimethoxysilyl) acrylate, propyl 3 (trimethoxysilyl) methacrylate, propyl 3- [tris (trimethylyloxy) silyl] methacrylate and 3 (propyl triethoxysilyl) methacrylate. 12. Aditiv de pierdere de fluid conform revendicării 11, în care silanul polimerizabil este viniltrimetoxisilan sau 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil.The fluid loss additive of claim 11, wherein the polymerizable silane is vinyl trimethoxysilane or propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate. 13. Metodă de producere a unui aditiv pentru pierderea de fluid pentru suspensii de ciment pentru puțuri petroliere și fluide de foraj pe bază apoasă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, cuprinde etapele de:A method of producing a fluid loss additive for cement wells for oil wells and aqueous drilling fluids according to claim 1, characterized in that it comprises the steps of: a) modificare a suprafeței microsilicei cu silan polimerizabil prin aducerea microsilicei într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 80 - 99,9 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate în contact cu un silan polimerizabil într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1 - 20 % în greutate față de greutatea totală a microsilicei uscate;a) modification of the surface of the microsilica with polymerizable silane by bringing the microsilica in an amount in the range of 80 - 99.9% by weight compared to the total weight of the dry matter in contact with a polymerizable silane in an amount in the range of 0 , 1 - 20% by weight of the total weight of the dried microsilica; b) polimerizare a microsilicei modificate cu silan polimerizabil într-o cantitate de 1 80 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate cu cel puțin un monomer derivat de acrilamidă selectat din grupul care constă din acrilamidă (AAm), acid 2acrilamido-2-metilpropan sulfonic (AMPS), Ν,Ν-dimetilacrilamidă (NNDMA), vinilformamidă, N-(hidroximetil)acrilamidă (NHMAAm), N,N'-metilenbisacrilamidă (NNMBAAm), vinilbutirolactamă, acrilonitril, și 2-(dimetilamino)metacrilat de etil, într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 50 - 90 % în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.b) polymerization of modified microsilica with polymerizable silane in an amount of 1 80% by weight relative to the total weight of the dry matter with at least one acrylamide-derived monomer selected from the group consisting of acrylamide (AAm), 2acrylamido-2- acid methylpropane sulfonic acid (AMPS), Ν, Ν-dimethylacrylamide (NNDMA), vinylformamide, N- (hydroxymethyl) acrylamide (NHMAAm), N, N'-methylenebisacrylamide (NNMBAAm), vinylbutyrylactamate, ethylamethyl (acrylethyl) , in an amount ranging from 50 to 90% by weight relative to the total weight of the dry matter. 14. Metodă conform revendicării 13, în care microsilicea modificată cu silan polimerizabil este în plus polimerizată cu cel puțin un monomer nesaturat acid într-o cantitate cuprinsă în intervalul de 0,1 - 20% în greutate față de greutatea totală a substanței uscate.The method of claim 13, wherein the microsilica modified with polymerizable silane is further polymerized with at least one acidic unsaturated monomer in an amount in the range of 0.1 - 20% by weight relative to the total weight of the dry matter. 15. Metodă conform revendicării 13 sau 14, în care suprafața microsilicei este modificată cu silan polimerizabil prin utilizarea unei metode uscate.A method according to claim 13 or 14, wherein the surface of the microsilica is modified with polymerizable silane using a dry method. a 2020 00118a 2020 00118 28/09/201828/09/2018 16. Metodă conform revendicării 13 sau 14, în care suprafața microsilicei este modificată cu silan polimerizabil prin utilizarea unei metode umede.A method according to claim 13 or 14, wherein the surface of the microsilica is modified with polymerizable silane using a wet method. 17. Metodă conform oricăreia din revendicările 13 la 16, în care microsilicea modificată cu silan polimerizabil este polimerizată utilizând o tehnică de polimerizare cu radicali liberi.A method according to any one of claims 13 to 16, wherein the polymerized silane-modified microsilica is polymerized using a free radical polymerization technique. 18. Metodă conform oricăreia din revendicările 14 la 17, în care respectivul cel puțin un monomer nesaturat acid este selectat din grupul care constă din acid acrilic (AA), acid metacrilic, anhidridă maleică (MA), acid itaconic, acid 4-vinilbenzensulfonic, și acid vinilfosfonic.A method according to any one of claims 14 to 17, wherein said at least one acid unsaturated monomer is selected from the group consisting of acrylic acid (AA), methacrylic acid, maleic anhydride (MA), itaconic acid, 4-vinylbenzenesulfonic acid, and vinylphosphonic acid. 19. Metodă conform oricăreia din revendicările 13 la 18, în care silanul polimerizabil este selectat din grupul care constă din viniltrimetoxisilan, trietoxivinilsilan, viniltris(2metoxietoxi)silan, dimetoximetilvinilsilan, dietoxi(metil)vinilsilan, triclorovinilsilan, eter tris(trimetilsilil)silil vinilic, 3-(trimetoxisilil) acrilat de propil, 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil, 3-[tris(trimetilsiloxi)silil] metacrilat de propil și 3-(trietoxisilil)metacrilat de propil.A method according to any one of claims 13 to 18, wherein the polymerizable silane is selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxy (methyl) vinylsilane, trichlorovinylsilyl, trichlorovinylsilyl, Propyl 3- (trimethoxysilyl) acrylate, propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate, propyl 3- [tris (trimethylsilyloxy) silyl] methacrylate and propyl 3- (triethoxysilyl) methacrylate. 20. Metodă conform revendicării 19, în care silanul polimerizabil este viniltrimetoxisilan sau 3-(trimetoxisilil)metacrilat de propil.The method of claim 19, wherein the polymerizable silane is vinyl trimethoxysilane or propyl 3- (trimethoxysilyl) methacrylate.
ROA202000118A 2017-10-02 2018-09-28 Additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for production thereof RO134502A2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20171572A NO347186B1 (en) 2017-10-02 2017-10-02 Fluid loss additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for the production thereof
NO20171572 2017-10-02
PCT/NO2018/050235 WO2019070129A1 (en) 2017-10-02 2018-09-28 Additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for the production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO134502A2 true RO134502A2 (en) 2020-10-30

Family

ID=63963357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA202000118A RO134502A2 (en) 2017-10-02 2018-09-28 Additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for production thereof

Country Status (5)

Country Link
CN (1) CN111448288A (en)
MY (1) MY197173A (en)
NO (1) NO347186B1 (en)
RO (1) RO134502A2 (en)
WO (1) WO2019070129A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110606695A (en) * 2019-10-17 2019-12-24 江苏兆佳建材科技有限公司 Modified polycarboxylate superplasticizer and preparation method thereof
CN111253921B (en) * 2020-03-23 2022-03-08 中石化石油工程技术服务有限公司 Filtrate reducer, preparation method thereof, water-based drilling fluid and application thereof
CN113881000B (en) * 2020-07-01 2024-06-28 中国石油化工股份有限公司 Polymer microsphere and preparation method and application thereof
CN111961458B (en) * 2020-08-19 2022-08-12 中国海洋石油集团有限公司 Polymer material for oil well water control
CN113773440B (en) * 2021-10-12 2023-03-28 中国石油大学(华东) Water-based drilling fluid filtrate reducer capable of inhibiting natural gas hydrate decomposition and preparation method and application thereof
CN115975133B (en) * 2022-12-02 2024-07-02 中国石油大学(华东) Suspension stabilizer for high-temperature high-density well cementation cement paste, and preparation method and application thereof

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275652A (en) * 1982-12-07 1994-01-04 Elkem Materials Inc. Concrete additive comprising a multicomponent admixture containing silica fume, its method of manufacture and concrete produced therewith
DE102006061327A1 (en) 2006-12-22 2008-06-26 Basf Construction Polymers Gmbh Grafting copolymer, useful e.g. as additives in construction chemical applications, water retention agents and fluid loss additives, comprises silica, which is reacted with an unsaturated silane and a polymer containing sulfonic acid
WO2009141007A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-26 Basf Construction Polymers Gmbh Graft copolymer, method for the production thereof, and use thereof
CN101456931B (en) * 2009-01-04 2012-08-15 中国海洋石油总公司 Synthesis of polymer oil well cement filtrate loss reduction additive and synthetic method thereof and application
CN101818050B (en) 2010-03-19 2012-10-03 西南石油大学 Modified nano-drilling fluid treating agent for restraining mud shale expansion
CN102485830A (en) * 2010-12-02 2012-06-06 北京化工大学 Profile control oil-displacement agent for core-shell type inorganic/organic polymer composite microballoon
NO334970B1 (en) * 2011-06-01 2014-08-11 Elkem As cement Compositions
CN103214631B (en) * 2013-03-22 2015-07-08 中国石油天然气股份有限公司 Temperature-sensitive modified silicon dioxide nano-microsphere and preparation method and application thereof
CN103725278B (en) * 2013-12-10 2016-03-30 河南正佳能源环保股份有限公司 The preparation method of the nanometer displacement agent of a kind of heatproof, salt tolerant
CN103865008B (en) * 2014-03-28 2016-05-25 西南石油大学 Polyamide-amide hybridized nanometer silica dissaving polymer and preparation method thereof
US20170096598A1 (en) * 2014-08-15 2017-04-06 Halliburton Energy Services, Inc. Self-Suspending Functionalized Proppant Particulates For Use In Subterranean Formation Operations
CN104744647B (en) * 2014-12-09 2017-09-19 西南石油大学 Modified Nano SiO2The preparation method of graft copolymer
BR122022015634B1 (en) * 2015-06-11 2022-11-29 Championx Usa Inc CEMENT COMPOSITION
NO342672B1 (en) * 2016-09-13 2018-06-25 Elkem As Microsilica slurry and method for producing such slurry

Also Published As

Publication number Publication date
MY197173A (en) 2023-05-28
WO2019070129A1 (en) 2019-04-11
CN111448288A (en) 2020-07-24
NO347186B1 (en) 2023-06-26
NO20171572A1 (en) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RO134502A2 (en) Additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for production thereof
US9518210B2 (en) Compositions and systems for combatting lost circulation and methods
CN107987224B (en) Short-chain branch cross-linked water-retaining solvent layer controlled-release polycarboxylic slump retaining agent and preparation method thereof
US4806164A (en) Method of reducing fluid loss in cement compositions
JP2010530907A (en) Polymer controlled dry construction material mixture
US20030008779A1 (en) Compositions for treating subterranean zones penetrated by well bores
MX2010012630A (en) Graft copolymer, method for the production thereof, and use thereof.
JPH05186537A (en) Water-soluble copolymer and its application
MX2012003760A (en) Sealant compositions comprising diutan and associated methods.
GB2359075A (en) Copolymer additives for cement slurries intended for well bores
CA2565845A1 (en) Copolymer based on olefinic sulphonic acids, a process for the preparation thereof and the use thereof
CN105602535B (en) A kind of organic salt drilling fluid nanometer sealing agent and preparation method thereof
CN109097008B (en) Filtrate reducer for soil-phase-free high-density saturated salt water drilling fluid and preparation method thereof
EP1369401A2 (en) Sealing composition
EP2804881A1 (en) Carboxyl group containing acrylic rdp and dry mix cement formulations containing them
CN1989181B (en) Novel hydrodispersible waterproofing agent, the preparation thereof, and the use of the same in the field of construction especially in mineral binding agent compositions
CN104479066A (en) Concrete viscosity adjusting agent and preparation method thereof
JP2009513760A (en) Silane-modified dispersion powder
CN111808231A (en) High-temperature stabilizer for thermal-tackifying copolymer cement paste and preparation method thereof
US20120238670A1 (en) Water-Soluble, Hydrophobically Associating Nanocomposites (As Rheology Modifiers For Applications In Construction Chemistry)
CN113651931A (en) Ultra-high temperature modified polymer cementing fluid loss agent and preparation method and application thereof
CN106497473A (en) A kind of environment protection type single-component vitrified brick gum and preparation method thereof
CN108384525B (en) Water-base drilling fluid compositions of additives and water-base drilling fluid and its application containing supramolecular materials
CN112897929A (en) Slow-release polycarboxylate superplasticizer microsphere and preparation method thereof
CN114181686B (en) High-temperature-resistant and saturated-salt-resistant zwitterionic viscosity reducer and preparation and application thereof