RU2669312C1

RU2669312C1 - Methods for treating subterranean well

Info

Publication number: RU2669312C1
Application number: RU2016125214A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Владимирович Медведев; Никита Юрьевич Силко; Евгений Михайлович Чумаков; Александр Викторович МЕДЕНЦЕВ
Original assignee: Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2018-10-10
Also published as: RU2016125214A; WO2015080609A1

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: present invention relates to compositions and methods for maintaining control of a well during a major overhaul. Method of treating a subterranean well during a well repair process, comprising steps of: preparing a composition comprising water, at least one water-soluble polymer, particles and degradable fibres, placing the composition in the borehole such that the composition contacts a slotted liner, a downhole filter, perforations, or combinations thereof, allowing the composition to flow into the liner, filter or perforation, whereby the particles and fibres form at least one plug or a filter cake, or both, which withstand differential pressure higher than 3.5 MPa, which prevents further fluid movement through the liner, filter or perforations, allowing the fibres to degrade, thereby causing the plug or filter cake or plug or both to weaken, and removing the plug or filter cake or both, thereby re-establishing fluid movement through the liner filter or perforations. Invention is developed in dependent items of the formula.EFFECT: technical result is an increase in processing efficiency.14 cl, 3 ex, 6 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

[0001] Положения, приведенные в данном разделе, только представляют основную информацию, относящуюся к данному изобретению, и могут не отражать существующий уровень техники.[0001] The provisions in this section only represent basic information related to this invention and may not reflect the state of the art.

[0002] Настоящее изобретение в целом относятся к композициям и способам для проведения капитального ремонта скважины или к внутрискважинным работам в подземной скважине.[0002] The present invention generally relates to compositions and methods for performing well overhaul or downhole operations in an underground well.

[0003] Во время строительства скважины, ее эксплуатации и ликвидации может потребоваться проведение операций, в течение которых необходимо открывать скважину и вводить в нее оборудование. Оборудование можно опускать в скважину при помощи бурильной колонны, гибких НКТ, каната или методом спуска под давлением. В большинстве случаев, капитальные ремонты производят для восстановления, продления или увеличения производства углеводородов. Кроме того, во время капитального ремонта возможны удаление и замена эксплуатационных НКТ или обсадных труб.[0003] During the construction of the well, its operation and liquidation, operations may be required during which it is necessary to open the well and introduce equipment into it. The equipment can be lowered into the well using a drill string, flexible tubing, rope or the method of descent under pressure. In most cases, overhauls are made to restore, extend or increase hydrocarbon production. In addition, during overhaul, removal and replacement of production tubing or casing is possible.

[0004] Для сохранения контроля над скважиной, при операциях по капитальному ремонту требуется, чтобы скважина была "заглушена". Иными словами, необходимо предотвратить поступление пластовых флюидов в скважину во время этих работ. Заглушить скважину можно множеством способов, включая введение буровых растворов или растворов для заканчивания, которые создают в стволе скважины гидростатическое давление, достаточное для предотвращения выхода пластового флюида. Флюид часто остается в стволе скважины в течение всего периода работ по капитальному ремонту.[0004] In order to maintain control of the well, during overhaul operations, the well is required to be “plugged”. In other words, it is necessary to prevent formation fluids from entering the well during these operations. A well can be shut off in a variety of ways, including injecting drilling fluids or completion fluids that create a hydrostatic pressure in the wellbore that is sufficient to prevent formation fluid from escaping. Fluid often remains in the wellbore for the entire period of the overhaul.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0005] Настоящее изобретение в целом относится к композициям и способам для сохранения контроля над скважиной в течение капитального ремонта или внутрискважинных работ в подземной скважине.[0005] The present invention generally relates to compositions and methods for maintaining control of a well during major repairs or downhole operations in an underground well.

[0006] В одном аспекте, варианты реализации изобретения относятся к способам обработки подземной скважины, имеющей ствол скважины. Разработана композиция, содержащая воду, по меньшей мере один водорастворимый полимер, частицы и способные разрушаться волокна. Композицию вводят в ствол скважины таким образом, чтобы она вступала в контакт с хвостовиком со щелевыми прорезями, скважинным фильтром или перфорациями, либо их комбинациями. Композиции дают возможность затекать в хвостовик, фильтр или перфорации так, чтобы частицы и волокна формировали по меньшей мере одну пробку или осадок на фильтре (или то и другое), предотвращая дальнейшее движение флюида через хвостовик, фильтр или перфорации. Затем, через определенное время, волокнам дают возможность разрушиться, что приводит к ослаблению пробки или осадка на фильтре (или того и другого), которое создает возможность удаления пробки или осадка на фильтре (или того и другого) и возобновления движения флюида через хвостовик, фильтр или перфорации.[0006] In one aspect, embodiments of the invention relate to methods for processing an underground well having a wellbore. A composition comprising water, at least one water-soluble polymer, particles and fiber-capable fibers has been developed. The composition is introduced into the wellbore so that it comes into contact with the liner with slotted slots, a well filter or perforations, or combinations thereof. The compositions make it possible to flow into a liner, filter or perforations so that particles and fibers form at least one plug or precipitate on the filter (or both), preventing further fluid movement through the liner, filter or perforations. Then, after a certain time, the fibers are allowed to break down, which leads to a weakening of the plug or filter cake (or both), which makes it possible to remove the plug or filter cake (or both) and the resumption of fluid movement through the liner, filter or perforation.

[0007] В другом аспекте, варианты реализации изобретения относятся к способам управления движением флюидов в подземной скважине, имеющей ствол скважины. Разработана композиция, содержащая воду, по меньшей мере один водорастворимый полимер, частицы и способные разрушаться волокна. Композицию вводят в ствол скважины таким образом, чтобы она вступала в контакт с хвостовиком со щелевыми прорезями, скважинным фильтром или перфорациями, либо их комбинациями. Композиции дают возможность затекать в хвостовик, фильтр или перфорации так, чтобы частицы и волокна формировали по меньшей мере одну пробку или осадок на фильтре (или то и другое), предотвращая дальнейшее движение флюида через хвостовик, фильтр или перфорации. Затем, через определенное время, волокнам дают возможность разрушиться, что приводит к ослаблению пробки или осадка на фильтре (или того и другого), которое создает возможность удаления пробки или осадка на фильтре (или того и другого) и возобновления движения флюида через хвостовик, фильтр или перфорации.[0007] In another aspect, embodiments of the invention relate to methods for controlling fluid movement in an underground well having a wellbore. A composition comprising water, at least one water-soluble polymer, particles and fiber-capable fibers has been developed. The composition is introduced into the wellbore so that it comes into contact with the liner with slotted slots, a well filter or perforations, or combinations thereof. The compositions make it possible to flow into a liner, filter or perforations so that particles and fibers form at least one plug or precipitate on the filter (or both), preventing further fluid movement through the liner, filter or perforations. Then, after a certain time, the fibers are allowed to break down, which leads to a weakening of the plug or filter cake (or both), which makes it possible to remove the plug or filter cake (or both) and the resumption of fluid movement through the liner, filter or perforation.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

[0008] Фигура 1 иллюстрирует схематическую диаграмму устройства тестирования потери циркуляции, которое используется в приведенных ниже примерах.[0008] Figure 1 illustrates a schematic diagram of a circulation loss testing apparatus that is used in the examples below.

[0009] Фигура 2 иллюстрирует увеличенное изображение цилиндра, в котором прорезана щель. Щель моделирует отверстие в хвостовике, фильтре, интервалах перфораций или пластовой породе подземной скважины.[0009] Figure 2 illustrates an enlarged image of a cylinder in which a slot is cut. A slit models a hole in a liner, filter, perforation intervals, or formation rock of an underground well.

[0010] Фигура 3 иллюстрирует график зависимости давления от времени, указывающий на образование пробки из волокон в прорези, показанной на Фиг. 2.[0010] FIG. 3 illustrates a graph of pressure versus time indicating the formation of a fiber plug in the slot shown in FIG. 2.

[0011] Фигура 4 иллюстрирует схематическую диаграмму лабораторного аппарата для тестирования, который оценивает способность загруженного волокнами флюида осаждаться на сетчатом фильтре.[0011] Figure 4 illustrates a schematic diagram of a laboratory testing apparatus that evaluates the ability of a fiber-loaded fluid to deposit on a screen.

[0012] Фигура 5 иллюстрирует схематическую диаграмму лабораторного аппарата для тестирования, который оценивает деструкционное поведение загруженных волокнами композиций, описанных в настоящем изобретении.[0012] Figure 5 illustrates a schematic diagram of a laboratory testing apparatus that evaluates the destructive behavior of the fiber loaded compositions of the present invention.

[0013] На Фигуре 6 представлен график, показывающий влияние деструкции волокон на проницаемость пробки в зависимости от времени.[0013] Figure 6 is a graph showing the effect of fiber degradation on plug permeability versus time.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0014] Хотя последующее обсуждение посвящено образованию пробок для контроля над скважиной в течение работ по капитальному ремонту, волокна и способы по изобретению можно использовать также в течение цементирования и других операций, в ходе которых можно столкнуться с поглощением флюида пластом или потерей циркуляции. Изобретение будет описано применительно к вертикальным скважинам, но оно в той же мере применимо и к скважинам любой ориентации. Изобретение будет описано применительно к скважинам для добычи углеводородов, но следует понимать, что описанные способы можно использовать для скважин по добыче других флюидов, таких как вода или диоксид углерода, например, для нагнетательных скважин или скважин-хранилищ. Также следует понимать, что в данном документе, при описании полезных, подходящих или т. п. диапазонов концентраций или количеств, подразумевается, что любая и каждая концентрация или количество внутри диапазона, включая крайние точки, должна рассматриваться как заявленная. Кроме того, каждое численное значение следует воспринимать как модифицированное термином “около” (если оно уже не модифицировано так в явном виде) и затем читать опять как не модифицированное таким образом, если из контекста не следует иное. Например, “диапазон от 1 до 10” следует воспринимать как описывающий все без исключения возможные числа в континууме между около 1 и около 10. Иными словами, если описан определенный диапазон, даже если лишь несколько точек определенных данных однозначно идентифицированы или упомянуты внутри диапазона, или даже если никакие точки данных не упомянуты внутри диапазона, следует понимать, что Заявители сознают и понимают, что любые и все точки данных внутри диапазона следует рассматривать как конкретизированные, и что Заявители имеют право владения диапазоном полностью и всеми точками внутри диапазона.[0014] Although the following discussion focuses on the formation of plugs for monitoring a well during an overhaul, the fibers and methods of the invention can also be used during cementing and other operations that may result in formation fluid absorption or loss of circulation. The invention will be described with reference to vertical wells, but it is equally applicable to wells of any orientation. The invention will be described with reference to hydrocarbon production wells, but it should be understood that the described methods can be used for production of other fluids, such as water or carbon dioxide, for example, injection wells or storage wells. It should also be understood that in this document, when describing useful, suitable or the like ranges of concentrations or amounts, it is intended that any and every concentration or amount within the range, including the extreme points, be considered as claimed. In addition, each numerical value should be interpreted as modified by the term “about” (if it has not already been modified explicitly) and then read again as not modified in this way, unless the context otherwise indicates. For example, “a range from 1 to 10” should be understood as describing all possible numbers in a continuum between about 1 and about 10. In other words, if a certain range is described, even if only a few points of certain data are uniquely identified or mentioned within the range, or even if no data points are mentioned within the range, it should be understood that Applicants are aware and understand that any and all data points within the range should be considered as concretized, and that Applicants have the right to Denia range completely and all points within the range.

[0015] Заявители установили, что эффективный флюид для глушения скважины может содержать воду, по меньшей мере один водорастворимый полимер, частицы и способные разрушаться волокна. Флюид для глушения скважины, который в отрасли известен также под названием "раствор глушения", минимизирует поток пластовых флюидов в ствол скважины в течение капитального ремонта, бурения или операций заканчивания, при этом одновременно предотвращает или минимизирует утечку скважинных флюидов в скелет породы пласта.[0015] The applicants have determined that an effective well completion fluid may contain water, at least one water-soluble polymer, particles, and degradable fibers. Well killing fluid, also known in the industry as a “killing fluid”, minimizes the flow of formation fluids into the wellbore during overhauls, drilling or completion operations, while preventing or minimizing the leakage of well fluids into the rock formation.

[0016] Комбинация волокон и частиц в растворе глушения может повышать скорость формирования пробки или осадка на фильтре. Во время введения в ствол скважины, волокна и частицы могут скапливаться в отверстиях хвостовиков со щелевыми прорезями, скважинных фильтрах или перфорациях, либо в трещинах или изломах в пласте. Эти скопления формируют непроницаемую пробку или осадок на фильтре, который препятствует дальнейшему движению флюида. После возникновения, пробка или осадок на фильтре остаются непроницаемыми до завершения работ в стволе скважины. Затем волокна могут разрушаться с течением времени, и пробка или осадок на фильтре ослабеют, что дает возможность операторам их смыть. Поток между стволом скважины и пластом восстанавливается, и можно возобновить эксплуатацию. Раствор глушения может не повреждать пласт. Время разрушения волокон можно сократить введением в флюид ускорителя деструкции или прокачиванием ускорителя по пробке или осадку на фильтре, что дает возможность экономить дорогостоящее время нахождения буровой установки на скважине и сокращать затраты.[0016] The combination of fibers and particles in the killing solution may increase the rate of formation of a plug or filter cake. During insertion into the wellbore, fibers and particles can accumulate in the holes of the liners with slotted cuts, downhole filters or perforations, or in cracks or fractures in the formation. These clusters form an impermeable plug or filter cake, which impedes further fluid movement. After occurrence, the plug or filter cake remains impenetrable until work is completed in the wellbore. The fibers can then break down over time, and the cork or filter cake will weaken, allowing operators to wash them off. The flow between the wellbore and the formation is restored, and production can be resumed. The kill solution may not damage the formation. The time of destruction of the fibers can be reduced by introducing a destruction accelerator into the fluid or pumping the accelerator through a plug or filter cake, which makes it possible to save expensive time spent on the drilling rig and reduce costs.

[0017] В одном аспекте, варианты реализации изобретения относятся к способам обработки подземной скважины, имеющей ствол скважины. Разработана композиция, содержащая воду, по меньшей мере один водорастворимый полимер, частицы и способные разрушаться волокна. Композицию вводят в ствол скважины таким образом, чтобы она вступала в контакт с хвостовиком со щелевыми прорезями, скважинным фильтром или перфорациями, либо их комбинациями. Композиции дают возможность затекать в хвостовик, фильтр или перфорации так, чтобы частицы и волокна формировали по меньшей мере одну пробку или осадок на фильтре (или то и другое), предотвращая дальнейшее движение флюида через хвостовик, фильтр или перфорации. Затем, через определенное время, волокнам дают возможность разрушиться, что приводит к ослаблению пробки или осадка на фильтре (или того и другого), которое создает возможность удаления пробки или осадка на фильтре (или того и другого) и возобновления движения флюида через хвостовик, фильтр или перфорации.[0017] In one aspect, embodiments of the invention relate to methods for processing an underground well having a wellbore. A composition comprising water, at least one water-soluble polymer, particles and fiber-capable fibers has been developed. The composition is introduced into the wellbore so that it comes into contact with the liner with slotted slots, a well filter or perforations, or combinations thereof. The compositions make it possible to flow into a liner, filter or perforations so that particles and fibers form at least one plug or precipitate on the filter (or both), preventing further fluid movement through the liner, filter or perforations. Then, after a certain time, the fibers are allowed to break down, which leads to a weakening of the plug or filter cake (or both), which makes it possible to remove the plug or filter cake (or both) and the resumption of fluid movement through the liner, filter or perforation.

[0018] В другом аспекте, варианты реализации изобретения относятся к способам управления движением флюидов в подземной скважине, имеющей ствол скважины. Разработана композиция, содержащая воду, по меньшей мере один водорастворимый полимер, частицы и способные разрушаться волокна. Композицию вводят в ствол скважины таким образом, чтобы она вступала в контакт с хвостовиком со щелевыми прорезями, скважинным фильтром или перфорациями, либо их комбинациями. Композиции дают возможность затекать в хвостовик, фильтр или перфорации так, чтобы частицы и волокна формировали по меньшей мере одну пробку или осадок на фильтре (или то и другое), предотвращая дальнейшее движение флюида через хвостовик, фильтр или перфорации. Затем, через определенное время, волокнам дают возможность разрушиться, что приводит к ослаблению пробки или осадка на фильтре (или того и другого), которое создает возможность удаления пробки или осадка на фильтре (или того и другого) и возобновления движения флюида через хвостовик, фильтр или перфорации.[0018] In another aspect, embodiments of the invention relate to methods for controlling fluid movement in an underground well having a wellbore. A composition comprising water, at least one water-soluble polymer, particles and fiber-capable fibers has been developed. The composition is introduced into the wellbore so that it comes into contact with the liner with slotted slots, a well filter or perforations, or combinations thereof. The compositions make it possible to flow into a liner, filter or perforations so that particles and fibers form at least one plug or precipitate on the filter (or both), preventing further fluid movement through the liner, filter or perforations. Then, after a certain time, the fibers are allowed to break down, which leads to a weakening of the plug or filter cake (or both), which makes it possible to remove the plug or filter cake (or both) and the resumption of fluid movement through the liner, filter or perforation.

[0019] В обоих аспектах, вода может быть пресной водой. При этом пресная вода может содержать ингибитор набухания глин, такой как хлорид калия, хлорид тетраметиламмония и т. п. Кроме того, вода может не содержать бактерий и ферментов, которые способны вызвать разрушение полимера и преждевременную потерю вязкости.[0019] In both aspects, the water may be fresh water. In this case, fresh water may contain a clay swelling inhibitor such as potassium chloride, tetramethylammonium chloride, etc. In addition, the water may not contain bacteria and enzymes that can cause polymer breakdown and premature loss of viscosity.

[0020] В обоих аспектах, водорастворимый полимер может содержать один или более из следующих материалов: гуаровая смола, гидроксипропилпроизводноегуаровой смолы, карбоксиметилгидроксиэтилпроизводноегуаровой смолы, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, ксантановая смола, диутановая смола или полиакриламид, либо их комбинации. Молекулярный вес полимера и его концентрацию можно выбрать таким образом, чтобы вязкость раствора могла находиться между 33 сП и 58 сП при 511 сек–1 (значение 300 об/мин (RPM) на ротационном вискозиметре Fann 35, при использовании комбинации ротор-боб R1B1) при температурах ствола скважины, в который помещены пробки или осадки на фильтрах. Или вязкость может находиться между 38 сП и 48 сП при 511 сек–1, или между 39 сП и 44 сП при 511 сек–1.[0020] In both aspects, the water-soluble polymer may contain one or more of the following materials: guar gum, hydroxypropyl derivative of guar gum, carboxymethyl hydroxyethyl derivative of guar gum, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, or xylanediamine The molecular weight of the polymer and its concentration can be chosen so that the viscosity of the solution can be between 33 cP and 58 cP at 511 s – 1 (300 rpm on a Fann 35 rotational viscometer using the R1B1 rotor-bean combination) at the temperatures of the wellbore, in which plugs or sediments are placed on the filters. Or the viscosity can be between 38 cP and 48 cP at 511 sec – 1, or between 39 cP and 44 cP at 511 sec – 1.

[0021] В обоих аспектах, частицы могут быть гранулированными, слоистыми или теми и другими. Концентрация частиц в композиции может находиться между 47 кг/м³ и 603 кг/м³. Частицы могут быть выбраны из карбоната кальция, ореховой скорлупы, пластмасс, серы, вспученного перлита, шелухи семян хлопчатника или чешуек целлофана, или их комбинации. Частицы могут иметь средний размер (d50) между 20 микрометрами и 500 микрометрами или между 50 микрометрами и 250 микрометрами, или между 80 и 130 микрометрами. Частицы могут также входить в по меньшей мере две гранулометрические группы, каждая из которых имеет свой d50. Такие многомодальные распределения частиц по размерам могут улучшать эффективность упаковки частиц и увеличивать прочность и износостойкость пробки или осадка на фильтре.[0021] In both aspects, the particles can be granular, layered, or both. The concentration of particles in the composition may be between 47 kg / m ³ and 603 kg / m ³ . Particles can be selected from calcium carbonate, nutshell, plastics, sulfur, expanded perlite, cotton seed husks or cellophane flakes, or a combination thereof. Particles can have an average size (d50) between 20 micrometers and 500 micrometers, or between 50 micrometers and 250 micrometers, or between 80 and 130 micrometers. Particles can also be included in at least two particle size groups, each of which has its own d50. Such multimodal particle size distributions can improve particle packing efficiency and increase the strength and durability of the plug or filter cake.

[0022] В обоих аспектах, волокна могут содержать замещенные и незамещенные лактиды, гликолиды, полимолочную кислоту, полигликолевую кислоту, сополимер полимолочной кислоты и полигликолевой кислоты, сополимер гликолевой кислоты с другими молекулами, содержащими гидроксил, карбоновую кислоту или оксикарбоновую кислоту, сополимер молочной кислоты с другими молекулами, содержащими гидроксил, карбоновую кислоту или оксикарбоновую кислоту, гидроксиуксусную кислоту (гликолевую кислоту) как таковую или другие молекулы, содержащие гидроксил, карбоновую кислоту или оксикарбоновую кислоту, поливиниловый спирт, полиамид или полиэтилентерефталат, или их комбинации. Подходящие волокна выбирают в зависимости от прогнозируемых температур в скважине. Например, волокна из полимолочной кислоты и поливинилового спирта можно выбирать для скважинных температур менее чем около 80°C. Другие волокна из перечня могут быть подходящими для использования при температурах вплоть до 200°C или выше.[0022] In both aspects, the fibers may contain substituted and unsubstituted lactides, glycolides, polylactic acid, polyglycolic acid, a copolymer of polylactic acid and polyglycolic acid, a copolymer of glycolic acid with other molecules containing hydroxyl, carboxylic acid or hydroxycarboxylic acid, a lactic acid copolymer with other molecules containing hydroxyl, carboxylic acid or hydroxycarboxylic acid, hydroxyacetic acid (glycolic acid) as such, or other molecules containing hydroxyl, to rbonovuyu acid or hydroxycarboxylic acid, polyvinyl alcohol, polyamide, or polyethylene terephthalate, or combinations thereof. Suitable fibers are selected depending on the predicted temperatures in the well. For example, fibers of polylactic acid and polyvinyl alcohol can be selected for downhole temperatures of less than about 80 ° C. Other fibers from the list may be suitable for use at temperatures up to 200 ° C or higher.

[0023] Полимерные волокна могут иметь множество конфигураций. В данном документе принято, что термин "волокно" охватывает волокна, а также другие твердые частицы, которые могут использоваться как или функционировать аналогично волокнам в целях и назначениях, описанных в данном документе, если не указано иное или если иное не следует из контекста. Термин может охватывать различные удлиненные частицы, которые похожи на волокна или подобны волокнам. Волокна или частицы могут быть прямыми, искривленными, изогнутыми или волнистыми. Другие неограничивающие формы могут включать, в общем случае, сферическую, прямоугольную, многоугольную и т. п. Волокна могут быть сформированы из тела одной частицы или из многих тел, связанных или соединенных вместе. Волокна могут состоять из основного тела частицы, имеющего один или более выступов, выходящих из основного тела, как у звезды. Волокна могут иметь форму пластинок, дисков, стержней, лент и т. п. Волокна также могут быть аморфными или неправильной формы и жесткими, гибкими или пластически деформируемыми. Волокна или удлиненные частицы можно использовать в пучках. Можно использовать комбинацию волокон или частиц различной формы, и материалы могут формировать трехмерную сеть внутри флюида, с которым они используются. В случае волокон или других удлиненных частиц, частицы могут иметь длину от менее, чем около 1 мм до около 30 мм или более. В определенных вариантах реализации изобретения, волокна или удлиненные частицы могут иметь длину 12 мм или менее и диаметр в поперечном сечении около 200 мкм или менее, типичный диаметр находится в диапазоне от около 10 мкм до около 200 мкм. В случае удлиненных материалов, материалы могут иметь соотношение между любыми двумя из трех измерений более чем 5 к 1. В определенных вариантах реализации изобретения, волокна или удлиненные материалы могут иметь длину более чем 1 мм, причем типичная длина составляет от около 1 мм до около 30 мм, от около 2 мм до около 25 мм, от около 3 мм до около 20 мм. В определенных применениях, волокна или удлиненные материалы могут иметь длину от около 1 мм до около 10 мм (например, 6 мм). Волокна или удлиненные материалы могут иметь диаметр или поперечный размер от около 5 до 100 мкм и/или денье от около 0,1 до около 20, более конкретно, денье от около 0,15 до около 6.[0023] Polymer fibers can have many configurations. It is accepted herein that the term “fiber” encompasses fibers as well as other solid particles that can be used as or function similarly to fibers for the purposes and purposes described herein, unless otherwise indicated or unless otherwise indicated by context. The term may encompass various elongated particles that are similar to fibers or similar to fibers. The fibers or particles may be straight, curved, curved or wavy. Other non-limiting shapes may include, in general, spherical, rectangular, polygonal, etc. Fibers can be formed from the body of one particle or from many bodies connected or connected together. Fibers can consist of the main body of a particle having one or more protrusions emerging from the main body, like a star. The fibers may take the form of plates, discs, rods, ribbons, etc. The fibers may also be amorphous or irregular in shape and rigid, flexible, or plastically deformable. Fibers or elongated particles can be used in bundles. A combination of fibers or particles of various shapes can be used, and the materials can form a three-dimensional network within the fluid with which they are used. In the case of fibers or other elongated particles, the particles may have a length of less than about 1 mm to about 30 mm or more. In certain embodiments of the invention, the fibers or elongated particles may have a length of 12 mm or less and a cross-sectional diameter of about 200 microns or less, a typical diameter is in the range of about 10 microns to about 200 microns. In the case of elongated materials, the materials may have a ratio between any two of the three dimensions of more than 5 to 1. In certain embodiments of the invention, the fibers or elongated materials may have a length of more than 1 mm, with a typical length of from about 1 mm to about 30 mm, from about 2 mm to about 25 mm, from about 3 mm to about 20 mm. In certain applications, fibers or elongated materials may have a length of from about 1 mm to about 10 mm (e.g., 6 mm). The fibers or elongated materials may have a diameter or transverse dimension of from about 5 to 100 microns and / or denier from about 0.1 to about 20, more specifically, denier from about 0.15 to about 6.

[0024] Полимеры, применяемые в формировании разрушаемых волокон, можно использовать совместно с ускорителем деструкции волокна. Ускоритель деструкции волокна способствует разрушению волокон при тех температурах, при которых полимерные волокна используются, и может представлять собой любой материал, который способствует такому разрушению. Конкретный ускоритель деструкции волокна можно выбрать, составить и скомпоновать, чтобы обеспечить выбранную скорость разрушения при выбранных температурах и условиях, при которых планируется использовать волокна. Например, ускоритель деструкции волокна может способствовать обеспечению скорости разрушения волокна около 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% вплоть до 100% разрушения волокна по массе или менее за период времени от около 1 дня до около 8 недель (56 дней) в подземных температурных условиях. В определенных применениях, может быть особенно полезной скорость разрушения от около 20% до около 40% по массе за период от около 1 дня до около 56 дней в подземных температурных условиях. Как правило, ускоритель деструкции волокна представляет собой регулирующий pH материал, такой как основание, кислота или предшественник основания или кислоты, который образует основания или кислоты по месту использования. Ускоритель деструкции волокна может также быть окислителем.[0024] The polymers used in the formation of destructible fibers can be used in conjunction with a fiber degradation accelerator. The fiber degradation accelerator contributes to the destruction of the fibers at those temperatures at which the polymer fibers are used, and can be any material that contributes to such destruction. A specific fiber degradation accelerator can be selected, compiled, and arranged to provide a selected rate of failure at selected temperatures and conditions under which it is planned to use fibers. For example, a fiber degradation accelerator can help provide a fiber degradation rate of about 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% up to 100% fiber destruction by mass or less over a period of time from about 1 day to about 8 weeks (56 days) in underground temperature conditions. In certain applications, a destruction rate of from about 20% to about 40% by weight over a period of from about 1 day to about 56 days under underground temperature conditions may be particularly useful. Typically, a fiber degradation accelerator is a pH-adjusting material, such as a base, acid, or a base or acid precursor that forms bases or acids at the point of use. The fiber degradation accelerator may also be an oxidizing agent.

[0025] Основания для использования в качестве ускорителя деструкции волокна могут представлять собой любое основание или его предшественник, которое способствует желательному управляемому разрушению полимерных волокон в условиях, при которых волокна используются. Основание может быть таким, которое обеспечивает pH около 11 или 12 или более во флюидах или в среде, окружающей полимерные волокна. Основание может представлять собой слаборастворимый оксид или гидроксид, который медленно растворяется в водных флюидах, используемых с волокнами при температурах пласта, при которых применяют полимерные волокна. Неограничивающие примеры таких слаборастворимых оснований включают гидроксид кальция, оксид кальция, гидроксид магния, оксид магния, оксид цинка и их комбинации. В случаях, когда основание дает многозарядные ионы, такие как Ca²⁺ и Mg²⁺, может потребоваться использовать волокна, которые не разрушаются с формированием двухосновных кислот, таких как найлон 6 и найлон 11. Основания, которые имеют более высокую растворимость, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид бария, гидроксид лития, гидроксид рубидия, гидроксид цезия и их комбинации, тоже можно использовать, при условии, что их воздействие на полимеры обеспечивает нужную отсрочку или управляемое разрушение волокон. Этому может способствовать покрытие оболочкой или использование других технологий отсрочки высвобождения.[0025] The bases for use as a fiber degradation accelerator may be any base or precursor thereof that contributes to the desired controlled degradation of polymer fibers under the conditions under which the fibers are used. The base may be one that provides a pH of about 11 or 12 or more in fluids or in an environment surrounding polymer fibers. The base may be a poorly soluble oxide or hydroxide that slowly dissolves in aqueous fluids used with fibers at formation temperatures at which polymer fibers are used. Non-limiting examples of such poorly soluble bases include calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof. In cases where the base produces multiply charged ions, such as Ca ²⁺ and Mg ²⁺ , it may be necessary to use fibers that do not break down to form dibasic acids, such as nylon 6 and nylon 11. Bases that have higher solubility, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide and their combinations can also be used, provided that their effect on the polymers provides the necessary delay or controlled destruction of the fibers. Coating or the use of other delayed release technologies may contribute to this.

[0026] Кислоты, которые используются в качестве ускорителя деструкции волокна, могут представлять собой любую кислоту или ее предшественник, которая способствует желательному управляемому разрушению или гидролизу полимерных волокон в условиях, при которых волокна используются. Это могут быть кислоты Льюиса или кислоты Брэнстеда. Кислота может создавать во флюидах или среде, окружающей полимерные волокна, pH около 3 или менее. Кислота может представлять собой слаборастворимую кислоту, которая медленно растворяется в водных флюидах, используемых с волокнами при температурах пласта. Неограничивающие примеры таких слаборастворимых кислот могут включать масляную кислоту, бензойную кислоту, нитробензойную кислоту, стеариновую кислоту, мочевую кислоту, жирные кислоты и их производные, а также их комбинации. Другие кислоты, такие как соляная кислота, лимонная кислота, уксусная кислота, муравьиная кислота, щавелевая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота и т. п., имеют более высокую растворимость. Можно использовать также другие растворимые органические кислоты. Такие растворимые кислоты тоже можно использовать, в случае, если их воздействие на полимеры обеспечивает нужную отсрочку или управляемое разрушение волокон. Этому может способствовать покрытие оболочкой или использование других технологий отсрочки высвобождения. Можно использовать также кислоты Льюиса BF₃, AlCl₃, FeCl₂, MgCl₂, ZnCl₂, SnCl₂ и CuCl₂.[0026] The acids that are used as a fiber degradation accelerator can be any acid or its precursor that promotes the desired controlled degradation or hydrolysis of the polymer fibers under the conditions under which the fibers are used. These may be Lewis acids or Branstead acids. Acid can create in fluids or in the environment surrounding polymer fibers a pH of about 3 or less. The acid may be a slightly soluble acid that dissolves slowly in aqueous fluids used with fibers at formation temperatures. Non-limiting examples of such poorly soluble acids may include butyric acid, benzoic acid, nitrobenzoic acid, stearic acid, uric acid, fatty acids and their derivatives, as well as combinations thereof. Other acids, such as hydrochloric acid, citric acid, acetic acid, formic acid, oxalic acid, maleic acid, fumaric acid, etc., have a higher solubility. Other soluble organic acids may also be used. Such soluble acids can also be used if their effect on the polymers provides the necessary delay or controlled destruction of the fibers. Coating or the use of other delayed release technologies may contribute to this. Lewis acids BF ₃ , AlCl ₃ , FeCl ₂ , MgCl ₂ , ZnCl ₂ , SnCl ₂ and CuCl ₂ can also be used.

[0027] В качестве ускорителя деструкции волокна, можно также использовать окислители. Окислители могут иметь уникальные характеристики, которые дают им возможность выполнять двойные функции. В число неограничивающих примеров подходящих окислителей входят броматы, персульфаты, нитраты, нитриты, хлориты, гипохлориты, перхлориты и пербораты, а также их комбинации. Конкретные неограничивающие примеры этих материалов охватывают бромат натрия, персульфат аммония, нитрат натрия, нитрит натрия, хлорит натрия, гипохлорит натрия, перхлорит калия и перборат натрия. При температурах, при которых период полуокисления достаточен, окислители действуют как окислители и разрушают полимеры окислением. При более высоких температурах, когда их период полуокисления становится коротким, их можно восстанавливать (в общем случае, водой) и превращать в их кислотное состояние, таким образом, снижая pH флюида, так что они вызывают pH-индуцированный гидролиз полимеров. Таким образом, например, персульфат может быть восстановлен до серной кислоты, которая затем гидролизует полимеры. Можно выбрать окислители, имеющие низкую растворимость в водных флюидах, которые используются с полимерными волокнами, при тех температурах, при которых применяют волокна. В других вариантах реализации изобретения, окислители могут быть легко растворимыми в таких флюидах, но их можно заключать в оболочку или использовать с помощью других средств, задерживающих выход, чтобы отсрочивать или управлять выходом окислителя.[0027] Oxidizing agents can also be used as a fiber degradation accelerator. Oxidizing agents may have unique characteristics that enable them to perform dual functions. Non-limiting examples of suitable oxidizing agents include bromates, persulfates, nitrates, nitrites, chlorites, hypochlorites, perchlorites and perborates, and combinations thereof. Specific non-limiting examples of these materials include sodium bromate, ammonium persulfate, sodium nitrate, sodium nitrite, sodium chlorite, sodium hypochlorite, potassium perchlorite and sodium perborate. At temperatures at which the half-oxidation period is sufficient, oxidizing agents act as oxidizing agents and destroy polymers by oxidation. At higher temperatures, when their half-oxidation period becomes short, they can be restored (generally with water) and converted to their acid state, thereby lowering the pH of the fluid so that they cause pH-induced hydrolysis of the polymers. Thus, for example, persulfate can be reduced to sulfuric acid, which then hydrolyzes the polymers. It is possible to choose oxidizing agents having low solubility in aqueous fluids that are used with polymer fibers at the temperatures at which the fibers are used. In other embodiments of the invention, the oxidizing agents may be readily soluble in such fluids, but they may be wrapped or used by other means of delaying the exit to delay or control the exit of the oxidizing agent.

[0028] Другой ускоритель деструкции волокна содержит другие разрушаемые полимеры. Разрушаемые полимеры, которые используются как ускоритель деструкции волокна, распадаются более легко, чем полимеры, при определенных условиях, таких как более низкая температура, и они способствуют разрушению волокон. Такие разрушаемые полимеры могут распадаться со скоростью по меньшей мере в 10 раз большей, чем полимеры в тех же окружающих условиях. Разрушение полимера может включать его распад на части, что способствует разрушению полимерных волокон. Они могут быть "предшественниками полимерных кислот", которые при комнатной температуре обычно находятся в твердой фазе. Материалы-предшественники полимерных кислот могут содержать полимеры и олигомеры, которые гидролизуются или распадаются с образованием кислот в определенных средах при известных и управляемых условиях в отношении температуры, времени и pH. Кислоты, образованные из таких полимеров, могут представлять собой мономерные кислоты, но могут также включать димерные кислоты или кислоты с небольшим количеством связанных мономерных звеньев, которые, в аспекте вариантов реализации изобретения, описанного в данном документе, функционируют аналогично мономерным кислотам, состоящим из единственного мономерного звена.[0028] Another fiber degradation accelerator contains other degradable polymers. Destructible polymers, which are used as an accelerator of fiber degradation, decompose more easily than polymers under certain conditions, such as lower temperatures, and they contribute to the destruction of fibers. Such destructible polymers can disintegrate at a rate of at least 10 times greater than polymers under the same environmental conditions. The destruction of the polymer may include its disintegration into parts, which contributes to the destruction of polymer fibers. They can be “precursors of polymeric acids,” which are usually in the solid phase at room temperature. Polymer acid precursor materials may contain polymers and oligomers that hydrolyze or decompose to form acids in certain environments under known and controlled conditions with respect to temperature, time and pH. Acids formed from such polymers may be monomeric acids, but may also include dimeric acids or acids with a small number of linked monomer units, which, in the aspect of the embodiments described herein, function similarly to monomeric acids consisting of a single monomer link.

[0029] Неограничивающие примеры таких разрушаемых полимеров для использования в качестве ускорителя деструкции волокна включают полимеры и сополимеры молочной кислоты, гликолевой кислоты, винилхлорида, фталевой кислоты и т. п. и их комбинации. Полимолочная кислота (PLA) и полигликолевая кислота (PGA) распадаются с образованием органических кислот молочной и гликолевой кислот, соответственно. Поливинилхлорид (PVC) распадается с образованием неорганической кислоты - соляной кислоты. Материалы-полимеры фталевой кислоты могут включать полимеры терефталевой и изофталевой кислот. Полиэфирные и полиамидные материалы, которые образованы из дикислот, которые разлагаются на кислоты с нужной скоростью в заданной среде, тоже можно использовать для формирования ускорителя деструкции волокна.[0029] Non-limiting examples of such degradable polymers for use as a fiber degradation accelerator include polymers and copolymers of lactic acid, glycolic acid, vinyl chloride, phthalic acid, and the like, and combinations thereof. Polylactic acid (PLA) and polyglycolic acid (PGA) decompose to form organic acids of lactic and glycolic acids, respectively. Polyvinyl chloride (PVC) decomposes to form an inorganic acid - hydrochloric acid. Phthalic acid polymer materials may include terephthalic and isophthalic acid polymers. Polyester and polyamide materials, which are formed from diacids that decompose into acids at the right speed in a given environment, can also be used to form a fiber degradation accelerator.

[0030] Ускоритель деструкции волокна можно использовать с полимерными волокнами множеством различных способов. В одном из вариантов реализации изобретения, ускоритель сформирован из материала, который обычным образом смешивают с обрабатывающим флюидом или его частью, содержащей полимерные волокна, и выбранной для медленного выпуска ускорителя деструкции волокна внутри обрабатывающего флюида, находящегося в контакте с окружающими полимерными волокнами, в течение продолжительного времени, при температуре, при которой предполагается использовать полимеры, такой как описанные ранее температуры пласта. Такие материалы-ускорители деструкции волокна не закрыты в оболочку, и их можно выбирать таким образом, чтобы они выпускали ускоритель деструкции волокна внутри обрабатывающего флюида через период времени, составляющий по меньшей мере один (1) час при температуре пласта, более конкретно от около одного (1) часа до около 14 часов, еще более конкретно от около одного (1) часа до около одного (1) дня. Как обсуждалось выше, такие материалы могут включать слаборастворимые основания, кислоты, окислители и их предшественники, такие как предшественники полимерных кислот. Материалы могут быть выполнены в виде твердых частиц, которые могут представлять собой гранулы, волокна и иметь другие твердые формы и конфигурации. Размер и форма могут также повышать скорость выпуска ускорителя. Например, больший размер частиц и меньшая площадь их поверхности могут увеличивать продолжительность выхода, по сравнению с меньшими частицами с большей площадью поверхности. Можно также использовать комбинацию частиц разных размеров и конфигурации. Как обсуждалось выше, эти разрушаемые полимеры, сформированные из предшественников полимерных кислот, легче разлагаются про температурах пласта, при этом они образуют кислоты, эффективные в качестве ускорителя деструкции волокна, и их можно использовать и формировать в волокна, которые применяются в комбинации с полимерными волокнами. Таким волокнам можно придавать размеры, формы и конфигурации такие же или аналогичные описанным ранее применительно к полимерным волокнам.[0030] The fiber degradation accelerator can be used with polymer fibers in a variety of different ways. In one embodiment of the invention, the accelerator is formed from a material that is conventionally mixed with a treatment fluid or part thereof containing polymer fibers and selected to slowly release a fiber degradation accelerator inside the treatment fluid in contact with surrounding polymer fibers for a long time time at the temperature at which polymers are intended to be used, such as the formation temperatures previously described. Such fiber degradation accelerator materials are not enclosed in the shell, and can be selected so that they release the fiber degradation accelerator inside the processing fluid after a period of at least one (1) hour at the formation temperature, more specifically from about one ( 1) hours to about 14 hours, even more specifically from about one (1) hour to about one (1) day. As discussed above, such materials may include poorly soluble bases, acids, oxidizing agents and their precursors, such as polymeric acid precursors. Materials can be made in the form of solid particles, which can be granules, fibers and other solid forms and configurations. Size and shape may also increase the speed of the accelerator. For example, a larger particle size and a smaller surface area may increase the yield time compared to smaller particles with a larger surface area. You can also use a combination of particles of different sizes and configurations. As discussed above, these destructible polymers formed from polymer acid precursors decompose more readily at formation temperatures, while they form acids effective as a fiber degradation accelerator and can be used and formed into fibers that are used in combination with polymer fibers. Such fibers can be given the dimensions, shapes and configurations the same or similar to those described previously in relation to polymer fibers.

[0031] В другом варианте реализации изобретения, материалы-ускорители деструкции волокна внедряют в сами полимерные волокна. Это можно осуществить путем смешивания, купажирования или иного способа соединения материалов-ускорителей деструкции волокна с базовым полимером, который используется для формирования полимерных волокон, перед экструдированием полимера или иным процессом формирования его в волокна. Это может относиться к любым материалам-ускорителям деструкции волокна, которые обсуждались раньше, если они пригодны для смешивания, купажирования или иного способа соединения с базовыми полимерами перед экструдированием полимера или иным процессом формирования волокон. При использовании такого способа, добавленные к волокнам материалы могут быть по существу однородно распределены по матрице отдельного волокна. Альтернативно, добавки могут быть неоднородно распределены по волокну. Внедрение ускорителя деструкции волокна в волокно гарантирует, что он останется с волокнами в обрабатывающем флюиде и, пребывая там, будет способствовать их разрушению. Особенно подходящими для этого применения являются разрушаемые полимерные материалы, которые описаны выше. В определенных случаях, ускоритель деструкции волокна можно внедрять в волокно нанесением его в виде покрытия на уже сформированные полимерные волокна.[0031] In another embodiment, fiber degradation accelerator materials are incorporated into the polymer fibers themselves. This can be done by mixing, blending, or another method of combining fiber degradation accelerator materials with a base polymer that is used to form polymer fibers before extruding the polymer or otherwise forming it into fibers. This may apply to any fiber degradation accelerator materials discussed previously if they are suitable for blending, blending, or otherwise bonding with base polymers before extruding the polymer or other fiber forming process. Using this method, the materials added to the fibers can be substantially uniformly distributed over the matrix of an individual fiber. Alternatively, the additives may be nonuniformly distributed over the fiber. The introduction of a fiber degradation accelerator into the fiber ensures that it stays with the fibers in the processing fluid and, while there, will contribute to their destruction. Particularly suitable for this application are destructible polymeric materials, which are described above. In certain cases, a fiber degradation accelerator can be incorporated into the fiber by applying it as a coating to already formed polymer fibers.

[0032] В еще одном применении, ускоритель деструкции волокна можно использовать с герметизирующим материалом. Герметизация создает возможность управляемого выпуска активного вещества. При таком способе можно использовать разрушающие материалы, которые более активны или вызывают более быстрый распад материалов волокна, поскольку герметизация замедляет или отсрочивает выпуск таких материалов. В их число могут входить кислоты, основания, окислители или другие ускорители разрушения, которые лучше растворяются в водных флюидах при температурах, при которых полимеры используются. Тем не менее, можно герметизировать также менее растворимые или медленнее растворимые материалы. Герметизирующий материал можно выбирать и конфигурировать для обеспечения желательной отсрочки или управляемого выпуска ускорителя деструкции волокна. С одним и тем же или разными ускорителями можно использовать различные типы герметизирующих материалов. Герметизирующие материалы могут также иметь различные размеры и конфигурации.[0032] In yet another application, a fiber degradation accelerator can be used with a sealing material. Sealing creates the possibility of a controlled release of the active substance. With this method, it is possible to use destructive materials that are more active or cause faster decay of fiber materials, since sealing slows or delays the release of such materials. These may include acids, bases, oxidizing agents or other breakdown accelerators that dissolve better in aqueous fluids at temperatures at which the polymers are used. However, less soluble or slower soluble materials can also be sealed. The sealing material can be selected and configured to provide the desired delay or controlled release of the fiber degradation accelerator. Different types of sealing materials can be used with the same or different accelerators. Sealing materials may also have various sizes and configurations.

[0033] В качестве примера герметизированного ускорителя разрушения, можно привести окислители, такие как бромат натрия или пероксидисульфатдиаммония, которые могут быть герметизированы в сополимерах винилиденхлорида и метилакрилата.[0033] As an example of a sealed fracture accelerator, oxidizing agents such as sodium bromate or diammonium peroxide disulfide, which can be sealed in copolymers of vinylidene chloride and methyl acrylate, can be cited.

[0034] На практике, герметизированный ускоритель перемешивают в обрабатывающем флюиде или его части с полимерными волокнами. Внедренный в систему волокон, герметизированный ускоритель деструкции может быть выпущен с задержкой и прогрессирующим образом, что создает возможность управляемого и непрерывного разрушения полимерных волокон. Герметизирующую оболочку можно выбирать и конфигурировать таким образом, чтобы она высвобождала ускоритель деструкции волокна внутри обрабатывающего флюида через период времени, составляющий по меньшей мере один (1) час при температуре пласта, более конкретно от около одного (1) часа до около 14 часов, еще более конкретно от около одного (1) часа до около одного (1) дня. Такая отсрочка может быть обеспечена также степенью растворимости герметизированного материала. Таким образом, желательного управления и отсрочки можно достичь за счет комбинации герметизирующего материала и собственно материала-ускорителя.[0034] In practice, the pressurized accelerator is mixed in the treatment fluid or part thereof with polymer fibers. Introduced into the fiber system, a sealed destruction accelerator can be released with a delay and in a progressive manner, which creates the possibility of controlled and continuous destruction of polymer fibers. The sealant sheath can be selected and configured so that it releases a fiber degradation accelerator within the treatment fluid after a period of at least one (1) hour at the formation temperature, more specifically from about one (1) hour to about 14 hours, still more specifically, from about one (1) hour to about one (1) day. Such a delay can also be provided by the degree of solubility of the sealed material. Thus, desired control and postponement can be achieved through a combination of sealing material and the accelerator material itself.

[0035] В другом варианте реализации изобретения, полимерные волокна формируют как би- или многокомпонентные волокна с другими разрушаемыми полимерами, такими, как описанные выше. В таких случаях, полимеры не смешивают и не объединяют друг с другом перед экструзией, а соэкструдируют или формуют раздельно, как отдельные компоненты одного и того же волокна. Это можно осуществить, например, соэкструзией, при которой отдельные потоки каждого полимерного компонента направлены от источника подачи через прядильную головку (часто упоминаемую как "пакет") в нужную структуру потока, пока потоки не достигнут выходной части пакета (т. е. прядильных отверстий), через которую они выходят из прядильной головки в требуемой многокомпонентной взаимосвязи. Формирование многокомпонентных полимерных волокон описано в патенте США No. 6465094, который включен в данный документ в полном объеме для всех целей. Различные компоненты многокомпонентных волокон можно располагать и конфигурировать во множество различных конфигураций, таких как волокна с сердечником, с одним или многими сердечниками, различными слоями и т. п. В качестве сердечника или оболочки можно использовать любой из полимеров или ускоритель деструкции волокна из разрушаемого полимера. В определенных вариантах реализации изобретения, ускоритель деструкции волокна из разрушаемого полимераа образует сердечник или сердечники, при этом полимер формирует оболочку или наружный слой. Многокомпонентные волокна можно конфигурировать в те же самые общие формы, размеры и конфигурации, что и описанные выше волокна.[0035] In another embodiment, the polymer fibers are formed as bi- or multicomponent fibers with other degradable polymers, such as those described above. In such cases, the polymers are not mixed or combined with each other before extrusion, but coextruded or formed separately as separate components of the same fiber. This can be accomplished, for example, by coextrusion, in which the individual streams of each polymer component are directed from the feed source through a spinning head (often referred to as a “bag”) to the desired flow structure until the flows reach the outlet of the package (i.e., spinning holes) through which they exit the spinning head in the required multi-component relationship. The formation of multicomponent polymer fibers is described in US Pat. 6465094, which is incorporated herein in its entirety for all purposes. The various components of multicomponent fibers can be arranged and configured in many different configurations, such as fibers with a core, with one or many cores, different layers, etc. Any polymer or fiber degradation accelerator from a degradable polymer can be used as a core or cladding. In certain embodiments of the invention, a fiber degradation accelerator from a degradable polymer forms a core or cores, wherein the polymer forms a shell or an outer layer. Multicomponent fibers can be configured in the same general shapes, sizes, and configurations as the fibers described above.

[0036] Количество ускорителя деструкции волокна, которое используется в любом из описанных вариантов реализации изобретения, может варьироваться и может зависеть от многих факторов. Эти факторы могут включать конкретные окружающие условия при использовании (например, температура пласта, pH флюида и т. п.), применяемый тип ускорителя и его активность, тип используемого полимера и т. п. В общем случае, количество ускорителя деструкции волокна, используемое с полимерными волокнами, которые подлежат разрушению, будет находиться в массовом отношении от около 2:1 до около 1:100 ускорителя к полимеру, более конкретно от 1:1 до около 1:20 и еще более конкретно от около 1:2 до около 1:10. Таким образом, например, в обрабатывающем флюиде для комбинации ускоритель/волокно можно использовать массовое отношение 1:1, или ускоритель может составлять 50% массы самих волокон, в частности, когда он внедрен в полимерное волокно или соэкструдирован с волокнами для формирования многокомпонентных волокон.[0036] The amount of fiber degradation accelerator that is used in any of the described embodiments of the invention may vary and may depend on many factors. These factors may include the specific environmental conditions when used (for example, reservoir temperature, fluid pH, etc.), the type of accelerator used and its activity, the type of polymer used, etc. In general, the amount of fiber degradation accelerator used with polymer fibers that are subject to destruction will be in a mass ratio from about 2: 1 to about 1: 100 of the accelerator to the polymer, more specifically from 1: 1 to about 1:20 and even more specifically from about 1: 2 to about 1: 10. Thus, for example, in the processing fluid for the accelerator / fiber combination, a 1: 1 mass ratio can be used, or the accelerator can be 50% of the mass of the fibers themselves, in particular when it is embedded in a polymer fiber or coextruded with fibers to form multicomponent fibers.

[0037] Для отсроченного или управляемого разрушения полимерных волокон можно использовать любой из описанных выше способов. Точно так же, комбинацию любых из этих способов можно использовать в любом данном обрабатывающем флюиде.[0037] For the delayed or controlled destruction of the polymer fibers, any of the methods described above can be used. Similarly, a combination of any of these methods can be used in any given processing fluid.

[0038] Приведенные ниже примеры служат для дополнительной иллюстрации изобретения.[0038] The following examples serve to further illustrate the invention.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

[0039] Действие раствора глушения в соответствии с настоящим изобретением можно связать с двумя независимыми свойствами: (1) способность флюида блокировать отверстия; и (2) способность флюида разрушаться с течением времени под воздействием температуры, тем самым, восстанавливая проницаемость.[0039] The effect of the killing solution in accordance with the present invention can be associated with two independent properties: (1) the ability of a fluid to block openings; and (2) the ability of a fluid to degrade over time under the influence of temperature, thereby restoring permeability.

[0040] Для всех примеров, был приготовлен следующий базовый флюид: водный раствор гуара с концентрацией 1,79 г/л+45,5 г/л частиц карбоната кальция SafeCARB™ 250, поставляемых компанией MI-SWACO, Хьюстон, штат Техас, США. Гуар был марки SLB-ESL, его поставляет EconomyPolymersandChemicals, Хьюстон, штат Техас, США.[0040] For all examples, the following basic fluid was prepared: an aqueous guar solution with a concentration of 1.79 g / l + 45.5 g / l of SafeCARB ™ 250 calcium carbonate particles supplied by MI-SWACO, Houston, Texas, USA . Guar was a SLB-ESL brand, supplied by EconomyPolymersand Chemicals, Houston, Texas, USA.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

[0041] Насос 101соединили с трубкой 102. Внутренний объем трубки составлял 500 мл. Внутрь трубки вставили поршень 103. Датчик давления 104 вставили у конца трубки между поршнем и торцом трубки, который был соединен с насосом. Узел с прорезью 105 был присоединен к другому концу трубки.[0041] The pump 101 was connected to the tube 102. The internal volume of the tube was 500 ml. A piston 103 was inserted inside the tube. A pressure sensor 104 was inserted at the end of the tube between the piston and the end of the tube that was connected to the pump. An assembly with a slot 105 was attached to the other end of the tube.

[0042] Подробный вид узла с прорезью показан на Фиг. 2. Наружная часть узла представляла собой трубку 201, размеры которой составляли 130 мм в длину и 21 мм в диаметре. Прорезь 202 имела длину 65 мм. Имелись различные прорези, ширина которых варьировалась между 1 мм и 5 мм. Перед прорезью находилась сходящая на конус секция 203 длиной 10 мм.[0042] A detailed view of the slotted assembly is shown in FIG. 2. The outer part of the node was a tube 201, the dimensions of which were 130 mm in length and 21 mm in diameter. Slot 202 had a length of 65 mm. There were various slots, the width of which varied between 1 mm and 5 mm. Before the slot there was a section 203 converging to a cone 10 mm long.

[0043] В процессе эксперимента, испытываемый флюид прокачивали через 5-мм прорезь. Если происходило блокирование, наблюдалось резкое повышение давления. Испытания прекращали, когда давление достигало предела 34,5 бар (500-фунт/кв. дюйм).[0043] During the experiment, the test fluid was pumped through a 5 mm slot. If blockage occurred, a sharp increase in pressure was observed. The tests were stopped when the pressure reached the limit of 34.5 bar (500 psi).

[0044] К 500 мл базового флюида добавили 17,3 г/л волокон полимолочной кислоты (длиной 6 мм; 1,2 денье; поставляет TreviraGmbH, Германия). Остальной объем трубки 102заполнили водой. Затем добавили поршень 103. После этого в трубку закачивали воду с постоянной скоростью 750 мл/мин и регистрировали давление. В течение прокачивания, волокна и частицы сформировали непроницаемую пробку, что привело к резкому повышению давления в системе до 34,5 бар, и утечки через прорезь практически не было. График, показывающий изменение давления в зависимости от времени, представлен на Фиг. 3.[0044] 17.3 g / L of polylactic acid fibers (6 mm long; 1.2 denier; supplied by Trevira GmbH, Germany) were added to 500 ml of the base fluid. The remaining volume of tube 102 was filled with water. Then piston 103 was added. After that, water was pumped into the tube at a constant speed of 750 ml / min and pressure was recorded. During pumping, the fibers and particles formed an impermeable plug, which led to a sharp increase in system pressure to 34.5 bar, and there was practically no leakage through the slot. A graph showing the change in pressure with time is shown in FIG. 3.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

[0045] Эксперимент проводили для оценки способности испытываемого флюида блокировать скважинные фильтры.[0045] An experiment was conducted to evaluate the ability of a test fluid to block downhole filters.

[0046] Схематическая диаграмма тестирующего оборудования показана на Фиг. 4. Перемешивающий бак с мешалкой 1120-L (1,11 кубометров (7 баррелей))401 был соединен с блоком тестирования фильтра 404. Блок тестирования фильтра представлял собой контейнер с установленным в нем цилиндрическим фильтром 405. Размер отверстия в фильтре составлял 2 мм (10 меш США). Центробежный насос 403 транспортировал испытываемый флюид через 10-см (4-дюймовую) трубку 402и в блок тестирования фильтра. Внутри блока тестирования фильтра флюид протекал через фильтр или отражался фильтром, когда вокруг него формировался непроницаемый осадок частиц/волокна. Флюид, проходящий через фильтр, транспортировался обратно в перемешивающий бак через 10-см (4-дюймовую) трубку406. Флюид, отраженный от фильтра, транспортировался обратно в перемешивающий бак через 10-см (4-дюймовую) трубку407.[0046] A schematic diagram of the testing equipment is shown in FIG. 4. A stirring tank with a stirrer 1120-L (1.11 cubic meters (7 barrels)) 401 was connected to the filter testing unit 404. The filter testing unit was a container with a cylindrical filter 405 installed in it. The hole size in the filter was 2 mm ( 10 US mesh). A centrifugal pump 403 transported the test fluid through a 10-cm (4-inch) pipe 402i to the filter testing unit. Inside the filter testing unit, fluid flowed through the filter or was reflected by the filter when an impenetrable particle / fiber precipitate formed around it. The fluid passing through the filter was transported back to the mixing tank through a 10 cm (4-inch) tube 406. The fluid reflected from the filter was transported back to the mixing tank through a 10 cm (4-inch) tube 407.

[0047] Полиамидные волокна (Полиамид 6,6; размер 6 мм, 1,0 денье, поставляемые BarnetEurope, Германия) добавили к базовому флюиду в концентрации 5,7 г/л (2 фунт массы/баррель). Испытываемый флюид прокачивали в блок тестирования фильтра со скоростью 1140 л/мин (300 галл. США/мин). На блокирование фильтра указывало отсутствие флюида, возвращающегося в перемешивающий бак по трубке 406. Время, необходимое для блокирования фильтра, составляло от 4 до 6 мин.[0047] Polyamide fibers (Polyamide 6.6; size 6 mm, 1.0 denier, supplied by BarnetEurope, Germany) were added to the base fluid at a concentration of 5.7 g / l (2 lb. mass / barrel). The test fluid was pumped into the filter testing unit at a rate of 1140 L / min (300 US gal / min). Blocking the filter was indicated by the absence of fluid returning to the mixing tank through pipe 406. The time required to block the filter was 4 to 6 minutes.

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

[0048] Эксперимент проводили для оценки влияния разрушения волокна на проницаемость барьера частицы/волокно, созданного в соответствии с данным изобретением.[0048] An experiment was conducted to evaluate the effect of fiber degradation on the permeability of a particle / fiber barrier created in accordance with this invention.

[0049] Схематическая диаграмма тестирующего оборудования показана на Фиг. 5. Резервуар вытесняющего флюида 501соединен со шприцевым насосом 503 через клапан 502. Флюид, выходящий из шприцевого насоса, проходит через клапан 504, пока не достигает 15-см трубки 505с установленным на выходном конце фильтром 250 мкм (60 меш США). Трубка закрыта внутри печи 506. Флюид, выходящий через прорезь, проходит через клапан 507 в фильтрационный резервуар 508. Испытываемый флюид поместили внутрь 15-см трубки и прогоняли через фильтр, пока не происходило блокирование. (Пожалуйста, если необходимо, исправьте это описание). Давление в системе отслеживали при помощи барометрического датчика и регистрировали в компьютере 509. Данные по давлению использовали для расчета проницаемости фильтра по закону Дарси.[0049] A schematic diagram of the testing equipment is shown in FIG. 5. The displacement fluid reservoir 501 is connected to the syringe pump 503 via a valve 502. The fluid exiting the syringe pump passes through the valve 504 until it reaches the 15 cm tube 505 with a 250 μm filter (60 US mesh) installed at the outlet end. The tube is closed inside the furnace 506. The fluid exiting through the slot passes through the valve 507 to the filtration tank 508. The test fluid was placed inside the 15 cm tube and passed through the filter until blockage occurred. (Please correct this description if necessary). The pressure in the system was monitored using a barometric sensor and recorded in a computer 509. Pressure data was used to calculate the filter permeability according to Darcy's law.

[0050] Волокно полимолочной кислоты (размер 6 мм; 1,2 денье; поставляет TreviraGmbH, Германия) добавили к базовому флюиду в концентрации 17,1 г/л (6 фунт массы/баррель). Прокачивали вытесняющий флюид с постоянной скоростью потока 250 мл/мин и регистрировали давление. Происходило резкое увеличение давления, указывающее на скопление волокон и формирование пробки. Затем прокачивали вытесняющий флюид и регистрировали скорость потока. Начиная с 3,5 МПа (500 фунт/кв. дюйм), давление в системе постепенно увеличивалось до 6,9 МПа(1000 фунт/кв. дюйм). Скорость потока при 6,9 МПа упала до менее 0,1 мл/мин, что соответствовало проницаемости пробки приблизительно 1 мД.[0050] A polylactic acid fiber (size 6 mm; 1.2 denier; supplied by Trevira GmbH, Germany) was added to the base fluid at a concentration of 17.1 g / L (6 lb. mass / barrel). The displacing fluid was pumped at a constant flow rate of 250 ml / min and pressure was recorded. A sharp increase in pressure occurred, indicating fiber accumulation and cork formation. Then the displacing fluid was pumped and the flow rate was recorded. Starting at 3.5 MPa (500 psi), the system pressure gradually increased to 6.9 MPa (1000 psi). The flow rate at 6.9 MPa dropped to less than 0.1 ml / min, which corresponded to a plug permeability of approximately 1 mD.

[0051] Печь была разогрета до 110°C и давление в системе сохранялось на уровне 6,9 МПа. Минимальный поток (<0,01 мл/мин) наблюдался до внезапного, произошедшего через 26 часов, падения давления, и тогда поток ускорился. После открытия трубки извлекли оставшийся материал, и выяснилось, что он рассыпается в порошок при надавливании рукой. Рассчитанная проницаемость пробки в зависимости от времени показана на Фиг. 6.[0051] The furnace was heated to 110 ° C and the pressure in the system was maintained at 6.9 MPa. A minimal flow (<0.01 ml / min) was observed until the pressure drop suddenly occurred after 26 hours, and then the flow accelerated. After opening the tube, the remaining material was removed, and it turned out that it crumbles into powder when pressed by hand. The calculated plug permeability versus time is shown in FIG. 6.

[0052] Хотя различные варианты реализации изобретения были описаны с учетом необходимости достаточного раскрытия, следует понимать, что данный документ не ограничен раскрытыми вариантами реализации изобретения. По прочтении данного описания, специалист в данной области может внести в него вариации и модификации, которые тоже входят в объем изобретения, определенный в приложенной формуле изобретения.[0052] Although various embodiments of the invention have been described in view of the need for sufficient disclosure, it should be understood that this document is not limited to the disclosed embodiments of the invention. After reading this description, a specialist in this field can make variations and modifications to it, which are also included in the scope of the invention defined in the attached claims.

Claims

1. A method of processing an underground well in the process of repairing a well, comprising the steps of:

(i) preparing a composition comprising water, at least one water-soluble polymer, particles and degradable fibers.

(ii) placing the composition in the wellbore so that it comes into contact with the liner with slotted slots, a well filter, perforations, or combinations thereof;

(iii) allowing the composition to pass into a shank, filter, or perforation so that particles and fibers form at least one plug or cake on the filter, or both, which withstand a pressure drop above 3.5 MPa, preventing further movement fluid through a liner, filter, or perforation;

(iv) allowing the fibers to break, resulting in weakening of the plug or filter cake or both; and

(v) removing a plug or sediment on the filter, or both, to resume fluid movement through the liner, filter, or perforation.

2. The processing method according to p. 1, characterized in that the ratio of the average particle size to the size of the hole for forming the cork is less than 1: 200.

3. The method according to p. 1, characterized in that the water-soluble polymer comprises a guar gum, a hydroxypropyl derivative of a guar gum, a carboxymethylhydroxyethyl derivative of a guar gum, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, xanthan gum or polydynamol.

4. The method according to p. 1, characterized in that the particles are granular, layered, or both, and are present in a concentration between 47 kg / m ³ and 603 kg / m ³ .

5. The method according to p. 1, characterized in that the particles consist of calcium carbonate, nutshells, plastics, sulfur, expanded perlite, husks of cotton seeds or flakes of cellophane, or combinations thereof.

6. The method according to p. 4, characterized in that the average particle size (d50) is between 20 microns and 500 microns.

7. The method according to p. 4, characterized in that the particles are present in at least two separate particle size groups, each of which has its own average particle size.

8. The method according to 1, characterized in that the fiber length is between 1 mm and 30 mm, and the fiber diameter is between 10 μm and 200 μm.

9. The method according to p. 8, characterized in that the fibers contain lactides, glycolides, polylactic acid, polyglycolic acid, a copolymer of polylactic acid and polyglycolic acid, a copolymer of glycolic acid with other molecules containing hydroxyl, carboxylic acid or hydroxycarboxylic acid, a lactic acid copolymer with other molecules containing hydroxyl, carboxylic acid or hydroxycarboxylic acid, hydroxyacetic acid (glycolic acid), carboxylic acid or hydroxycarboxylic acid, polyvinyl alcohol, poly mid or polyethylene terephthalate, or combinations thereof.

10. The method according to p. 1, characterized in that the composition further comprises a fiber degradation accelerator, the accelerator being present in such a concentration that the accelerator / fiber mass ratio is between 1: 1 and 1: 100.

11. The method according to p. 10, characterized in that the accelerator contains a base that includes calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof.

12. The method according to p. 10, characterized in that the accelerator contains an acid, which includes butyric acid, benzoic acid, nitrobenzoic acid, stearic acid, uric acid, or fatty acids, or combinations of their derivatives.

13. The method according to p. 10, characterized in that the accelerator contains an oxidizing agent, which includes bromate, persulfate, nitrate, nitrite, chlorite, hypochlorite, perchlorate, or perborate, or combinations thereof.

14. The method according to p. 10, characterized in that the accelerator is coated.