RU2470041C2 - Привитой сополимер, способ его получения и его применение - Google Patents

Привитой сополимер, способ его получения и его применение Download PDF

Info

Publication number
RU2470041C2
RU2470041C2 RU2010152013/04A RU2010152013A RU2470041C2 RU 2470041 C2 RU2470041 C2 RU 2470041C2 RU 2010152013/04 A RU2010152013/04 A RU 2010152013/04A RU 2010152013 A RU2010152013 A RU 2010152013A RU 2470041 C2 RU2470041 C2 RU 2470041C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silane
component
acid
polymer according
water
Prior art date
Application number
RU2010152013/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010152013A (ru
Inventor
Роланд Райхенбах-Клинке
Йоханн ПЛАНК
Петер ЛАНГЕ
Грегор КАЙЛЬХОФЕР
Original Assignee
Басф Се
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 Басф Се filed Critical Басф Се
Publication of RU2010152013A publication Critical patent/RU2010152013A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2470041C2 publication Critical patent/RU2470041C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F30/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F30/04—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
    • C08F30/08—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F292/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • C09K8/487—Fluid loss control additives; Additives for reducing or preventing circulation loss
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/46—Water-loss or fluid-loss reducers, hygroscopic or hydrophilic agents, water retention agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

Изобретение относится к привитым сополимерам, применяемым в строительной химии в качестве добавок, снижающих водоотдачу. Предложен привитой сополимер на основе компонента а), состоящего из водного коллоидно-дисперсного раствора аморфного диоксида кремния (SiO2) и преимущественно нанокремния, который подвергали взаимодействию с ненасыщенным силаном, и водорастворимого, содержащего сульфоновую кислоту полимерного компонента b), причем силан в компоненте а) представляет собой этиленненасыщенный алкоксисилан с от 5 до 15 атомами углерода и преимущественно представитель из ряда 3-метакрилоксипропилтриалкоксисилан, 3-метакрилоксипропилдиалкоксисилан, метакрилоксиметилтриалкоксисилан, (метакрилоксиметил)диалкоксисилан, винилдиалкоксисилан или винилтриалкоксисилан. Предложен также способ получения указанного привитого сополимера и его применение. Технический результат - получаемый привитой сополимер - нанокомпозит пригоден в качестве добавки для применения в строительной химии и при вскрытии, эксплуатации и комплектации подземных месторождений нефти и природного газа при высокой солености и повышенных температурах. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 пр.

Description

Объектом настоящего изобретения является привитой сополимер, способ его получения и его применение.
Сополимеры, также в привитой форме, являются достаточно известными и по причине их особой мономерной структуры используются в самых различных областях применения.
В области строительной химии сополимеры часто применяют также в качестве средств, задерживающих воду, которые также обозначаются как добавки, снижающие водоотдачу (fluid loss). В связи с этим особой областью применения является цементирование буровых скважин при вскрытии подземных месторождений нефти и природного газа.
Под добавками, снижающими водоотдачу соответственно средствами, задерживающими воду, понимают соединения, которые снижают водоотдачу цементного шлама. В частности, это также имеет значение в области разведывания нефти и природного газа, так как цементные шламы, которые в основном состоят из цемента и воды, при цементировании буровых скважин откачивают через кольцевое пространство между так называемой обсадной трубой (casing) и стенкой буровой скважины. При этом количества воды из цементного шлама могут выделяться в подземное образование. Тогда в особенности это тот случай, когда цементные шламы при цементировании буровых скважин протекают мимо пористых слоев горной породы. Затем полученная из цементных шламов щелочная вода в образованиях может приводить к набуханию глины и с диоксидом углерода из природного газа или нефти образовывать осадки карбоната кальция. Посредством этих эффектов снижается проницаемость месторождений и в дальнейшем также оказывает негативное влияние на скорость выработки.
Кроме того, посредством водоотдачи в пористые подземные образования цементный шлам уже не затвердевает гомогенно и вследствие этого становится проницаемым для газов, а также для жидких углеводородов и воды. Впоследствии это приводит к утечке ископаемых энергоносителей через наполненное пористым цементом кольцевое пространство.
Поэтому уже давно непрерывно стремились свести к допустимому минимуму подобные потери воды применяемых цементных шламов.
В EP 0116671 A1 описан, например, цементный шлам для глубинного бурения, который своим содержанием сополимеров должен снизить потерю воды. Важный компонент применяемых сополимеров составляют акриламиды и в особенности акриламодо-метил-пропансульфокислота (АМПК). В соответствии с этим документом цементные шламы должны содержать между 0,1 и 3 мас.% пригодных сополимеров.
Цементированием буровых скважин и приемлемой для этого композицией занимается EP 1375818 A1. Равным образом для контроля водоотдачи бурового раствора используют полимерную добавку, которая наряду с АМПК дополнительно содержит малеиновую кислоту, N-винилкапролактам и простой 4-гидроксибутилвиниловый эфир.
Равным образом на основе АМПК соответственно гидролизованного акриламида представлен сополимер согласно US 4,015,991. Описанные в этом патенте сополимеры равным образом должны улучшить способности задержки воды в цементных композициях. В качестве преимущественной области применения называется цементирование буровых скважин.
Относительно гидролитических воздействий US 4,515,635 описывает стабильные полимеры, которые также могут использоваться при цементировании буровых скважин. При соответствующих случаях применения посредством описанных полимеров должна быть снижена потеря воды. По существу сополимеры состоят из N,N-диметилакриламида и АМПК. Подобные полимеры можно взять из патента US 4,555,269. Описанные здесь сополимеры имеют удельное соотношение между мономерными компонентами N,N-диметилакриламида и АМПК.
Также приведенные в дальнейшем патенты США в качестве объекта содержат соединения с водоудерживающими свойствами.
Водорастворимые сополимеры согласно US 6,395,853 B1, в частности, содержат также элементарные звенья акриламида и АМПК. На переднем плане этого патента находится способ снижения потери воды в цементном растворе, который применяется для добычи нефти. Особенно в связи с этим приводятся цементирование буровых скважин и комплектация, а также предшествующий этим стадиям технологического процесса шлам для буровых скважин.
В центре документа US 4,700,780 находится способ снижения потери воды в содержащих цемент композициях, которые также включают определенные концентрации соли. Средство, удерживающее воду, в свою очередь представляет собой полимер или полимерную соль АМПК, причем в этом случае должны еще иметься элементарные звенья стирола и акриловой кислоты.
В заключение из документа US 6,855,201 B2 можно получить цементную композицию, которая состоит из гидравлического цементного компонента, воды и полимерной добавки для контроля водоотдачи. Сополимер основывается на АМПК, кальциевой соли малеиновой кислоты, N-винилкапролактаме и простом 4-гидроксибутилвиниловом эфире. Этот полимер добавляют к цементной композиции в количествах между 0,1 и 2 мас.%.
Равным образом известны сополимеры с неорганическими и/или органическими соединениями кремния.
Описание к патенту EP 043159 раскрывает носитель для хроматографии. Этот носитель состоит из неорганических, силанизированных частиц, которые соединены ковалентной связью с сополимером. При этом неорганические частицы сначала вступают во взаимодействие с насыщенным алкоксисиланом. В качестве силанов приводятся аминосиланы, меркаптосиланы, силаны, содержащие сложноэфирные группы, и предпочтительно глицидоксисиланы. Затем в рамках аддитивной полимеризации к этим силанизированным частицам могут полимеризоваться различные акриламиды. В качестве приемлемого акриламида, в частности, упоминается АМПК.
Описание к патенту EP 0505230 раскрывает силикатные частицы в полимерной матрице с пленкообразующими свойствами. Здесь также сначала силикатные частицы функционализируются силаном, причем, разумеется, в данном случае речь идет о силанах с двойными связями. Затем к этим силанизированным силикатным частицам прививают сополимеризацией различные мономеры. В качестве мономеров указаны алкил(мет)акрилаты, ненасыщенные монокарбоновые кислоты, ароматические соединения винила, диены (бутадиен, хлоропрен), винилацетат, стирол. Кроме того, могут содержаться многоатомные ненасыщенные карбоновые кислоты или ненасыщенные сульфоновые кислоты (например, АМПК) с содержанием до 15 мас.%. Применение этих пленкообразующих полимеров ограничивается лакокрасочной промышленностью.
Покрытие, которое состоит из радикально отверждаемого мономера или олигомера и поверхностно-обработанной неорганической частицы, известно из WO 01/18082. Частица покрыта фторсиланом и сшиваемым силаном, причем в качестве сшиваемых силанов также указаны силаны, имеющие двойную связь. АМПК упоминается как приемлемый мономер.
В конце концов, DE 102005000918 описывает способ получения водной многокомпонентной дисперсии. Эту дисперсию получают путем радикальной полимеризации различных мономеров в присутствии неорганических частиц и диспергатора. Смесь мономеров при этом содержит, по меньшей мере, одно содержащее эпоксидную группу соединение. В качестве дополнительных мономеров также упоминаются ненасыщенные силаны и сульфоновые кислоты.
Это множество известных сополимеров соответственно привитых полимеров обладает, как уже рассматривалось вкратце, в зависимости от их мономерной структуры каждый раз различным профилем свойств со специфическими преимуществами и недостатками. Общий недостаток, который присущ большинству из этих полимеров, состоит в том, что принимая во внимание их использование в области строительной химии, их действие водоотдачи в присутствии двухвалентных солей, которые типично также содержатся в морской воде, которая часто применяется для замешивания цементного шлама при нефтегазовых бурениях в открытом море, и/или ослабляется при очень высоких температурах выше 190° по Фаренгейту, причем также может наступать полная потеря действия.
Как только что подтверждено примерами, уже давно усиленно пытаются получить новые полимеры со стабильным свойством удерживать воду, в особенности в области разработки нефти и газа, так чтобы можно было исходить из благоприятного соотношения цена/производительность.
Так как солестойкость, а также устойчивость к температурам в особых случаях применения по-прежнему требует улучшения, то задачей настоящего изобретения стало получение нового привитого сополимера, который основывается на упомянутых мономерных элементарных звеньях, однако благодаря вариации участников прививки приводит к профилю свойств, который в особенности в присутствии двухвалентных солей и при очень высоких температурах проявляет явные улучшения.
Эта задача была решена с помощью водорастворимого привитого сополимера на основе компонента a), состоящего из кремния, который подвергли взаимодействию с ненасыщенным силаном, и водорастворимого, содержащего сульфоновую кислоту полимерного компонента b).
Теперь неожиданно оказалось, что этот привитой сополимер показывает явно улучшенное действие в качестве средства, удерживающего воду, причем его преимущества поддерживаются в особенности при требовательных условиях. На основании его мономерного элементарного звена этот привитой сополимер может быть получен весьма рентабельно. Прежде всего при солевых условиях оказалось, что действие водоотдачи (fluid loss) привитого сополимера согласно изобретению по сравнению с известными до сих пор сополимерами имеет очевидные преимущества.
Относительно кремниевого компонента в компоненте a) в рамках предварительного изобретения оказалось выгодным, если этот кремниевый компонент восходит к водному коллоидно-дисперсному раствору аморфного диоксида кремния (SiO2). Особенно пригодным для последующего взаимодействия с ненасыщенным силаном оказался так называемый нанокремний и микрокремний.
Нанокремний представляет собой водные коллоидальные растворы, которые содержат исключительно диоксид кремния. Средний размер частиц этого диоксида кремния колеблется в пределах между 5 и 500 нм, причем предпочтительными являются пределы между 15 и 100 нм, в особенности между 30 и 70 нм.
Микрокремний состоит из частиц с порядком величины от 0,5 до прибл. 100 µм. К ним относят, например, пирогенные кремниевые кислоты, осажденные кремниевые кислоты, печная пыль и летучая зола.
Соединение силана, которое путем взаимодействия с указанным кремнием вступает в компонент a), согласно изобретению должно быть этиленненасыщенным алкоксисиланом. Количество атомов углерода в таких алкоксисиланах должно составлять между 5 и 15. В качестве особенно пригодных представителей оказались представители из ряда 3-метакрилоксипропилтриалкоксисилан, 3-метакрилоксипропилдиалкоксисилан, метакрилоксиметилтриалкоксисилан, (метакрилоксиметил)диалкоксисилан, винилдиалкоксисилан или винилтриалкоксисилан. Также пригодны силаны, которые сначала не имеют двойной связи, однако путем взаимодействия с пригодным этиленненасыщенным соединением превращаются в имеющий двойную связь силан. Здесь принимают в расчет, например, продукт взаимодействия аминопропилтриметоксисилана и ангидрида малеиновой кислоты. При этом также можно действовать поэтапно, т.е. сначала в реакцию вступает кремний с аминосиланом, после чего в следующей стадии взаимодействует с ангидридом малеиновой кислоты и в заключение производится полимеризация к двойной связи.
В качестве пригодных водорастворимых содержащих сульфоновую кислоту полимерных компонентов b) в особенности оказались сополимеры акриламидо-метил-пропансульфоновой кислоты (АМПК) или винилсульфоновой кислоты с другими этиленненасыщенными мономерами. Подобные мономеры преимущественно выбраны из ряда простых виниловых эфиров, аллиловых эфиров, акриловой кислоты, метакриловой кислоты, 2-этилакриловой кислоты, 2-пропилакриловой кислоты, винилуксусной кислоты, кротоновой и изокротоновой кислоты, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, итаконовой кислоты, цитраконовой кислоты, а также их амидов. В общем, также пригодны стиролы, винилфосфоновая кислота или этиленненасыщенные силаны. Также могут применяться полиэтиленненасыщенные соединения, такие как, например, этиленгликольдиметакрилат, диметакрилат глицерина или триметилолпропантриметакрилат. Особенно предпочтительными оказались ненасыщенные амидные соединения, такие как, например, N-винилформамид, N-винилацетамид или акриламид и их производные и здесь в особенности N,N-диметилакриламид.
Вариантность относительно структуры привитого сополимера согласно изобретению проявляется не только в возможностях выбора, лежащих в основе мономеров, но и также в весовом отношении компонента a) и b) друг к другу. Согласно настоящему изобретению это может преимущественно составлять 10 до 1 : 1 до 10 и особенно предпочтительно 5 до 1: к 1 до 5. Также оказалось выгодным, если доля компонента a) в привитом сополимере составляет от 10 до 90 мас.% и в особенности от 40 до 70 мас.%. Доля компонента b) в сополимере должна составлять от 10 до 90 мас.% и в особенности от 30 до 60 мас.%.
Равным образом как особенно выгодный рассматривается вариант привитого сополимера согласно изобретению, в котором он представляет собой нанокомпозит. При этом компонент b) должен быть привязан ковалентной связью через силан к поверхности кремния.
В заключение, заявленный привитой сополимер может находиться в виде твердого вещества, и в данном случае в особенности в виде порошка, а также в виде геля, коллоида или суспензии. Также включает себя вариант, при котором сополимер имеет долю содержания воды от 50 до 70 мас.%. Независимо от этого, в каком из указанных видов или пригодных смешанных форм из него находится сополимер, то его средний размер частиц должен составлять между 5 и 2000 нм и в особенности между 50 и 1000 нм.
Наряду с самим полимером настоящее изобретение также включает способ его получения, который в целом представляется как очень простой.
В стадии процесса a) соответствующий кремний подвергают взаимодействию с ненасыщенным силаном и затем в стадии процесса b) вступившему таким образом во взаимодействие силану прививают мономеры содержащего сульфоновую кислоту компонента b). Молярное соотношение кремния и силана в стадии процесса a) должно составлять 200:1 до 20.
В качестве инициатора реакции полимеризации в стадии процесса Ь) особенно оказался пригодным пероксодисульфат натрия. А также пригодны другие принятые инициаторы, такие как, пероксиды, окислительно-восстановительные инициаторы или диазосоединения.
Условия осуществления способа в основном являются некритическими. Разумеется, оказалось благоприятным, если стадии процесса a) и/или b) проводят независимо друг от друга при температурах, которые находятся между 30 и 100°C. Для стадии процесса a) рекомендуются температуры между 60 и 75°, причем особенно пригодной является температура около 70°C. Для стадии процесса b) должен быть выбран температурный интервал между 40 и 60°C, причем в этом случае особенно пригодна температура около 50°C.
Как уже сообщалось, особое внимание относительно применения привитых сополимеров согласно изобретению уделяется применениям в строительной химии. На основании этого настоящее изобретение также заявляет применение привитого сополимера в качестве добавки для применения в строительной химии и в особенности при вскрытии, эксплуатации и комплектации подземных месторождений нефти и природного газа, причем его использование в качестве средства, задерживающего воду, рассматривается как особенно благоприятное.
Резюмируя, можно констатировать, что с помощью предложенных привитых сополимеров в распоряжение предоставляются соединения, которые дополнительно улучшают использование содержащих сульфоновую кислоту добавок в области строительной химии. В особенности по причине солестойкости и существенно повышенной стабильности к температурам в пределах ≥190° по Фаренгейту привитые сополимеры в соответствии с настоящим изобретением исключительно пригодны в качестве средства, задерживающего воду, соответственно добавки для снижения водоотдачи.
Нижеследующие примеры поясняют эти преимущества.
Примеры
1) пример получения:
131,6 г Levasil® 50/50% (кремниевый золь фирмы H.C.Starck), 65,8 г дист. Н2O и 5,6 г метакрилоксипропилтриметоксисилан (Dynasylan MEMO фирмы Degussa AG) перемешивали в течение 30 мин. За это время смесь заметно загустела, и поэтому ее разбавили с дополнительными 65,8 г воды. Затем смесь при помешивании нагревали в течение 4 ч при 70°C. После охлаждения до комнатной температуры добавляли раствор 30 г АМПК, 20 г ДМА (N,N-диметилакриламид) и 5,76 г Са(OH)2 в 150 г воды. Затем реакционную смесь 1 ч промывали посредством N2; затем добавляли 2,28 г Na2S2O8 в качестве инициатора и нагревали до 50°C. После продолжительности реакции в 1,5 ч смесь оставляли охлаждаться до комнатной температуры (прибл. 22°C). Получали белый гель с содержанием твердого вещества в 26,6 мас.%.
2) примеры применения
Пример применения 2.1
Водоотдачу (fluid loss) определяли согласно норме API 10А при 125°F в следующих шламах:
800 г класс G - цемент (Dyckerhoff Black Label)
352 г дист. Н2O
1 мл трибутилфосфат
Добавка для снижения водоотдачи с дозировкой Водоотдача [мл]
1% bwoc полимер согласно примеру получения 1 (изобретение) 64
0,4% bwoc (АМПК/ДМА-сополимер+0,6% bwoc Levasil® 50/50%) (сравнение) 82
Сравнение нанокомпозита согласно изобретению со смесью из стандарта АМПК/ДМА-сополимер и нанокремния, который соответствовал количественным соотношениям сополимера и кремния в нанокомпозите, показывает, что водоотдача нанокомпозита согласно изобретению при относительно низкой температуре измерения только незначительно лучше, чем водоотдача сравнительной смеси.
Пример применения 2.2
Водоотдачу определяли согласно норме API 10А при 190°F в следующих шламах:
800 г класс G - цемент (Dyckerhoff Black Label)
352 г дист. Н2O
1 мл трибутилфосфат
Добавка для снижения водоотдачи с дозировкой Водоотдача [мл]
1% bwoc полимер согласно примеру получения 1 (изобретение) 70
0,4% bwoc (АМПК/ДМА-сополимер+0,6% bwoc Levasil® 50/50%) (сравнение) 180
В сравнении с примером применения 2.1 при явно повышенной температуре измерения в 190°F обнаружены существенные различия между нанокомпозитом согласно изобретению и сравнительной смесью. В то время как водоотдача нанокомпозита относительно температуры измерения в 125°F остается практически постоянной, то водоотдача смеси при 190°F ухудшается существенно. Т.е. свойство водоотдачи нанокомпозита согласно изобретению является независимым от температуры.
Пример применения 2.3:
Водоотдачу определяли согласно норме API 10А при 125°F в следующих шламах:
800 г класс G - цемент (Dyckerhoff Black Label)
352 г дист. Н2O
14,1 г морская соль
Добавка для снижения водоотдачи с дозировкой Водоотдача [мл]
1% bwoc полимер согласно примеру получения 1 (изобретение) 120
0,4% bwoc (АМПК/ДМА-сополимер+0,6% bwoc Levasil® 50/50%) (сравнение) 218
Здесь также снова констатируют явные различия между нанокомпозитом согласно изобретению и сравнительной смесью. Хотя также существенно увеличивается водоотдача нанокомпозита посредством добавления морской соли; однако водоотдача сравнительной смеси становится выше почти в два раза.

Claims (13)

1. Привитой сополимер на основе компонента а), состоящего из водного коллоидно-дисперсного раствора аморфного диоксида кремния (SiO2) и преимущественно нанокремния, который подвергали взаимодействию с ненасыщенным силаном, и водорастворимого, содержащего сульфоновую кислоту полимерного компонента b), причем силан в компоненте а) представляет собой этиленненасыщенный алкоксисилан с 5-15 атомами углерода и преимущественно представитель из ряда 3-метакрилоксипропилтриалкоксисилан, 3-метакрилоксипропилдиалкоксисилан, метакрилоксиметилтриалкоксисилан, (метакрилоксиметил)диалкоксисилан, винилдиалкоксисилан или винилтриалкоксисилан.
2. Полимер по п.1, отличающийся тем, что водорастворимый компонент b) представляет собой сополимер акриламидо-метил-пропансульфоновой кислоты (АМПК) с другими этиленненасыщенными мономерами, причем мономеры преимущественно выбраны из ряда простого винилового эфира, акриловой кислоты, метакриловой кислоты, 2-этилакриловой кислоты, 2-пропилакриловой кислоты, винилуксусной кислоты, кротоновой и изокротоновой кислот, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, итаконовой кистоты, цитраконовой кислоты, а также их амидов, стиролов, винилфосфоновой кислоты или этиленненасыщенных силанов, а также полиэтиленненасыщенных соединений, таких как, например, этиленгликольметакрилат, диметакрилат глицерина или триметилолпропантриметакрилат.
3. Полимер по п.1 или 2, отличающийся тем, что компонент b) в качестве сомономера содержит соединение акриламида и в особенности N,N-диметилакриламид.
4. Полимер по п.1 или 2, отличающийся тем, что компоненты а) и b) содержатся в весовом соотношении 10 до 1:1 до 10 и преимущественно в весовом соотношении 5 до 1:1 до 5.
5. Полимер по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит компонента а) от 10 до 90 мас.% и в особенности от 40 до 70 мас.%.
6. Полимер п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит компонента b) от 10 до 90 мас.% и в особенности от 30 до 60 мас.%.
7. Полимер п.1 или 2, отличающийся тем, что он представляет собой нанокомпозит, в котором компонент b) через силан привязан ковалентной связью к поверхности кремния.
8. Полимер по п.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет средний размер частиц между 5 и 2000 нм и в особенности между 50 и 1000 нм.
9. Полимер по п.1 или 2, отличающийся тем, что он находится в виде твердого вещества и, в особенности, в виде порошка, геля, коллоида или суспензии и преимущественно с долей содержания воды от 50 до 70 мас.%.
10. Способ получения полимера по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что а) водный коллоидно-дисперсный раствор аморфного диоксида кремния (SiO2) и преимущественно нанокремний вступают во взаимодействие с ненасыщенным силаном и затем b) мономеры содержащего сульфоновую кислоту компонента b) прививают силану, причем силан в компоненте а) представляет собой этиленненасыщенный алкоксиеилан с 5-15 атомами углерода и преимущественно представитель из ряда 3-метакрилоксипропилтриалкоксисилан, 3-метакрилоксипропилдиалкоксисилан, метакрилоксиметилтриалкоксисилан, (метакрилоксиметил)диалкоксисилан, винилдиалкоксисилан или винилтриалкоксисилан.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в стадии процесса а) кремний и силан используют в молярном соотношении 200:1 до 20.
12. Способ по одному из пп.10 и 11, отличающийся тем, что стадию процесса а) и/или b) независимо друг от друга осуществляют при температурах от 30 до 100°С, причем стадию процесса а) преимущественно при температурах между 60 и 75°С и в особенности 70°С и стадию процесса b) при температурах между 40 и 60°С и в особенности при 50°С.
13. Применение полимера по одному из пп.1-9 в качестве добавки для применения в строительной химии и при вскрытии, эксплуатации и комплектации подземных месторождений нефти и природного газа и в особенности в качестве средства, задерживающего воду.
RU2010152013/04A 2008-05-21 2008-05-21 Привитой сополимер, способ его получения и его применение RU2470041C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2008/056240 WO2009141007A1 (de) 2008-05-21 2008-05-21 Pfropf-copolymer, verfahren zu dessen herstellung und seine verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010152013A RU2010152013A (ru) 2012-06-27
RU2470041C2 true RU2470041C2 (ru) 2012-12-20

Family

ID=40210521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010152013/04A RU2470041C2 (ru) 2008-05-21 2008-05-21 Привитой сополимер, способ его получения и его применение

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20110118382A1 (ru)
EP (1) EP2285835A1 (ru)
CN (1) CN102037023A (ru)
BR (1) BRPI0822660A2 (ru)
CA (1) CA2723941A1 (ru)
MX (1) MX2010012630A (ru)
RU (1) RU2470041C2 (ru)
WO (1) WO2009141007A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740054C2 (ru) * 2015-06-11 2020-12-31 ЭКОЛАБ ЮЭсЭй ИНК. Буровые текучие среды и способы их применения
RU2764627C2 (ru) * 2017-04-03 2022-01-19 Родиа Операсьон Комбинация для контроля фильтрации и миграции газа

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3031444B1 (en) * 2011-08-02 2018-10-10 Shiseido Company, Ltd. Oil-in-water-type emulsion cosmetic
CN102703042B (zh) * 2012-05-22 2014-04-23 中国石油天然气集团公司 一种耐碱聚合物型调剖剂及其制备方法
CN103160268B (zh) * 2013-04-01 2015-01-14 西南石油大学 一种纳米二氧化硅/聚合物驱油剂及其合成方法
FR3011555A1 (fr) * 2013-10-04 2015-04-10 Rhodia Operations Polymeres sequences pour le controle du filtrat
CN103525379A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 中国石油大学(华东) 一种聚合物纳米二氧化硅抗温耐盐降失水剂及其制备方法
CN103602322A (zh) * 2013-11-11 2014-02-26 西南石油大学 一种钻井液用抗高温纳米复合材料降滤失剂及其制备方法
CN103613723A (zh) * 2013-12-17 2014-03-05 山东大学 一种耐温抗盐抗剪切纳米聚合物的制备方法
CN104327225B (zh) * 2014-10-15 2017-04-19 山东大学 一种纳米SiO2复合材料稠油降粘剂及其制备方法
JP6462349B2 (ja) * 2014-12-18 2019-01-30 株式会社日本触媒 セメント混和剤用ポリマー、セメント混和剤、およびセメント組成物
CN104531116B (zh) * 2014-12-31 2017-03-08 中国石油天然气股份有限公司 一种油藏深部液流转向剂及其制备方法和应用
US10723628B2 (en) 2015-07-10 2020-07-28 Evonik Operations Gmbh SiO2 containing dispersion with high salt stability
CN107922197B (zh) * 2015-07-10 2021-11-19 赢创运营有限公司 具有高盐稳定性的含金属氧化物的分散体
CN108291137B (zh) * 2015-10-26 2021-01-12 赢创运营有限公司 使用二氧化硅流体获得矿物油的方法
CN106190084B (zh) * 2016-07-12 2019-04-16 山东大学 一种纳米材料高蜡稠油降粘剂的制备及性能测试
KR102045881B1 (ko) * 2016-09-28 2019-11-19 주식회사 포스코 강판 표면처리용 용액 조성물 및 이를 이용하여 표면처리된 강판
CN106543383B (zh) * 2016-10-14 2019-01-08 河南大学 一种水溶性纳米聚硅/聚合物凝胶驱油剂及其制备方法
CN106634897B (zh) * 2016-11-07 2019-11-15 天津天诚拓源科技发展有限公司 钻井液用乳液微球封堵剂及其制备方法
US10233372B2 (en) * 2016-12-20 2019-03-19 Saudi Arabian Oil Company Loss circulation material for seepage to moderate loss control
CN106632917B (zh) * 2016-12-23 2019-12-06 卫辉市化工有限公司 一种硫铝酸盐水泥用聚合物降失水剂的制备方法
CN107384337A (zh) * 2017-06-07 2017-11-24 滁州市宏源喷涂有限公司 一种苯乙烯马来酸酐共聚物接枝纳米碳酸钙钻井液添加剂的制备方法
CN109503782A (zh) * 2017-09-14 2019-03-22 中石化石油工程技术服务有限公司 一种无机-有机聚合物油井水泥降失水剂、其制备方法和应用
NO347186B1 (en) * 2017-10-02 2023-06-26 Elkem Materials Fluid loss additives for oil well cement slurries and aqueous based drilling fluids comprising microsilica and a method for the production thereof
CN108947302B (zh) * 2018-07-26 2021-03-09 石家庄市长安育才建材有限公司 一种纳米复合保水剂及其制备方法
CN109265064B (zh) * 2018-09-28 2021-04-20 镇江苏博特新材料有限公司 一种高强型无碱无氯速凝剂的制备方法
CN109824839B (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 中国地质大学（北京） 纳米二氧化硅接枝共聚物及其制备方法和应用及钻井液及其应用
CN110204667B (zh) * 2019-05-20 2020-05-05 中国石油大学(华东) 聚合物改性碳微球及其制备方法和应用
CN111450808A (zh) * 2020-04-13 2020-07-28 东华理工大学 膦酸功能化聚合物/石墨烯纳米带复合气凝胶及其制备方法和应用
US11795107B2 (en) 2020-08-12 2023-10-24 Saudi Arabian Oil Company Encapsulation of silica nanoparticle for release
CN112679648B (zh) * 2020-12-25 2021-11-23 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 钻井液用抗高温降滤失剂及其制备方法
CN114380955B (zh) * 2021-12-31 2023-08-22 苏州弗克技术股份有限公司 一种耐火材料用硅质改性聚羧酸增强剂及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU639456A3 (ru) * 1976-04-08 1978-12-25 Т.Гольдшмидт Аг (Фирма) Способ получени уравновешенных органополисилоксанов с органосульфоновыми группами
SU1473720A3 (ru) * 1983-01-24 1989-04-15 Хехст Аг (Фирма) Цементный раствор дл глубоких скважин
SU1521863A1 (ru) * 1988-01-28 1989-11-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Тампонажный раствор
EP1431356A2 (de) * 2002-12-20 2004-06-23 Basf AG Verwendung wässriger Dispersionen aus Polymerisat und feinteiligem anorganischen Feststoff zur Grundierung mineralischer Untergründe
DE102005000918A1 (de) * 2005-01-06 2006-07-20 Basf Ag Verfahren zur Herstellung wässriger Kompositpartikel-Dispersionen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015991A (en) * 1975-08-08 1977-04-05 Calgon Corporation Low fluid loss cementing compositions containing hydrolyzed acrylamide/2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid derivative copolymers and their use
EP0043159B1 (en) * 1980-06-27 1985-09-04 Akzo N.V. Porous inorganic support material coated with an organic stationary phase, for use in chromatography, and process for its preparation
US4555269A (en) * 1984-03-23 1985-11-26 Halliburton Company Hydrolytically stable polymers for use in oil field cementing methods and compositions
US4515635A (en) * 1984-03-23 1985-05-07 Halliburton Company Hydrolytically stable polymers for use in oil field cementing methods and compositions
US4700780A (en) * 1987-03-27 1987-10-20 Halliburton Services Method of reducing fluid loss in cement compositions which may contain substantial salt concentrations
JPH05223482A (ja) * 1991-08-22 1993-08-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 親水化処理組成物、親水化処理方法及び親水化処理熱交換器フィン
US6160067A (en) * 1995-10-03 2000-12-12 Dsm N.V. Reactive silica particles, process for manufacturing the same, use of the same
JP3818689B2 (ja) * 1996-01-16 2006-09-06 富士写真フイルム株式会社 コロイド状シリカをコアとし、有機ポリマーをシェルとするコア／シェル状複合粒子の水性分散物及びその製造方法
DE19926355A1 (de) * 1999-06-10 2000-12-14 Clariant Gmbh Wasserlösliche Mischpolymere und ihre Verwendung für Exploration und Förderung von Erdöl und Erdgas
US7001673B2 (en) * 2001-01-24 2006-02-21 Fuji Photo Film Co., Ltd. Hydrophilic polymer having silane coupling group terminal and lithographic printing plate base
EP1277766B1 (en) * 2001-07-20 2009-06-24 Rohm And Haas Company Polymer compound containing silicon ester moiety and composition therefrom
US6715552B2 (en) * 2002-06-20 2004-04-06 Halliburton Energy Services, Inc. Well cementing methods and compositions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU639456A3 (ru) * 1976-04-08 1978-12-25 Т.Гольдшмидт Аг (Фирма) Способ получени уравновешенных органополисилоксанов с органосульфоновыми группами
SU1473720A3 (ru) * 1983-01-24 1989-04-15 Хехст Аг (Фирма) Цементный раствор дл глубоких скважин
SU1521863A1 (ru) * 1988-01-28 1989-11-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Тампонажный раствор
EP1431356A2 (de) * 2002-12-20 2004-06-23 Basf AG Verwendung wässriger Dispersionen aus Polymerisat und feinteiligem anorganischen Feststoff zur Grundierung mineralischer Untergründe
DE102005000918A1 (de) * 2005-01-06 2006-07-20 Basf Ag Verfahren zur Herstellung wässriger Kompositpartikel-Dispersionen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740054C2 (ru) * 2015-06-11 2020-12-31 ЭКОЛАБ ЮЭсЭй ИНК. Буровые текучие среды и способы их применения
RU2764627C2 (ru) * 2017-04-03 2022-01-19 Родиа Операсьон Комбинация для контроля фильтрации и миграции газа

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0822660A2 (pt) 2015-06-30
WO2009141007A1 (de) 2009-11-26
RU2010152013A (ru) 2012-06-27
CA2723941A1 (en) 2009-11-26
CN102037023A (zh) 2011-04-27
EP2285835A1 (de) 2011-02-23
US20110118382A1 (en) 2011-05-19
US20130203951A1 (en) 2013-08-08
MX2010012630A (es) 2010-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2470041C2 (ru) Привитой сополимер, способ его получения и его применение
US9518210B2 (en) Compositions and systems for combatting lost circulation and methods
US8497315B2 (en) Method for producing dispersions and use thereof
CA2182202C (en) Redispersible silicon-modified dispersion powder composition, method of manufacturing it and its use
US20070100102A1 (en) Copolymer based on olefinic sulphonic acids
RU2598945C2 (ru) Применение суспензий csh в цементировании скважин
US5363918A (en) Wellbore sealing with unsaturated monomer system
US20100069551A1 (en) Ultrahydrophobic coatings
KR100999478B1 (ko) 실란 개질된 분산 분말
CN109627397B (zh) 一种改善水泥浆体流变特性的聚羧酸减水剂及其制备方法
DE102006061327A1 (de) Pfropf-Copolymer, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung
CN102596845A (zh) 水溶性的疏水缔合纳米复合物(作为建筑化学应用的流变改性剂)
WO1994027025A1 (en) Cementing composition and method using phosphonated polymers to improve cement slurry properties
CN105294026A (zh) 一种二合一瓷砖干粉砂浆及其制备方法、应用方法
CN104496392A (zh) 一种室内用无机干粉建筑涂料及其制备方法
US20230391941A1 (en) Polymer having dispersing function, polycarboxylic acid cement dispersant, preparation method therefor and use thereof
CN113717591B (zh) 一种单组分水性防水涂料及其制备方法
RO134502A2 (ro) Aditivi pentru suspensii de ciment pentru puţuri petroliere şi fluide de foraj pe bază apoasă cuprinzând microsilice şi metodă de producere a acestora
US20220242786A1 (en) Cement slurries, cured cement and methods of making and use thereof
CN111793401A (zh) 一种防水涂料及其制备方法
CN115745460B (zh) 一种水泥生料节能助剂及其制备方法与应用
CN114214048B (zh) 一种固井工作液用抗高温悬浮稳定剂及其制备方法
CN110467834A (zh) 一种耐老化聚合物防水建筑涂料及其制备方法
CN114181686A (zh) 一种抗高温抗饱和盐的两性离子降粘剂及其制备与应用
CN111362615B (zh) 一种粉末状减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140522