Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения



Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения
Герметизирующие композиции, включающие биутан, и способы их применения

 


Владельцы патента RU 2564708:

ХЭЛЛИБЕРТОН ЭНЕРДЖИ СЕРВИСИЗ, ИНК. (US)

Группа изобретений относится к герметизирующим композициям, включающим биутан, и к способам применения таких композиций в подземных операциях. Способ герметизирования подземной формации включает получение герметизирующей композиции, содержащей водную текучую среду, диутановый состав по меньшей мере одну гелевую систему. При этом по меньшей мере одна гелевая композиция включает полиэтилениминовый сшивающий агент и предотвращающий утечку материал. Причем диутановый состав содержит неосветленный диутан, осветленный диутан и любое их сочетание или производное. Предотвращающий утечку материал содержит по меньшей мере один микроизмельченный материал, по меньшей мере один водорастворимый гидрофобно модифицированный полимер и их сочетания. Вводят герметизирующую композицию в буровую скважину, проходящую сквозь подземное формирование. Формируют заглушку из герметизирующей композиции. Техническим результатом является усовершенствование герметизирующей композиции. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 пр., 3 табл., 3 ил.

 

Данная заявка является частичным продолжением одновременно рассматриваемой заявки на патент США № 11/335134, поданной 19 января 2006 г., с названием «Герметизирующая композиция, включающая гелевую систему и пониженное количество цемента, предназначенная для скважины с проницаемой зоной», которая является частичным продолжением патента США № 7267174, озаглавленного «Способы закупоривания скважины с проницаемой зоной с использованием герметизирующей композиции, включающей сшиваемый полимерный материал и пониженное количество цемента», и заявки на патент США № 11/041554, поданной 24 января 2005 г., озаглавленной «Герметизирующая композиция, включающая сшиваемый полимерный материал и пониженное количество цемента, предназначенная для скважины с проницаемой зоной», приводимых здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

Уровень техники

Изобретение относится к герметизирующим композициям, включающим биутан, и к способам применения таких герметизирующих композиций в подземных операциях с целью формирования заглушки в подземном образовании.

Продуцирование воды с углеводородами из подземных формирований может оказаться основной проблемой и статьей расходов при получении углеводородов. Несмотря на то что углеводородные скважины обычно завершаются в формированиях несущих углеводороды, такие формирования могут содержать водоносные участки или прилегать к ним. Термин «водоносный участок» здесь означает любой участок подземного формирования, способный продуцировать воду, включая несущий углеводороды участок, имеющий достаточно высокое насыщение водой, в результате чего добываемые углеводороды могут сопровождаться водой. Несмотря на обычно предпринимаемые попытки определить местоположение и избежать таких водоносных участков при бурении подземных скважин, буровая скважина может пройти через водоносный участок формирования случайно (например, в том случае, если местоположение водоносного участка перед бурением скважины не определяли). Более того, высокая мобильность воды позволяет ей проникать в буровую скважину через естественные трещины и/или прожилки, имеющиеся в формировании. При эксплуатации таких скважин отношение воды к добываемым углеводородам может оказаться нежелательным с точки зрения стоимости продуцирования воды, отделения воды от углеводородов и избавления от нее, что вызывает существенные экономические потери.

Для снижения уровня продуцирования нежелательной воды использовались различные способы. Обычно такие способы включают подачу в буровую скважину определенного материала, проникающего в водоносный участок подземного формирования и способного предотвращать или регулировать проникновение воды в буровую скважину. Такие материалы в данном описании носят название «конформационные материалы». Способы, используемые для подачи таких конформационных материалов, называются здесь «конформационными способами» или «конформационными видами обработки». Некоторые способы включают инжектирование макрочастиц, пенистых материалов, гелей, герметиков или блокирующих полимеров в подземное формирование таким образом, чтобы закупорить водоносные участки. Например, может быть использован метод выдавливающего цементирования, согласно которому цементный раствор под давлением нагнетают в пустоту или канал, через который в противном случае в буровую скважину будет протекать вода, при этом цементу позволяют схватиться и закупорить такой канал. Согласно другим методикам в последнее время в некоторых случаях для снижения уровня продуцирования воды с углеводородами используют полимеры, называемые «модификаторами относительной проницаемости».

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к герметизирующим композициям, включающим биутан, и, более конкретно, настоящее изобретение относится к герметизирующим композициям, включающим биутан, а также к способам применения таких герметизирующих композиций в подземных операциях с целью формирования заглушки в подземном образовании.

Согласно варианту осуществления настоящее изобретение относится к способу, включающему получение герметизирующей композиции, содержащей водную жидкость, биутановый состав, по меньшей мере, одну гелевую систему и предотвращающий протечку материал; введение герметизирующей композиции в буровую скважину, проходящую сквозь подземное формирование; и формирование заглушки из герметизирующей композиции.

Согласно варианту осуществления настоящее изобретение относится к способу, включающему получение герметизирующей композиции, содержащей водную жидкость, биутановый состав, по меньшей мере, одну гелевую систему, включающую полиэтилениминовый сшивающий агент, и предотвращающий протечку материал; введение герметизирующей композиции в буровую скважину, проходящую сквозь подземное формирование; и формирование заглушки из герметизирующей композиции.

Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны для специалистов в данной области техники. Несмотря на то что специалистами в данной области техники могут быть внесены многочисленные изменения, такие изменения не должны нарушать сущности настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи иллюстрируют определенные аспекты некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения и не должны использоваться для ограничения или определения границ настоящего изобретения.

Фигура 1 представляет собой график данных, описанных в разделе «Примеры».

Фигура 2 представляет собой график данных, описанных в разделе «Примеры».

Фигура 3 представляет собой график данных, описанных в разделе «Примеры».

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящее изобретение относится к герметизирующим композициям, включающим биутан, и, более конкретно, настоящее изобретение относится к герметизирующим композициям, включающим биутан, а также к способам применения таких герметизирующих композиций в подземных операциях с целью формирования заглушки в подземном образовании.

Герметизирующие композиции согласно настоящему изобретению обычно включают водную жидкость, биутановый состав, одну или более гелевых систем и предотвращающий протечку материал (LMP). Согласно некоторым вариантам осуществления герметизирующие композиции могут дополнительно включать регулирующую отдачу текучей среды добавку. Одно из многих потенциальных преимуществ способов и композиций согласно настоящему изобретению заключается в том, что присутствие биутанового состава в герметизирующих композициях согласно настоящему изобретению способно обеспечить, среди прочего, улучшенное регулирование отдачи текучей среды. Кроме того, предполагается, что использование биутанового состава в комбинации с одной или более описываемыми здесь гелевыми системами дает желаемый эффект, например синергетический эффект. В результате, согласно некоторым вариантам осуществления могут быть использованы меньшие количества LPM и/или регулирующих отдачу текучей среды добавок в герметизирующих композициях согласно настоящему изобретению с одновременным достижением эффективных уровней регулирования водоотдачи.

А. Соответствующие биутановые составы

Как упомянуто выше, герметизирующие композиции согласно настоящему изобретению включают биутановый состав. Биутановые составы, применимые в настоящем изобретении, могут включать неосветленный биутан, осветленный биутан и любое их сочетание или производное. Используемый здесь термин «осветленный биутан» относится к биутану, имеющему улучшенные мутностные и/или фильтрационные свойства по сравнению с неосветленным биутаном. Обычно биутан представляет собой полисахарид, который может быть получен ферментацией штамма sphingomonas. В некоторых источниках биутан может также называться полисахаридом, обозначенным S-657 и/или S-8. Было установлено, что его структура включает повторяющееся звено гексасахарида с повторяющимся звеном тетрасахарида в основе, содержащей звенья глюкозы и рамнозы и боковую цепь ди-рамнозы. Более подробно структура биутановой смолы описана в статье Diltz et al. “Location of O-acetyl Groups in S-657 Using the Reductive-Cleavage Method”, Carbohydrate Research, Vol.331, pp.265-270 (2001). Подробности получения биутановой смолы описаны в патенте США № 5175278, приведенном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

В некоторых вариантах осуществления биутановый состав, который может быть использован в герметизирующих композициях согласно настоящему изобретению, может включать осветленный биутан, обработанный ферментами или т.п. с целью удаления остаточных ячеистых структур, таких как стенки ячеек. В некоторых вариантах осуществления соответствующие биутановые составы могут быть получены из генетически модифицированных или биосконструированных штаммов бактерий или иных штаммов бактерий, позволяющих придать биутановому составу улучшенные функциональные свойства, такие как фильтруемость, мутность и т.д. В одном варианте осуществления биутановый состав может быть модифицирован посредством генной инженерии или отбора бактерий либо в результате химической обработки или дериватизации биутана. Примером такой модификации является вариант, согласно которому часть биутана окисляют или гидролизуют. Соответствующие биутановые составы могут также иметь вид, при котором они всего лишь частично гидратируются или не гидратируются при температуре окружающей среды. Такой вид осветленного биутана может быть химически модифицирован, на него может быть нанесено покрытие химическим способом, он может быть генетически модифицирован либо получен из нового штамма бактерии. Удобным источником биутанового состава может служить “GEOVIS XT”, выпускаемый для коммерческих целей Kelco Oil Field Group, Houston, Texas. Другим удобным источником биутанового состава могут служить “FDP-S848-07” и “FDP-S849-07”, представляющие собой осветленные биутаны, выпускаемые Halliburton Energy Services, Duncan, Oklahoma. Другие примеры подходящих источников биутановых составов могут включать составы, описанные в публикациях патентов США №№ 2006/0121578 и 2006/0199201, соответствующие описания которых приведены здесь в качестве ссылки.

Биутановый состав может иметь любой вид, подходящий для герметизирующей композиции. В некоторых вариантах осуществления биутановый состав может иметь вид жидкости, геля, суспензии и/или твердой добавки, примешиваемой к герметизирующей композиции или вводимой в нее. Биутановый состав может также присутствовать в виде твердых микроизмельченных частиц любого размера или формы. В некоторых вариантах осуществления биутановый состав должен присутствовать в герметизирующей композиции согласно настоящему изобретению в количестве, достаточном для суспендирования твердых, микроизмельченных, регулирующих отдачу текучей среды материалов. Более конкретно, в некоторых вариантах осуществления количество биутанового состава, используемого в герметизирующих композициях согласно настоящему изобретению, может варьироваться приблизительно от 1 фунта/1000 галлонов до 75 фунтов/1000 галлонов.

В. Соответствующие гелевые системы

Гелевые системы, пригодные для использования в герметизирующих композициях и способах согласно настоящему изобретению, обычно включают любую гелевую систему, способную герметизировать формирования, по меньшей мере, частично блокируя поток жидкой среды. Как правило, гелевые системы, пригодные для использования в настоящем изобретении, растворимы в воде. В некоторых вариантах осуществления гелевая система может включать один или более сшиваемых полимерных материалов; водный солевой раствор высокой плотности, растворимый в воде полимеризуемый мономер и инициатор полимеризации; выбранные растворимые в воде полимеры и сшивающий агент; оксидированное соединение на основе хитозана и растворимое в воде соединение, содержащее карбонильные группы; полимер на основе амина, полимер на основе полисахарида и окислитель; хитозан, полимер, способный взаимодействовать с хитозаном, и замедляющую желатинизацию добавку; растворимый в воде полимер, содержащий ацилированные аминовые звенья; растворимый в воде полимер, содержащий полимеризованные винил-аминовые звенья, и органическое соединение, способное к сшиванию с виниламиновыми звеньями растворимого в воде полимера; растворимую в воде соль и активатор; желатинирующий и придающий тиксотропные свойства агент из синтетической гекторитовой глины; акриламидный полимер. Каждая гелевая система описана ниже более подробно. Любой специалист в данной области техники на основании данного описания способен определить вид и количество гелевой системы, которая должна быть введена в герметизирующие композиции согласно настоящему изобретению для получения желаемых результатов. Факторы, которые могут повлиять на такое решение, включают температуру и проницаемость подземного формирования, а также то обстоятельство, включает ли формирование пустоты и/или трещины и т.д.

1. Сшиваемые полимерные материалы

В одном варианте осуществления герметизирующая композиция может включать гелевую систему, содержащую один или более сшиваемых полимерных материалов. Примеры соответствующих сшиваемых полимерных материалов включают, но не ограничиваются ими, следующие соединения: (i) растворимый в воде сополимер некислотного, этилен-ненасыщенного полярного мономера и сополимеризуемого этилен-ненасыщенного сложного эфира; (ii) терполимер или тетраполимер этилен-ненасыщенного полярного мономера, этилен-ненасыщенного сложного эфира и мономер, выбранный из 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, N-винилпирролидона или включающий оба соединения; либо (iii) их комбинации. Сополимер предпочтительно содержит от одного до трех полярных мономеров и от одного до трех ненасыщенных сложных эфиров. Герметизирующие композиции могут также включать, по меньшей мере, один сшивающий агент, определяемый здесь как материал, способный сшивать такие полимеры, формируя гель. Сшивающий агент может, например, представлять собой органический сшивающий агент, такой как полиалкиленимин, полифункциональный алифатический амин, такой как полиалкиленполиамин, аралкиламин, гетероаралкиламин либо их комбинации. Примерами соответствующих полиалкилениминов являются полимеризованный этиленимин и пропиленимин. Примерами соответствующих полиалкиленполиаминов являются полиэтилен- и полипропиленполиамины. Количество сшиваемого материала, присутствующего в герметизирующей композиции, может составлять приблизительно от 1% до 10% вес. от массы герметизирующей композиции. Количество сшивающего агента может составлять приблизительно от 0,1% до 5% вес. от массы герметизирующей композиции. Примеры соответствующих полимеров и сшивающих агентов описаны в патентах США №№ 5836392, 6192986 и 6196317, каждый из которых приведен здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Согласно варианту осуществления сшиваемый материал представляет собой сополимер акриламида и т-бутилакрилата, а сшивающий агент представляет собой полиэтиленимин. Данные материалы доступны коммерчески в единой службе H2ZERO, обеспечиваемой системой регулирования соответствия, поставляемой Halliburton Energy Services of Duncan, Oklahoma.

Согласно некоторым вариантам осуществления этилен-ненасыщенные сложные эфиры, используемые в сшиваемом материале, могут быть сформированы из гидроксильного соединения и этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты, выбранной из группы, состоящей из акриловой, метакриловой, кротоновой и коричной кислот. Этилен-ненасыщенная группа предпочтительно находится в альфа-бета или бета-гамма положении относительно карбоксильной группы, однако она может находиться и на более далеком расстоянии. Согласно варианту осуществления гидроксильное соединение представляет собой спирт, обычно имеющий формулу ROH, в которой R представляет собой алкил, алкенил, циклоалкил, арил, арилалкил, ароматическую или гетероциклическую группу, которая может быть замещена одной или более гидроксильной, эфирной или тиоэфирной группой. Заместитель может находиться на том же атоме углерода группы R, который связан с гидроксильной группой в гидроксильном соединении. Гидроксильное соединение может представлять собой первичное, вторичное, изо- или третичное соединение. Согласно варианту осуществления третичный атом углерода связан с гидроксильной группой, например т-бутилом и тритилом. Согласно желаемому варианту осуществления этилен-ненасыщенный сложный эфир представляет собой т-бутилакрилат.

Согласно некоторым вариантам осуществления некислотные, этилен-ненасыщенные полярные мономеры, используемые в сшиваемом материале, могут представлять собой амиды, например первичные, вторичные и/или третичные амиды ненасыщенной карбоновой кислоты. Такие амиды могут быть получены из аммиака либо первичного или вторичного алкиламина, который может быть необязательно замещен, по меньшей мере, одной гидроксильной группой, как в алкилоламидах, таких как этаноламиды. Желаемыми примерами таких полученных из карбоксила этилен-ненасыщенных полярных мономеров являются акриламид, метакриламид и акриловый этаноламид.

Дополнительные примеры соответствующих сшиваемых материалов включают, но не ограничиваются ими, самосшивающиеся, водорастворимые, гидрокси-ненасыщенные карбониловые мономеры и водорастворимые виниловые мономеры. При отсутствии необходимости в их использовании такие мономеры могут быть необязательно использованы в комбинации с соответствующим инициатором, таким как азо-соединение, активируемым повышением температуры в рамках определенного диапазона. Согласно данному описанию инициатор представляет собой соединение, способное формировать свободные радикалы, инициирующие полимеризацию самосшивающихся мономеров. Кроме того, виниловые мономеры могут быть также использованы в комбинации со сшивающими агентами, такими как многофункциональные виниловые мономеры. Количество сшиваемого материала, присутствующего в герметизирующей композиции, может составлять приблизительно от 1% до 20% вес. от массы герметизирующей композиции. Количество сшивающего агента может составлять приблизительно от 0,05% до 2% вес. от массы герметизирующей композиции.

Соответствующие гидрокси-ненасыщенные карбонилы обычно представлены формулой:

где R1 представляет собой

R2 представляет собой водород или CH3, а n равно 1 или 2. Гидрокси-ненасыщенный карбонил может представлять собой соединение, включающее, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксиэтилакрилата, N-гидроксиметилакриламида, N-гидроксиметилметакриламида, гидроксиэтилметакрилата, гидроксиметилакрилата, гидроксиметилметакрилата, N-гидроксиэтилакриламида, N-гидроксиэтилметакриламида и их комбинаций.

Примеры соответствующих инициаторов представляют собой азо-соединения, обычно представленные формулой:

Z-N=N-B,

где Z представляет собой

В представляет собой Z или R2;

R1 представляет собой -CH3 или -С≡N;

А представляет собой

R2 представляет собой

R3 представляет собой =N-, =NH или =О; а

R4 представляет собой

где R4 представляет собой , когда R3 представляет собой =N-, и

где R1 представляет собой -С≡N, а А представляет собой -CH3, когда В представляет собой R2.

В некоторых вариантах осуществления соответствующие примеры азо-соединения могут включать 2,2'-азобис(N,N'-диметилен изобутирамидин)дигидрохлорид, 2,2'-азобис(2-амидинопропан) дигидрохлорид и 2,2'-азобис[2-метил-N-(2-гидроксиэтил)пропионамид].

Дальнейшее описание сшиваемых материалов и инициаторов приведено в патентах США №№ 5358051 и 5335726, каждый из которых процитирован здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Согласно варианту осуществления сшиваемый материал представляет собой 2-гидроксиэтилакрилатный мономер, а используемые с ним инициаторы представляют собой различные азо-соединения. Данные конкретные виды сшиваемых материалов коммерчески доступны в единой системе PERMSEAL, выпускаемой Halliburton Energy Services. Дополнительное описание гелевых систем, включающих один или более сшиваемых материалов, приведено в патенте США №№ 6936574, процитированном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

2. Водные солевые растворы высокой плотности, водорастворимые полимеризуемые мономеры и инициаторы полимеризации

Согласно варианту осуществления герметизирующая композиция может включать гелевую систему, включающую водный солевой раствор высокой плотности, водорастворимый полимеризуемый мономер и инициатор полимеризации. Используемый водный солевой раствор высокой плотности может содержать различные соли. Такие соли могут представлять собой бромид цинка, бромид кальция, хлорид натрия, хлорид калия и смесь подобных солей, при этом желательным является бромид цинка. Согласно некоторым вариантам осуществления используемый солевой раствор имеет плотность, составляющую приблизительно от 9 до 18 фунтов на галлон.

В полимерных водных солевых гелевых системах могут быть использованы различные водорастворимые полимеризуемые мономеры. Примеры таких мономеров включают, но не ограничиваются ими, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, акриламид, метакриламид, 2-метакриламид-2-метилпропансульфоновую кислоту, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту, N,N-диметилакриламид, винилсульфоновую кислоту, N,N-диметиламиноэтилметакрилат, хлорид 2-триэтиламмонийметилметакрилата, N,N-диметиламинопропилметакриламид, хлорид метакриламидопропил триметиламмония, N-винилпирролидон, винилфосфоновую кислоту и сульфат метакрилоилоксиэтил триметиламмония, а также их смеси. Дополнительные, более предпочтительные мономеры включают гидроксиэтилакрилат, гидроксиметилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, N-гидроксиметилакриламид, N-гидроксиметилметакриламид, полиэтиленовый и полипропиленовый гликольакрилат и метакрилат, а также их смеси. Из перечисленных соединений наиболее предпочтительным является гидроксиэтилакрилат.

Такие водорастворимые полимеризуемые мономеры могут быть использованы в комбинации со сшивающими многофункциональными виниловыми мономерами, такими как диметакрилат и диакрилат глицерина, этоксилированный и пропоксилированный диметакрилат и диакрилат глицерина, этоксилированный и пропоксилированный триметакрилат и триакрилат глицерина, этоксилированный и пропоксилированный триметилолпропантриметакрилат и триакрилат, этоксилированный и пропоксилированный пентаэритрит ди-, три- и тетра-метакрилат и акрилат, метилен-бис-акриламид и метакриламид, полиэтилен- и полипропиленгликольдиметакрилат и диакрилат, аллилметакрилат и акрилат, а также их смеси.

Соответствующими инициаторами полимеризации могут служить персульфаты щелочных металлов, такие как персульфат натрия, персульфат калия и персульфат аммония, пероксиды, такие как пероксид водорода и трет-бутил гидропероксид, оксилительно-восстановительные системы с использованием окислителей, такие как медь (I), и восстановители, такие как бисульфат, и инициаторы азо-полимеризации. Примеры соответствующих инициаторов азо-полимеризации могут включать: 2,2'-азобис(N,N'-диметиленизобутирамидин)дигидрохлорид, температура активации которого составляет приблизительно 111°F; 2,2'-азобис-(2-амидинопропан)дигидрохлорид, температура активации которого составляет приблизительно 133°F; и 2,2'-азобис[2-метил-N-(2-гидроксиэтил)пропионамид, температура активации которого составляет приблизительно 187°F. Перечисленные и другие азо-соединения могут быть использованы для инициации полимеризации при температурах в диапазоне приблизительно от 70°F до 190°F без использования поглотителя кислорода.

Дополнительное описание гелевых систем, включающих водный солевой раствор высокой плотности, водорастворимый полимеризуемый мономер и инициатор полимеризации, приведено в патенте США № 6187839, цитируемом здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

3. Сшивающие агенты и выбранные водорастворимые полимеры

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, включающую воду, сшивающий агент и выбранный водорастворимый полимер или смесь полимеров. Вода в таких системах может представлять собой пресную воду, ненасыщенную соленую воду или насыщенную соленую воду. Вид используемой воды может изменять продолжительность перекачивания герметизирующей композиции до желатинирования. Обычно продолжительность перекачивания увеличивается с повышением концентрации соли в воде. Вода может содержать одну или более солей, таких как хлорид калия, хлорид аммония и хлорид натрия, либо вода может представлять собой рассол или морскую воду.

В гелевых системах, включающих воду, сшивающий агент и выбранный водорастворимый полимер или смесь полимеров, могут быть использованы различные водорастворимые полимеры. Полимер или полимеры могут быть выбраны из гомополимеров, сополимеров, терполимеров и их смесей. Примеры таких соответствующих полимеров включают, но не ограничиваются ими, сополимеры сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимеры винилпирролидона/AMPS/акриламида, терполимеры AMPS/N-N-диметилакриламида/акриламида, поликетоны и оксидированный поливиниловый спирт. Водорастворимые полимеры могут разлагаться микроорганизмами и/или быть нетоксичными. Примеры таких полимеров включают производные альгиновой кислоты, оксидированный поливиниловый спирт и низкомолекулярные акриловые полимеры. Обычно, повышая долю объемных или менее реакционноспособных мономеров в полимере, температура, при которой происходит желатинизация, может быть повышена, продолжительность перекачивания при данной температуре может быть увеличена и/или стабильность сформировавшегося геля может быть повышена или понижена.

Несмотря на то что в соответствии с гелевыми системами, включающими воду, сшивающий агент и выбранный водорастворимый полимер или смесь полимеров, могут быть использованы различные водорастворимые полимеры, желательным является использование нетоксичных органических сшивающих агентов, свободных от ионов металла и т.п. Примерами таких органических сшивающих агентов являются полиалкиленимины, полиалкиленполиамины и их смеси. Кроме того, могут быть использованы водорастворимые многофункциональные алифатические амины, арилалкиламины и гетероарилалкиламины. Из перечисленных соединений желательными сшивающими агентами, пригодными для использования в соответствии с данной гелевой системой, являются полиалкиленимины, в частности полиэтиленимин. Другим желаемым органическим сшивающим агентом является разлагаемый микроорганизмами и нетоксичный хитозан. Хитозан представляет собой полимерное глюкозаминовое производное хитина, представляющего собой природный полисахарид глюкозамина, структурно напоминающий целлюлозу. При использовании хитозана в качестве сшивающего агента вода может включать органическую или неорганическую кислоту для облегчения растворения хитозана. Для сокращения времени перекачивания до желатинирования при определенной температуре может быть использован ускоряющий желатинирование агент. Такой ускоряющий желатинирование агент может представлять собой регулирующее рН соединение, такое как карбонат, бикарбонат или гидроксид щелочного металла, минеральную кислоту, такую как хлористоводородная кислота, органическую кислоту, такую как уксусная кислота, кислоту Льюиса, такую как борная кислота, или другие соединения, такие как хлорид аммония, мочевина и лактоза.

Дополнительное описание гелевых систем, включающих воду, сшивающий агент и водорастворимый полимер или смесь полимеров, приведено в патентах США №№ 6176315, 6607035 и 6843841, цитируемых здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

4. Оксидированные соединения на основе хитозана и водорастворимые соединения, содержащие карбонилгруппы

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, включающую воду, оксидированное соединение на основе хитозана и водорастворимое соединение, содержащее карбонилгруппы. Может быть использована вода из любого удобного источника, включая пресную воду, морскую воду, природный рассол, сформулированный рассол, 2% раствор KCl, а также любые их смеси в любых пропорциях.

В данном описании преимущественно раскрывается оксидированное соединение на основе хитозана, материал, полученный из природных источников, для сшивания различных полимеров в рамках широкого температурного диапазона и получения гелей для соответствующих видов применения. Соединения на основе хитозана, подходящие для оксидирования, могут состоять из хитозана и солей хитозана минеральных или органических кислот. Некоторые коммерческие примеры хитозана включают CHITOSAN LACTATE, выпускаемый Vanson HaloSource, и HYDAGEN HCMF, выпускаемый Cognis.

Оксидированное соединение на основе хитозана может быть сшито с различными полимерами, включающими, но не ограничивающимися ими, водорастворимое соединение, содержащее карбонилгруппы, в частности полиакриламид, или алкилакрилатные полимеры. Получают гели, варьирующиеся от твердых и звенящих до «кромочных» гелей. Согласно варианту осуществления водорастворимое соединение, содержащее карбонилгруппы, включает полимер на основе акриламида. Соответствующие полимеры на основе акриламида могут включать насыщенные или ненасыщенные полимеры на основе акриламида. Согласно некоторым вариантам осуществления полимер на основе акриламида включает частично гидролизованный полиакриламид (РНРА), сополимер акриламида и т-бутилакрилата (РА-t-BA), сополимер акриловой кислоты/AMPS (AMPS/АА) и их смеси. Однако могут быть также использованы и другие полимеры на основе акриламида, которые могут быть сшиты с оксидированным соединением на основе хитозана.

Согласно другим вариантам получения гелевой системы, включающей воду, оксидированное соединение на основе хитозана и водорастворимое соединение, содержащее карбонилгруппы, водорастворимое соединение, содержащее карбонилгруппы, включает оксидированный крахмал. Крахмал, подходящий для оксидирования, может включать ряд соединений на основе крахмала. Примеры соответствующих соединений на основе крахмала включают кукурузный крахмал, картофельный крахмал, восковой маис, декстринизированный крахмал и любые их смеси в любых пропорциях.

Для оксидирования крахмала может быть использован широкий ряд окислителей. Примеры соответствующих окислителей включают, но не ограничиваются ими, гипохлорит натрия, периодат натрия, пероксид водорода, перукусуную кислоту и любую их смесь в любых пропорциях. Специалистам в данной области техники понятно, что родственные полисахариды, отличные от оксидированного крахмала, могут быть использованы для сшивания с оксидированным соединением на основе хитозана, включая оксидированную целлюлозу, оксидированную агарозу, оксидированную, частично ацетилированную целлюлозу, оксидированные смолы и их комбинации. Другие применимые соединения включают диальдегидный крахмал (DAS), диальдегидную целлюлозу и их комбинации.

Дополнительные описания гелевых систем, включающих воду, оксидированное соединение на основе хитозана и водорастворимое соединение, содержащее карбонилгруппы, водорастворимое соединение, содержащее карбонилгруппы, приведены в патенте США № 6764981, цитируемом здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

5. Полимеры на основе амина, полимеры на основе полисахарида и окислители

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, включающую воду, полимер на основе амина, полимер на основе полисахарида и окислитель, способный, по меньшей мере, частично окислить, по меньшей мере, полимер на основе полисахарида. Вода, подходящая для использования в герметизирующей композиции, может быть любой, включая пресную воду, морскую воду, природный рассол, сформулированный рассол, 2% раствор KCl, а также любые их комбинации в любых пропорциях. Типичными растворимыми солями являются хлорид, бромид, ацетат и формиат калия, натрия, кальция, магния и цинка.

Полимеры на основе амина, подходящие для использования в настоящем изобретении, могут включать, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, включающей хитозан, соли хитозана, оксидированный хитозан, поли(виниловый спирт-виниловый амин), полилизин, полиэтиленимин, а также любую их комбинацию в любой пропорции. Согласно одному варианту осуществления полимер на основе амина включает полимер на основе хитозана. Полимер на основе хитозана может включать хитозан, соли хитозана, оксидированный хитозан, а также любую их комбинацию в любой пропорции. Согласно некоторым вариантам осуществления полимеры на основе хитозана могут включать боковые аминогруппы на полимере, способные взаимодействовать с карбонилгруппой оксидированных полисахаридов. Боковая аминогруппа может представлять собой первичный или вторичный амин. Иногда боковой амин может являться частью разветвленной структуры полимера. Примеры таких полимеров, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают полиэтиленимин. Полимеры из поли(винилового спирта-винилового амина), также называемые сополимерами из винилового спирта/винилового амина, могут быть приобретены, например, в ERKOL Corp. of Tarragona, Spain.

Согласно одному варианту осуществления оксидированный полимер на основе хитозана применяют для улучшения относительно низкой растворимости хитозана. Оксидированный полимер на основе хитозана может быть получен посредством оксидирования полимера на основе хитозана, выбранного из группы, состоящей из хитозана, солей хитозана, а также любой их комбинации в любой пропорции. Оксидированный полимер на основе хитозана может служить по отношению к оксидированному полимеру на основе полисахарида в качестве как сшивающего агента, так и основного полимера. Некоторые примеры полимеров на основе хитозана, подходящие для оксидирования согласно настоящему изобретению, включают хитозан, соли хитозана с минералом и органическими кислотами, а также любую их комбинацию в любой пропорции. Некоторые упомянутые выше коммерческие примеры хитозана могут включать CHITOSAN LACTATE, выпускаемый Vanson HaloSource, и HYDAGEN HCMF, выпускаемый Cognis.

Для оксидирования полимера на основе хитозана может быть использован широкий ряд окислителей. Примеры соответствующих окислителей включают, но не ограничиваются ими, гипохлорит натрия, периодат натрия, пероксид водорода, перуксусную кислоту и любые их смеси в любых пропорциях. Другие окислители включают соли щелочных, щелочноземельных и переходных металлов периодата, гипохлорита, пербромата, хлорита, хлората, пероксида водорода, растворимые пероксидные соли, персульфатные соли, перкарбоновые кислоты, оксигалокислоты и любое их сочетание в любых пропорциях. Выбор окислителя и концентрация окислителя должны быть достаточными для оксидирования или деградации полимера на основе хитозана до желаемого уровня растворимости. Оксидирование полимера на основе хитозана может повысить его растворимость. Повышение растворимости полимера на основе хитозана позволяет использовать его в растворах в более высокой концентрации, в результате чего он может быть использован в качестве базового полимера в жидкостях, а не только в качестве сшивающего агента.

Специалистам в данной области техники понятно, что окислитель также способен оксидировать полимер на основе хитозана, по меньшей мере, частично подвергаясь самосшиванию в воде. Кроме того, окислитель способен оксидировать полимер на основе полисахарида, по меньшей мере, частично подвергаясь самосшиванию в воде. Более того, окислитель также способен оксидировать полимер на основе полисахарида, формируя оксидированный полимер на основе полисахарида и подвергаясь сшиванию с полимером на основе хитозана в воде. Окислитель также способен оксидировать полимер на основе хитозана, формируя оксидированный полимер на основе хитозана, и способен оксидировать полимер на основе полисахарида, формируя оксидированный полимер на основе полисахарида, таким образом, что оксидированный полимер на основе хитозана подвергается сшиванию с оксидированным полимером на основе полисахарида в воде. Могут быть получены гели, варьирующиеся от твердых и звенящих до «кромочных» гелей.

Примеры полимеров на основе полисахаридов, применимых в текучей среде для обработки скважины согласно настоящему изобретению, могут включать крахмал, агарозу, целлюлозу, частично ацетилированную целлюлозу, гидроксилэтилцеллюлозу, смолу и любое их сочетание в любых пропорциях. Смола может быть выбрана из группы, состоящей из гуара, смолы плодов рожкового дерева, гуммиарабика, трагаканта, гуттаперчи, солей ксантана, солей альгината, каррагинана, склероглюкана и любого их сочетания в любых пропорциях.

Согласно некоторым вариантам осуществления применимый крахмал может включать, по меньшей мере, один вид крахмала, выбранного из группы, состоящей из кукурузного крахмала, картофельного крахмала, воскового маиса, декстринизированного крахмала и любых их смесей в любых пропорциях. Кроме того, перед оксидированием крахмалы могут быть химически модифицированы. Примеры таких крахмалов включают катионные крахмалы, гидроксиэтилированные крахмалы, гидроксипропилированные крахмалы, карбоксилированные крахмалы и т.п.

Для оксидирования крахмала могут быть использованы различные окислители, включая окислители, выбранные из группы, состоящей из солей щелочных, щелочноземельных и переходных металлов, например периодата, гипохлорита, пербромата, хлорита, хлората, пероксида водорода, перуксуной кислоты, растворимых пероксидных солей, персульфатных солей, перкарбоновых кислот, оксигалокислот и любого их сочетания в любых пропорциях.

Дополнительное описание гелевых систем, включающих воду, полимер на основе амина, полимер на основе полисахарида и окислитель, способный, по меньшей мере, частично оксидировать, по меньшей мере, полимер на основе полисахарида, приведено в патенте США № 7007752, цитируемом здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

6. Хитозан, полимеры, способные взаимодействовать с хитозанами, и замедляющая желатинирование добавка

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, включающую водную жидкость, хитозан, полимер, способный взаимодействовать с хитозаном, и замедляющую желатинирование добавку, при этом замедляющая желатинирование добавка включает ангидрид карбоновой кислоты.

Водная жидкость, используемая для герметизирующей композиции согласно настоящему изобретению, может включать, но не ограничивается ими, пресную воду, морскую воду, соленую воду или рассолы (например, природные рассолы, сформулированные рассолы и т.д.) либо их смесь. Водная жидкость может иметь любое происхождение при условии, что она не оказывает отрицательного действия на герметизирующие композиции согласно настоящему изобретению. Сформулированные рассолы могут быть получены в результате растворения одной или более растворимых солей в воде, природном рассоле или морской воде. Типичные растворимые соли могут включать хлорид, бромид, ацетат и формиат калия, натрия, кальция, магния и цинка. Для облегчения растворения хитозана водная жидкость может дополнительно содержать органическую или неорганическую кислоту.

Гелевая система может дополнительно включать хитозан, включая хитозан, соли хитозана минеральных или органических кислот, неоксидированный хитозан, оксидированный хитозан или модифицированный хитозан либо их смеси. Соответствующие подробности, касающиеся хитозана, оксидированного хитозана, оксидирования хитозана, окислителей хитозана и применения хитозана в гелевых системах, описаны выше.

В гелевых системах могут быть использованы любые соответствующие полимеры, способные взаимодействовать с хитозаном. Обычно соответствующие полимеры включают, среди прочих, полимеры, содержащие карбонилгруппу, такие как, например, насыщенные или ненасыщенные полимеры на основе акриламида. Другие примеры включают, но не ограничиваются ими, полиакриламид, сополимеры акриламида, поливинилпирролидон, сополимеры 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/ акриаламида, сополимеры сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимеры винилпирролидона/2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/акриламида, терполимеры 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/N-N-диметилакриламида/акриламида, поликетоны, сополимеры акриламида/т-бутилакрилата, оксидированный поливиниловый спирт и растворимые или диспергируемые в воде сложные полиэфиры (такие как поли(молочная кислота)), а также их смеси и производные. На основании данного описания рядовым специалистам в данной области техники понятно, что в настоящем изобретении могут быть также использованы и другие полимеры, взаимодействующие с хитозаном.

Согласно некоторым вариантам осуществления полимер, включающий карбонилгруппу, содержит оксидированный крахмал. Примеры соответствующих крахмалов включают, но не ограничиваются ими, кукурузный крахмал, картофельный крахмал, восковой маис, декстринизированный крахмал и их смеси. Для оксидирования крахмала может быть использован широкий ряд окислителей. Примеры соответствующих окислителей включают, но не ограничиваются ими, гипохлорит натрия, периодат натрия, пероксид водорода, перуксусную кислоту и их смеси. На основании данного описания специалистам в данной области техники понятно, что родственные оксидированные полисахариды, отличные от оксидированного крахмала, могут быть использованы для сшивания с хитозаном, включая оксидированную целлюлозу, оксидированную агарозу, оксидированную, частично ацетилированную целлюлозу, оксидированные смолы и их смеси. Другие применимые соединения включают диальдегидный крахмал (DAS), диальдегидную целлюлозу и их смеси. Согласно некоторым вариантам осуществления оксидированные полисахариды содержат после окисления, по меньшей мере, некоторые кетоновые, альдегидные или ангидридные функциональные группы.

Гелевые системы могут дополнительно включать замедляющую желатинирование добавку. Среди прочего, замедляющая желатинирование добавка способна замедлять реакцию между хитозаном и полимером, например желатинирование герметизирующих композиций. Задержка желатинирования герметизирующих композиций может оказаться желательной для увеличения продолжительности перекачивания до желатинирования при данной температуре. Кроме того, ангидриды карбоновой кислоты согласно настоящему изобретению могут обладать некоторой растворимостью или диспергируемостью в воде. Соответствующие замедляющие желатинирование добавки могут включать ангидриды карбоновой кислоты. Примеры соответствующих ангидридов карбоновой кислоты включают, но не ограничиваются ими, уксусный ангидрид, пропионовый ангидрид, янтарный ангидрид, малеиновый ангидрид, а также их смеси и производные.

Дополнительные описания гелевых систем, включающих водную жидкость, хитозан, полимер, способный взаимодействовать с хитозаном, и замедляющую желатинирование добавку, приведены в патенте США № 7322414 и публикации патента США № 2006/0293446А1, цитируемых здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

7. Водорастворимые полимеры, содержащие ацилированные аминовые звенья

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, включающую водорастворимый полимер, содержащие ацилированные аминовые звенья, действующие в качестве сшивающего агента. Такая гелевая система дополнительно включает сшиваемый водорастворимый полимер, содержащий функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из карбоновой кислоты и производного карбоновой кислоты.

Вода, используемая в гелевой системе, может быть любой, включая пресную воду, морскую воду, природный рассол, сформулированный рассол, 2% раствор KCl, а также любой смесью из перечисленных соединений в любом соотношении. Сформулированный рассол может быть получен в результате растворения одной или более растворимых солей в воде, природном рассоле или морской воде. Типичные растворимые соли представляют собой хлорид, бромид, ацетат и формиат калия, натрия, кальция, магния и цинка.

Гелевая система включает сшиваемый, водорастворимый полимер, содержащий, по меньшей мере, одно ацилированное аминовое звено. Амин предпочтительно ацилируют до его инжектирования в подземное формирование. Благодаря этому композиция согласно настоящему изобретению преимущественно проявляет слабую тенденцию к сшиванию и желатинированию в стволе скважины (т.е. пониженный уровень накопления геля) и быстрому сшиванию при высокой температуре формирования. Предпочтительные ацилированные аминовые группы включают ацетил- и формиламиновые группы. Один из способов формирования ацилированного амина включает взаимодействие полиамина с ангидридом или сложным эфиром карбоновой кислоты. Предпочтительными карбоновыми ангидридами для ацилирования являются уксусный ангидрид и муравьиный ангидрид. Предпочтительные карбоновые сложные эфиры для ацилирования включают алкилацетат, например этилацетат, бутилацетат, этилформиат и бутилформиат. Ацилированный амин может быть также сформирован посредством ацилирования поли(виниламинового/винилового спирта). В качестве альтернативы, ацилированный амин может быть сформирован посредством ацилирования полиалкиленполиамина, например полиэтиленимина (PEI). Ацилированный амин может быть также сформирован посредством полимеризации мономера, содержащего ацилированный амин, например винилформамид, для формирования водорастворимого полимера поливинилформамида. Винилформамид может быть подвергнут сополимеризации с другими мономерами, например 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислотой (AMPS) и/или N,N-диметилакриламидом (NNDMA). Поливинилформамид, применимый в настоящем изобретении, представляет собой более приемлемый с точки зрения безопасности окружающей среды сшивающий агент по сравнению с традиционно используемым сшивающим агентом, PEI. Как понятно специалистам в данной области техники, не упомянутые здесь другие ацилированные амины, также применимы в настоящем изобретении.

Степень ацилирования аминовых групп в водорастворимом полимере может предпочтительно варьироваться от 5% до 100% от аминовых групп. При ацилировании полиамина степень ацилирования может варьироваться посредством регулирования количества ацилирующего соединения, например карбонового ангидрида, относительно молярных количеств аминов, присутствующих в полимере. В качестве альтернативы, степень ацилирования ацилированного полимера может варьироваться посредством регулируемого гидролиза ациловых групп в присутствии кислоты или основания.

Концентрацию ацилированного амина в герметизирующей композиции выбирают таким образом, чтобы получить желаемую продолжительность желатинирования. Например, концентрация может составлять от 0,2% до 10% вес. от массы герметизирующей композиции. Отношение ацилированного амина к сшиваемому водорастворимому полимеру, включающему функциональную группу, состоящую из карбоновой кислоты и производного карбоновой кислоты, составляет приблизительно от 1:0,5 до 1:20, предпочтительно - от 1:3 до 1:10.

Гелевая система может также включать сшиваемый водорастворимый полимер, включающий функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из карбоновой кислоты и производного карбоновой кислоты. Производное карбоновой кислоты может состоять, например, из сложного эфира, амида, ангидрида, имида и нитрильной группы. Такие полимеры могут представлять собой гомополимеры, сополимеры и/или терполимеры, состоящие из различных мономеров. Примеры соответствующих полимеров могут включать продукт реакции полимеризации акриламида и т-бутилакрилата, терполимер сополимера 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (AMPS), акриламида (АА) и N,N-диметилакриламида (NNDMA). Такие полимеры могут быть получены способами, описанными в патентах США №№ 6192986, 5836392 и 6176315, переданных правопреемнику настоящего изобретения и приведенных здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Примеры таких полимеров могут включать полиакриламид, сополимер акриламида/т-бутилакрилата, полимер алкилакрилата, сополимеры 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/акриламида, сополимеры сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимеры винилпирролидона/2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/акриламида, терполимеры 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/N-N-диметилакриламида/акриламида, сополимер сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимер винилпирролидона/2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/акриламида, терполимер 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/N-N-диметилакриламида/акриламида, а также любую смесь любых вышеперечисленных соединений в любой пропорции. Другие соединения, которые могут быть использованы для сшивания с водорастворимым полимером, включающим звенья ацилированного амина, описаны в патенте США № 6176315, приведенном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Другой пример полимера на основе акриламида описан в патенте США № 5836392, приведенном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

Дополнительное описание гелевых систем, включающих водорастворимый полимер, включающий звенья ацилированного амина, действующего в качестве сшивающего агента, приведены в заявке на патент США № 7331390, процитированном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

8. Водорастворимые полимеры, включающие звенья полимеризованного виниламина и органические соединения

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, включающую воду, водорастворимый полимер, включающий звенья полимеризованного виниламина и органическое соединение, способное к сшиванию со звеньями виниламина водорастворимого полимера. Как описано выше, вода, используемая для герметизирующей композиции, может иметь любое происхождение.

Водорастворимый полимер гелевой системы включает звенья полимеризованного виниламина, например звенья виниламина или сополимер звеньев виниламина и звеньев винилового спирта, также известного как поливиниламин/виниловый спирт. Такие полимеры могут иметь вид соли.

Согласно некоторым вариантам осуществления гелевые системы могут также включать органическое соединение, способное к сшиванию со звеньями виниламина водорастворимого полимера. Органическое соединение может быть выбрано из группы, состоящей из полиакриламида, сополимера акриламида/т-бутилакрилата, полимера алкилакрилата, сополимеров 2-акриламидо-2-метилпропан-сульфоновой кислоты/акриламида, сополимеров сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимеров винилпирролидона/2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/акриламида, терполимеров 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/N-N-диметилакриламида/акриламида, сополимера сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимера винилпирролидона/2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/акриламида, терполимера 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты/N-N-диметилакриламида/акриламида, а также любой комбинации в любой пропорции вышеперечисленных соединений. Органическое соединение может также включать полимер на основе акриламида.

Дополнительное описание гелевых систем, включающих воду; водорастворимый полимер, включающий звенья ацилированного амина, и органическое соединение, способное к сшиванию со звеньями виниламина водорастворимого полимера, приведено в патенте США № 7128148, процитированном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

9. Водорастворимые соли и активаторы

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, включающую водорастворимую соль и активатор. Примеры соответствующих водорастворимых солей включают, без ограничений, метасиликат щелочного металла, силикат щелочного металла, алюминат щелочного металла или их комбинации. Согласно варианту осуществления водорастворимая соль может включать силикат натрия, силикат калия, алюминат натрия или их комбинации, предпочтительно - силикат натрия. Примеры активаторов включают этилацетат, мочевину, сахар, кислый пирофосфат натрия, хлориды, ацетаты и нитраты щелочных и щелочноземельных металлов или их комбинации.

В результате взаимодействия активатора и водорастворимой соли образуется нерастворимая матрица из силикагеля или силиката металла. Дополнительное описание гелевых систем, включающих водорастворимую соль и активатор, приведено в публикации патента США № 2006/0086501, процитированном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

10. Желатинирующие и придающие тиксотропность агенты из синтетической гекторитовой глины

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, содержащую желатинирующие и придающие тиксотропность агенты из синтетической гекторитовой глины. Согласно некоторым вариантам осуществления желатинирующие и придающие тиксотропность агенты способны обеспечить стабильную вязкость герметизирующей композиции в спокойном состоянии, а также тиксотропные свойства, при этом вязкость герметизирующей композиции снижается во время перекачивания, но возвращается на прежний уровень, когда герметизирующая композиция статична. Желатинирующие и придающие тиксотропность агенты имеют вид сыпучих порошков, легко диспергируемых в воде. Данные агенты также являются мелкозернистыми: средний размер их частиц составляет меньше микрона.

Желатинирующие и придающие тиксотропность агенты из синтетической гекторитовой глины могут быть выбраны из группы, включающей синтетическую гекторитовую глину, имеющую следующий приблизительный весовой состав в расчете на сухую массу: 59,5% SiO2, 27,5% MgO, 0,8% Li2O и 2,8% Na2O; синтетическую гекторитовую глину, имеющую следующий приблизительный весовой состав в расчете на сухую массу: 54,5% SiO2, 26,0% MgO, 0,8% Li2O, 5,6% Na2O и 4,1% P2O5; и синтетическую гекторитовую глину, имеющую следующий приблизительный весовой состав в расчете на сухую массу: 54,5% SiO2, 26,0% MgO, 0,8% Li2O, 5,6% Na2O и 4,1% P2O5, а также содержащую неорганические полифосфатные пептизаторы. Желатинирующий и придающий тиксотропность агент из синтетической гекторитовой глины может присутствовать в герметизирующей композиции в количестве, составляющем приблизительно от 0,5% до 5% от ее массы.

Герметизирующая композиция, применяемая при осуществлении настоящего изобретения, может содержать по существу любую водную жидкость, включая пресную воду, содержащую относительно небольшое количество неорганических одновалентных солей, многовалентных солей либо тех и других. Иными словами, вода должна содержать, по меньшей мере, небольшое количество одной или более солей, но не более чем приблизительно 5% вес. от массы водной жидкости. Присутствие небольшого количества соли или солей в воде позволяет желатинирующему и придающему тиксотропность агенту из синтетической гекторитовой глины формировать гель в водной жидкости и придавать ему тиксотропные свойства.

Для стабилизации вязкости во время перекачивания в герметизирующую композицию может быть включен отдельный, стабилизирующий вязкость желатинирующий агент. Примеры обычно используемых желатинирующих агентов включают галактоманнаны, модифицированные или дериватизированные производные галактоманнанов и целлюлозы. В сшивающую композицию, применимую согласно настоящему изобретению, могут быть также включены сшивающие агенты, измельчающие агенты и другие добавки.

Дополнительное описание гелевых систем, включающих желатинирующий и придающий тиксотропность агент из гекторитовой глины, приведено в публикации патента США № 2003/0213593А1, процитированном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

11. Акриламидные полимеры и сшивающие агенты

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, содержащую акриламидный полимер и сшивающий агент. Акриламидный полимер может представлять собой либо полиакриламид, либо частично гидролизованный полиакриламид, в зависимости от количества содержащихся в нем карбоксилатных групп. Акриламидный полимер, содержащий по существу менее 1% акриламидных групп в виде карбоксилатных групп, называют «полиакриламидом» (РА); акриламидный полимер, содержащий, по меньшей мере, 1%, но не 100% акриламидных групп в виде карбоксилатных групп, называют «частично гидролизованным полиакриламидом» (РНРА). Средняя молекулярная масса акриламидного полимера может составлять приблизительно от 10000 до 50000000, предпочтительно, приблизительно от 100000 до 20000000 и, наиболее предпочтительно, приблизительно от 200000 до 12000000.

Сшивающий агент может представлять собой комплекс или смесь комплексов. Под термином «комплекс» в данном описании подразумевается ион или молекула, содержащая два или более взаимноассоциированных ионных, радикальных или молекулярных видов. Комплексный ион в целом имеет четко выраженный электрический заряд, в то время как комплексная молекула является электрически нейтральной.

Комплекс может включать, по меньшей мере, один или более видов электроположительного хрома III и один или более видов электроотрицательного карбоксилата. Комплекс может также преимущественно включать один или более видов электроотрицательного гидроксида и/или кислорода. Предполагается, что при наличии в комплексе двух или более видов хрома III кислородные или гидроксидные виды могут способствовать сшиванию видов хрома III. Каждый комплекс необязательно содержит дополнительные виды, которые не оказывают существенного влияния на сшивающую функцию полимера комплекса. Например, неорганические моно- и/или двухвалентные ионы, всего лишь обеспечивающие баланс электрического заряда комплекса, либо одна или более молекул воды могут быть ассоциированы с каждым комплексом. Показательные формулы таких комплексов включают:

[Cr3(CH3CO2)6(OH)2]+1;

[Cr3(OH)2(CH3CO2)6]NO·6H2O;

[Cr3(H2O)2(CH3CO2)6]+3 или

[Cr3(H2O)2(CH3CO2)6](CH3CO2)3·H2O.

«Трехвалентный хром» и «ион хрома» представляют собой эквивалентные термины, обобщенные используемым здесь термином «виды хрома Ш». Различные виды карбоксилатов преимущественно получают из водорастворимых солей карбоновых кислот, особенно низкомолекулярных одноосновных кислот. Особенно предпочтительными являются виды карбоксилатов, полученные из солей муравьиной, уксусной, пропионовой и молочной кислоты, их низших замещенных производных и их смесей. Различные виды карбоксилатов могут включать следующие водорастворимые виды: формиат, ацетат, пропионат, лактат их низшие замещенные производные и их смеси. Необязательные неорганические ионы могут включать ионы натрия, сульфата, нитрата и хлорида.

Дополнительное описание гелевых систем, включающих акриламидный полимер и сшивающий агент, приведено в патентах США №№ 4629747 и 4683949, процитированных здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

12. Коллоидальный диоксид кремния

Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции могут включать гелевую систему, содержащую коллоидальный диоксид кремния. Такие герметизирующие композиции могут также включать активатор. В данном описании термин «частицы коллоидального диоксида кремния» обычно относится к аморфным частицам, имеющим химическую формулу SiO2 и средний диаметр около 150 нм или менее.

Частицы коллоидального диоксида кремния, пригодные для использования в герметизирующих композициях согласно настоящему изобретению, могут представлять собой частицы коллоидального диоксида кремния любого сорта, размера или поверхностной площади, при этом такие частицы могут иметь любой гранулометрический состав. Согласно некоторым вариантам осуществления средний размер частиц коллоидального диоксида кремния составляет около 40 нм или менее. Согласно некоторым вариантам осуществления частицы коллоидального диоксида кремния, используемые в настоящем изобретении, могут иметь размер, равный около 15 нм или менее либо, более предпочтительно, около 10 нм или менее. Согласно одному варианту осуществления размер частиц коллоидального диоксида кремния составляет приблизительно от 2 нм до 10 нм. Согласно некоторым вариантам осуществления частицы коллоидального диоксида кремния присутствуют в герметизирующих композициях в количестве, составляющем приблизительно от 0% до 60% вес. от массы герметизирующей композиции.

Как упомянуто выше, гелевые системы из коллоидального диоксида кремния могут также включать активатор. Активаторы, пригодные для использования в герметизирующих композициях согласно настоящему изобретению, могут включать любое вещество, способное взаимодействовать с коллоидальным диоксидом кремния, повышая вязкость. В некоторых вариантах осуществления активатор может включать органическую или неорганическую кислоту, нитрат, сульфат, сульфид, гидроксид или кислоту. В некоторых вариантах осуществления активатор может включать соли, такие как хлорид натрия, хлорид калия, нитрат натрия, нитрат калия и т.п., а также их сочетания. В некоторых вариантах осуществления активатор может иметь вид порошкового материала, в то время как в других вариантах осуществления активатор может иметь вид жидкого материала, например раствора или суспензии порошкового материала в жидкости. В некоторых вариантах осуществления вид и количество активатора может зависеть от нескольких факторов, включая используемый коллоидальный диоксид кремния, температуру подземного формирования, желательное время, в которое должно начинаться повышение и/или достижение конечной вязкости обрабатывающей жидкости.

В некоторых вариантах осуществления активатор может присутствовать в обрабатывающей жидкости в количестве, составляющем приблизительно от 0,001% масс./об. до 10% масс./об. коллоидального диоксида кремния. Согласно данному описанию обрабатывающая жидкость, включающая, например, 2% масс./об. активатора, содержит около 2 граммов активатора приблизительно на 100 мл коллоидального диоксида кремния в обрабатывающей жидкости. В некоторых вариантах осуществления активатор может присутствовать в количестве, составляющем приблизительно от 0,05% масс./об. до 2% масс./об. коллоидального диоксида кремния.

С. Предотвращающий утечку материал

Как упомянуто выше, помимо биутанового состава и одной или более гелевых систем, герметизирующие композиции согласно настоящему изобретению дополнительно включают предотвращающий утечку материал (LPM). LPM способен регулировать утечку полимерного геля в формирование. LPM может представлять собой микроизмельченный материал (например, цемент, кварцевую муку), водорастворимый материал (например, крахмал, гидрофобно модифицированные полимеры) или их комбинации. В различных вариантах осуществления LPM может включать только цемент в комбинации с другим микроизмельченным материалом. Согласно варианту осуществления LPM включает пониженное количество цемента относительно подобной в остальном традиционной цементной композиции, например цементной композиции, описанной в патенте США № 6875729, приведенном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Согласно варианту осуществления LPM не включает цемент, поэтому предполагаются не содержащие цемента герметизирующие композиции, в которых отличный от LPM цемент используют для регулирования утечки полимерного геля в формирование.

Герметизирующие композиции включают эффективное количество LPM, предотвращающее протечку полимерного геля в формирование более чем на желаемую глубину, например более чем на эффективную глубину перфорации. Кроме того, количество сшивающего агента или активатора в гелевой системе может быть отрегулировано таким образом, чтобы продлить продолжительность желатинирования герметизирующих композиций приблизительно до 4 часов или более при воздействии на композицию температур окружающей среды в буровой скважине. Согласно варианту осуществления продолжительность желатинирования составляет приблизительно от 4 часов до 12 часов, в качестве альтернативы, приблизительно от 4 часов до 8 часов, в качестве альтернативы, приблизительно от 4 часов до 6 часов. В частности, количество цемента, при его наличии в герметизирующей композиции, может составлять приблизительно от 0% до 50% вес. от массы герметизирующей композиции. В настоящем изобретении продолжительность желатинирования определяют как период времени от первоначального смешивания компонентов в герметизирующей композиции до момента формирования геля. Кроме того, в настоящем изобретении гель определяют как сшитую полимерную сеть в жидкой среде. Гелевая система в том смысле, в котором данный термин используется в настоящем изобретении, обычно включает желатинирующие компоненты герметизирующей композиции, отличные от LPM. Согласно вариантам осуществления различные описываемые здесь гелевые системы могут быть использованы по отдельности или в сочетании одна с другой в герметизирующих композициях.

Согласно некоторым вариантам осуществления LPM представляет собой микроизмельченный материал, такой как цемент. В вариантах осуществления, согласно которым LPM включает цемент, в герметизирующих композициях может быть использован любой соответствующий цемент, известный в данной области техники. Пример соответствующего цемента включает гидравлический цемент, содержащий кальций, алюминий, кремний, кислород и/или серу, который схватывается и затвердевает в результате реакции с водой. Примеры гидравлического цемента включают, но не ограничиваются ими, портландцемент, пиццолановый портландцемент, гипсовый цемент, цемент с высоким содержанием глинозема, кварцевый цемент, высокощелочной цемент или их комбинации. Предпочтительными гидравлическими цементами являются портландцементы вида, описанного в American Petroleum Institute (API) Specification 10, 5th Edition, July 1, 1990, приводимом здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Цемент может принадлежать, например, к классу А, В, С, G или Н портландцемента. Другим примером соответствующего цемента служит ультратонкий цемент, например ультратонкий цемент MICRODUR RU, выпускаемый Dyckerhoff GmBH of Lengerich, Germany.

Другие виды микроизмельченного материала могут быть использованы в герметизирующей композиции отдельно или в сочетании с цементом. Микроизмельченный материал может представлять собой инертный материал и может быть отсортирован по размерам (например, иметь соответствующий гранулометрический состав), исходя из характеристик герметизируемого объема пор. Примеры соответствующего микроизмельченного материала включают, но не ограничиваются ими, цемент, песок, кварцевую муку, гильсонит, графит; волокнистые материалы, такие как кора кедра, измельченные стебли тростника и минеральное волокно; чешуйчатые материалы, такие как чешуйки слюды и куски пластиковой или целлофановой обшивки, перемолотые футляры батарей, перемолотые резиновые шины; а также гранулированные материалы, такие как перемолотый и отсортированный по размерам известняк или мрамор, древесина, скорлупа орехов, формайка, кочерыжки кукурузы, гравий, перемолотые футляры батарей, перемолотые резиновые шины и кожура хлопчатника.

Согласно варианту осуществления LPM представляет собой водорастворимый материал. Примеры водорастворимых материалов, которые могут быть использованы в качестве LPM, включают, без ограничений, крахмалы, гидрофобно модифицированные полимеры или их комбинации. Согласно варианту осуществления LPM представляет собой гранулированный крахмал или смесь крахмалов. Соответственно, в используемом в дальнейшем смысле под термином «крахмал» подразумевается один или более видов природного крахмала, один или более видов химически модифицированного крахмала, а также смеси одного или более видов природного и/или химически модифицированного крахмала. Соответствующие природные крахмалы включают, но не ограничиваются ими, картофельный крахмал, пшеничный крахмал, тапиоку, рисовый крахмал и кукурузный крахмал. В качестве альтернативы, LPM представляет собой предварительно желатинированный крахмал. Предварительно желатинированные крахмалы могут быть получены коммерческим способом, либо они могут быть получены в результате предварительной желатинирующей обработки. Для предварительного желатинирования выбранные гранулы крахмала нагревают в воде до температуры, при которой гранулы крахмала необратимо набухают. После охлаждения такая разбухшая структура сохраняется. Применение предварительно желатинированных крахмалов может оказаться выгодным, поскольку такие материалы являются стойкими при более высоких температурах в формации, например до 300°F. Химически модифицированные крахмалы представляют собой крахмалы, полученные из природных крахмалов в результате химической реакции природного крахмала с соответствующим органическим реагентом. Примеры соответствующих химически модифицированных крахмалов включают, но не ограничиваются ими, карбоксиметиловый крахмал, гидроксиэтиловый крахмал, гидроксипропиловый крахмал, ацетатный крахмал, сульфаматный крахмал, фосфатный крахмал, модифицированный азотом крахмал, крахмал, сшитый с альдегидами, эпихлоргидрином, боратами и фосфатами, а также крахмалы, привитые акрилонитрилом, акриламидом, акриловой кислотой, метакриловой кислотой, малеиновым ангидридом или стиролом. Согласно варианту осуществления крахмал присутствует в составе в количестве, эффективном для предотвращения утечки полимерного геля. Такие эффективные количества могут быть определены рядовым специалистом в данной области техники.

Согласно варианту осуществления LPM включает водорастворимый полимер с гидрофобной модификацией, называемый здесь «гидрофобно модифицированный полимер». Гидрофобно модифицированные полимеры, применимые в настоящем изобретении, могут иметь молекулярные массы в диапазоне приблизительно от 100000 до 10000000. До тех пор пока такие гидрофобно модифицированные полимеры содержат гидрофобные группы, внедренные в структуру гидрофильного полимера, они должны оставаться водорастворимыми. Согласно варианту осуществления молярное отношение гидрофильного мономера к гидрофобному соединению в гидрофобно модифицированном полимере составляет приблизительно от 99,98:0,02 до 90:10, при этом гидрофильный мономер присутствует в гидрофильном полимере в расчетном количестве. Согласно некоторым вариантам осуществления гидрофобно модифицированные полимеры могут включать полимерную основу, содержащую полярные гетероатомы. Как правило, полярные гетероатомы, присутствующие в полимерной основе гидрофобно модифицированных полимеров, включают, но не ограничиваются ими, кислород, азот, серу или фосфор.

Гидрофобно модифицированные полимеры могут быть синтезированы любым подходящим способом. В одном примере гидрофобно модифицированные полимеры могут представлять собой продукт взаимодействия гидрофильного полимера и гидрофобного соединения. В другом примере гидрофобно модифицированные полимеры могут быть получены в результате реакции полимеризации, включающей гидрофильный мономер и гидрофобно модифицированный гидрофильный мономер. На основании данного описания рядовые специалисты в данной области техники смогут определить другие подходящие способы синтеза соответствующих гидрофобно модифицированных полимеров.

Согласно некоторым вариантам осуществления соответствующие гидрофобно модифицированные полимеры могут быть синтезированы гидрофобной модификацией гидрофильного полимера. Гидрофильные полимеры, подходящие для формирования гидрофобно модифицированных полимеров, используемых в настоящем изобретении, должны быть способны взаимодействовать с гидрофобными соединениями. Соответствующие гидрофильные полимеры включают гомо-, со- или терполимеры, такие как, но не ограничиваясь ими, полиакриламиды, поливиниламины, поли(виниламины/виниловые спирты), алкилакрилатные полимеры в целом и их производные. Дополнительные примеры алкилакрилатных полимеров включают, но не ограничиваются ими, полидиметиламиноэтил метакрилат, полидиметиламинопропил метакриламид, поли(акриламид/диметиламиноэтил метакрилат), поли(метакриловая кислота/диметиламиноэтил метакрилат), поли(2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота/диметиламиноэтил метакрилат), поли(акриламид/диметиламинопропил метакриламид), поли(акриловая кислота/диметиламинопропил метакриламид) и поли(метакриловая кислота/диметиламинопропил метакриламид). Согласно некоторым вариантам осуществления гидрофильные полимеры включают полимерную основу и реакционноспособные аминогруппы в полимерной основе либо, в качестве боковых групп, реакционноспособные аминогруппы, способные взаимодействовать с гидрофобными соединениями. Согласно некоторым вариантам осуществления гидрофильные полимеры включают диалкиламино боковые группы. Согласно некоторым вариантам осуществления гидрофильные полимеры включают диалкиламино боковую группу и мономер, содержащий диметиламиноэтил метакрилат или диметиламинопропил метакриламид. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения гидрофильные полимеры включают полимерную основу, содержащую полярные гетероатомы, при этом полярные гетероатомы, присутствующие в полимерной основе гидрофильных полимеров, включают, но не ограничиваются ими, кислород, азот, серу или фосфор. Соответствующие гидрофильные полимеры, содержащие полярные гетероатомы в полимерной основе, включают гомо-, со- или терполимеры, такие как, но не ограничиваясь ими, целлюлозы, хитозаны, полиамиды, полиэфирамины, полигидроксиэфирамины, полилизины, полисульфоны, смолы, крахмалы и их производные. Согласно одному варианту осуществления крахмал представляет собой катионный крахмал. Соответствующий катионный крахмал может быть сформирован в результате взаимодействия крахмала, такого как кукурузный крахмал, маисовый крахмал, крахмал из воскового маиса, картофельный крахмал, тапиока и т.п., с реакционным продуктом эпихлоргидрина и триалкиламина.

Гидрофобные соединения, способные взаимодействовать с гидрофильными полимерами согласно настоящему изобретению включают, но не ограничиваются ими, галоидалкилы, сульфонаты, сульфаты, органические кислоты и производные органических кислот. Примеры соответствующих органических кислот и их производных включают, но не ограничиваются ими, октенилянтарную кислоту, додеценилянтарную кислоту, а также ангидриды, сложные эфиры, имиды и амиды октенилянтарной кислоты или додеценилянтарной кислоты. Согласно некоторым вариантам осуществления длина алкильной цепи гидрофобных соединений может составлять приблизительно от 4 до 22 атомов углерода. Согласно другому варианту осуществления длина алкильной цепи гидрофобных соединений может составлять приблизительно от 7 до 22 атомов углерода. Согласно другому варианту осуществления длина алкильной цепи гидрофобных соединений может составлять приблизительно от 12 до 18 атомов углерода. Например, в том случае, если гидрофобное соединение представляет собой галоидалкил, реакция между гидрофобным соединением и гидрофильным полимером может привести к кватернизации, по меньшей мере, некоторых аминогрупп гидрофильных полимеров с алкилгалоидом, при этом длина алкильной цепи составляет приблизительно от 4 до 22 атомов углерода.

D. Соответствующие водные текучие среды

Соответствующие текучие среды на водной основе, которые могут быть использованы в герметизирующих композициях согласно настоящему изобретению, могут включать пресную воду, соленую воду, рассол, морскую воду или любую другую водную текучую среду, предпочтительно не взаимодействующую отрицательным образом с другими компонентами, используемыми согласно настоящему изобретению, или с подземным формированием. Вид используемой воды может изменить продолжительность перекачивания герметизирующей композиции до наступления желатинирования. Обычно продолжительность перекачивания повышается при повышении концентрации соли в воде. Вода может содержать одну или более солей, таких как хлорид калия, хлорид аммония и хлорид натрия, либо она может представлять собой рассол или морскую воду. Количество воды, присутствующей в описываемой герметизирующей композиции, достаточно для формирования пригодной для перекачки взвеси. Согласно вариантам осуществления количество воды может составлять приблизительно от 25% до 75% вес. от массы герметизирующей композиции.

Е. Дополнительные добавки

1. Регулирующие отдачу текучей среды добавки

При необходимости могут быть использованы любые соответствующие регулирующие отдачу текучей среды добавки, известные в данной области техники, например добавки, регулирующие отдачу полимерной текучей среды; добавки, регулирующие отдачу текучей среды с макрочастицами, или их комбинации. Регулирующая отдачу текучей среды добавка способна выполнять функцию регулирования потери текучей среды, например воды, в герметизирующей композиции. Согласно варианту осуществления регулирующая отдачу текучей среды добавка может включать один или более крахмалов, таких как описанные здесь крахмалы. Такие крахмалы могут быть одинаковыми или различными; используемыми в качестве LPM, регулирующей отдачу текучей среды добавки или того и другого; и могут использоваться по отдельности либо в комбинации с другим LPM, регулирующей отдачу текучей среды добавкой или тем и другим. Примеры соответствующих регулирующих отдачу текучей среды добавок описаны в патентах США №№ 5340860, 6626992, 6182758, приведенных здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. В варианте осуществления, в частности варианте осуществления, согласно которому герметизирующая композиция содержит цемент, включенные в герметизирующую композицию регулирующие отдачу текучей среды добавки представляют собой сополимер акриламидо-2-метилпропансульфоната и N,N-диметилакриламида, например регулирующую отдачу жидкости добавку HALAD-344, также выпускаемую Halliburton Energy Services, и микроизмельченное вещество, такое как кварцевая мука, содержащиеся в парах кремнезема твердые частицы, силикат натрия, ультратонкий песок, оксиды железа, оксиды марганца, барит, карбонат кальция, перемолотая скорлупа орехов, перемолотая древесина, перемолотые кочерыжки кукурузы, керамика, перемолотые шины, перемолотое стекло, перемолотая сверлильная стружка и т.д., либо их смеси. В варианте осуществления, в частности варианте осуществления, согласно которому герметизирующая композиция не содержит цемент, включенные в герметизирующую композицию регулирующие отдачу жидкости добавки могут содержать, например, природные и/или дериватизированные полисахариды, такие как галактоманнановые смолы (гуаровая смола, гуаровые производные и т.д.), биополимеры, модифицированные целлюлозы или их комбинации, помимо или вместо регулирующих отдачу жидкостей добавок, перечисленных в предыдущем предложении. Размер частиц микроизмельченного вещества предпочтительно составляет от 0,5 до 150 микрон. Соответствующим коммерчески доступным микроизмельченным веществом является кварцевая мука SSA-1, выпускаемая Halliburton Energy Services. Согласно вариантам осуществления, включающим использование полимерных регулирующих отдачу жидкостей добавок, микроизмельченных регулирующих отдачу жидкостей добавок или их комбинации, содержание микроизмельченной регулирующей отдачу жидкости добавки в герметизирующей композиции может составлять приблизительно от 30% до 70% вес. от массы герметизирующей композиции, а содержание полимерной регулирующей отдачу жидкости добавки, присутствующей в герметизирующей композиции, может составлять приблизительно от 0,1% до 3% вес. от массы герметизирующей композиции.

Дополнительные соответствующие регулирующие отдачу жидкости добавки известны в данной области техники как сверхабсорбенты, обычно используемые в абсорбирующих изделиях, таких как удерживающие влагу садовые изделия, пеленки, тренировочные брюки и дамские изделия для ухода. Сверхабсорбенты представляют собой набухающие сшитые полимеры, обладающие способностью абсорбировать и удерживать водные текучие среды в количестве, многократно превышающем их собственный вес, благодаря формированию геля. Сверхабсорбенты удерживают абсорбируемую ими текучую среду и, как правило, не выделяют ее даже под давлением. Примеры сверхабсорбентов включают полимеры на основе акрилата натрия, имеющие трехмерные, сетеподобные молекулярные структуры. Полимерные цепи формируются в результате реакции/присоединения миллионов идентичных звеньев мономера акриловой кислоты, которые были по существу нейтрализованы гидроксидом натрия (каустическая сода). Сшивающие химические вещества связывают звенья вместе, формируя трехмерную сеть, позволяющую сверхабсорбентам абсорбировать воду или растворы на основе воды в пространства в молекулярной сети и таким образом формировать гель и удерживать воду.

Дальнейшие примеры соответствующих регулирующих отдачу текучей среды добавок включают сшитый полиакриламид; сшитый полиакрилат; сшитый гидролизованный полиакрилонитрил; соли карбоксиалкилового крахмала, например соли карбоксиметилового крахмала; соли карбоксиалкилцеллюлозы, например соли карбоксиметилцеллюлозы; соли любого сшитого карбоксиалкил-полисахарида; сшитые сополимеры мономеров акриламида и акрилата; крахмал, привитый мономерами акрилонитрила и акрилата; сшитые полимеры мономеров двух или более аллилсульфонатов, 2-акриламидо-2-метил-пропансульфоновой кислоты, 3-аллилокси-2-гидрокси-1-пропансульфоновой кислоты, акриламида и акриловой кислоты; или из комбинации.

Согласно вариантам осуществления регулирующий отдачу текучей среды агент может представлять собой дегидратированный, кристаллический (т.е. твердый) полимер. Согласно предпочтительному варианту осуществления кристаллический полимер представляет собой сшитый полимер. Согласно еще более предпочтительному варианту осуществления сшитый полимер представляет собой сшитый полиакриламид в виде твердого кристалла. Полимер DIAMOND SEAL представляет собой соответствующий сшитый полиакриламид, выпускаемый для коммерческих целей Baroid Drilling Fluids, Inc., a Halliburton Company, Houston, Texas. Частицы выпускаемого размолотого полимера DIAMOND SEAL имеют размер, составляющий 1 мм, 4 мм и 14 мм. Полимер DIAMOND SEAL обладает определенными свойствами, которые делают его исключительным агентом набухания. Например, полимер DIAMOND SEAL нерастворим в воде и не поддается ухудшению под воздействием диоксида углерода, бактерий и подземных минералов. Кроме того, полимер DIAMOND SEAL способен выдерживать температуры, по меньшей мере, до 250°F, без разрушения, благодаря чему может быть использован в большей части мест расположения нефтехранилищ. WATER LOCK представляет собой разлагаемую микроорганизмами основу крахмала, привитую акрилонитрилом и акрилатом, выпускаемую для коммерческих целей Grain Processing Corporation of Muscatine, Iowa. Дополнительные описания сверхабсорбентов приведены в публикации патента США № 2006/0084580А1, цитируемой здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Другие соответствующие регулирующие отдачу жидкостей добавки описаны в Европейском патенте № 0566118, приведенном здесь в качестве ссылки во всей своей полноте.

2. Замедлители геля

Согласно некоторым вариантам осуществления герметизирующие композиции могут дополнительно включать один или более замедлителей геля. Количество замедлителя геля, присутствующего в герметизирующей композиции, может составлять приблизительно от 0% до 5% вес. от массы герметизирующей композиции. Согласно варианту осуществления замедлитель геля может представлять собой карбонат щелочного металла, такой как карбонат натрия или соединение формиата, например растворимый в воде формиат, способствующий увеличению продолжительности желатинирования сшиваемого материала, как описано в патенте США № 6838417, приводимом здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Количество формиатного соединения, присутствующего в герметизирующей композиции, может составлять приблизительно от 0% до 5% вес. от массы герметизирующей композиции. Примеры соответствующих водорастворимых формиатов включают формиат аммония, формиат лития, формиат натрия, формиат калия, формиат рубидия, формиат цезия, формиат франция и их комбинации.

Более того, герметизирующие композиции могут включать замедлитель геля, описанный в патенте США № 7091160, приводимом здесь в качестве ссылки во всей своей полноте. Согласно варианту осуществления замедлитель геля состоит из химического соединения, способного ацетилировать органический амин и/или медленно гидролизовать или термолизовать его для получения одной или более кислот в герметизирующей композиции. Данные соединения замедляют сшивание герметизирующей композиции при высоких температурах, т.е. температурах выше около 200°F, в течение периода времени, достаточного для доставки герметизирующей композиции в подземное формирование или зону, в которой необходимо снизить проницаемость.

Примеры замедляющих гель химических соединений, способных ацетилировать органический амин и/или медленно гидролизовать или термолизовать его для получения одной или более кислот, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, включают, но не ограничиваются ими, ангидриды, такие как уксусный или пропионовый ангидрид; сложные эфиры, такие как полилактат; амиды, такие как протеины и полиамиды; имиды, такие как полисукцинимид; поликислоты, такие как полиаспарагиновая кислота, полиглутаминовые кислоты и их соли. Из перечисленных соединений предпочтительным является полисукцинимид или полиаспарагиновая кислота. Полисукцинимид гидролизуется или термолизуется в воде, образуя иминодиянтарную кислоту, полиаспарагиновую кислоту или аспарагиновую кислоту.

3. Другие добавки

По мнению специалиста в данной области техники, в герметизирующую композицию могут быть введены дополнительные добавки для улучшения или изменения ее свойств. Примеры таких добавок включают, но не ограничиваются ими, замедляющие схватывание агенты, ускоряющие схватывание агенты, диспергирующие агенты, регулирующие снижение прочности агенты, загущающие агенты и агенты, восстанавливающие свойства формирования. Герметизирующая композиция может дополнительно включать стабилизатор глины для ингибирования повреждения подземного формирования во время инжектирования. Количество и вид стабилизатора глины могут быть правильно выбраны специалистом в данной области техники.

F. Примеры некоторых соответствующих способов согласно настоящему изобретению

Способы применения описываемых герметизирующих композиций, прежде всего, включают их получение. Герметизирующие композиции согласно настоящему изобретению могут быть получены посредством объединения водной жидкости, биутанового состава, одной или более гелевых систем и LPM в любом порядке и тщательного перемешивания данных компонентов (а также любых других необязательных компонентов) способом, известным специалистам в данной области техники. Согласно варианту осуществления вначале объединяют одну или более гелевых систем, после чего добавляют водную жидкость, LPM, необязательные регулирующие отдачу текучей среды добавки и любые другие добавки. Согласно варианту осуществления герметизирующие композиции получают непосредственно перед использованием, для того чтобы предотвратить формирование геля, прежде чем они достигнут проницаемых зон в буровой скважине.

Затем описываемые герметизирующие композиции могут быть доставлены в проницаемые зоны для улучшения зональной изоляции подземного формирования, пронизанного буровой скважиной. В данном описании проницаемая зона представляет собой участок в буровой скважине, через который может происходить нежелательная утечка жидкости, при этом проницаемая зона может находиться в трубопроводе, расположенном в буровой скважине, цементном стакане, расположенном в кольцевом канале буровой скважины между трубопроводом и стенкой буровой скважины, микрокольцевом канале, расположенном между цементным стаканом и трубопроводом, микрокольцевом канале, расположенном между цементным стаканом и стенкой буровой скважины, и т.д. Примеры таких проницаемых зон включают, но не ограничиваются ими, перфорации, такие как перфорации, образованные перфоратором, изломы, трещины, разломы, прожилки, протоки, пустоты, прожилки с высокой проницаемостью, кольцевые пустоты или их комбинации.

Согласно варианту осуществления для доставки герметизирующей композиции, по меньшей мере, в одну проницаемую зону применяют способ выдавливания цемента. Как упомянуто выше, продолжительность желатинирования герметизирующей композиции составляет приблизительно 4 часа или более, например приблизительно от 4 часов до 12 часов, при воздействии на нее температуры окружающей среды в буровой скважине. Температуры окружающей среды в нижней части буровой скважины обычно варьируются приблизительно от 50°С до 175°С. Как таковая, композиция сохраняет способность к перекачиванию в течение достаточно продолжительного периода времени, позволяющего выдавливать его в проницаемую зону, несмотря на воздействие относительно высоких температур. После доставки в проницаемую зону герметизирующей композиции позволяют схватиться в виде жесткой массы, закупоривающей проницаемую зону таким образом, что текучие среды, например вода, скорее всего, не могут пройти через проницаемую зону в подземное формирование или наоборот. Таким образом, герметизирующая композиция может оградить подземное формирование от наружных загрязняющих веществ и/или предотвратить попадание нежелательных компонентов из формирования в буровую скважину.

В некоторых вариантах осуществления, согласно которым герметизирующей композиции позволяют проникнуть в проницаемую зону подземного формирования, герметизирующая композиция может распространиться на расстояние, составляющее около одного фута от буровой скважины. В некоторых вариантах осуществления, согласно которым герметизирующую композицию вводят в подземное формирование, некоторое количество герметизирующей композиции может оказаться недостаточно вытесненным, в результате чего некоторое количество герметизирующей композиции остается в буровой скважине. Впоследствии герметизирующая композиция, оставшаяся в буровой скважине, может быть удалена механическим способом, например, в результате промывания под высоким давлением или впрыскивания послепромывочной жидкости или в результате бурения через текучую среду, предназначенную для обработки буровым долотом.

Облегчению лучшего понимания настоящего изобретения служат следующие примеры определенных аспектов некоторых вариантов его осуществления. Приведенные примеры никоим образом не должны рассматриваться как ограничивающие или определяющие весь объем настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ

В дополнение к вышеизложенному общему описанию настоящего изобретения далее приведены следующие примеры, иллюстрирующие конкретные варианты осуществления настоящего изобретения и демонстрирующие его практическое выполнение и преимущества. Подразумевается, что данные примеры являются иллюстративными и никоим образом не ограничивают нижеследующее описание или формулу изобретения.

Пример 1

Испытаниям на регулирование отдачи жидкости подвергают пять образцов жидкости при 190°F, используя двустороннюю ячейку фильтра, модель Фанна, номер 38850. Один конец ячейки оснащен 5-микронным керамическим диском, служащим в качестве фильтрующей среды. Состав каждого из пяти образцов приведен ниже в таблице1.

Таблица 1
Номер текучей среды Состав текучей среды
1 7% KCl рассол, 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™ и 8340 фунтов кварцевой муки
2 7% KCl рассол, 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™, 333 фунта крахмала (N-DRIL™ HT PLUS)
3 7% KCl рассол, 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™, 25 фунтов биутанового состава (FDP-848)
4 7% KCl рассол, 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™, 25 фунтов биутанового состава (FDP-848) (повтор)
5 7% KCl рассол, 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™, 15 фунтов биутанового состава (FDP-848)

Каждый из пяти образцов подвергают отдельному испытанию следующим образом: после сборки ячейки с керамическим диском в нее помещают образец. Затем верхнюю крышку возвращают на место и нагревают ячейку до 190°F. После этого, используя сжатый азот, к крышке ячейки прикладывают давление, равное 500 фунтам на кв. дюйм. Затем открывают клапан в нижней части ячейки, позволяя фильтрату стечь из ячейки. Фильтрат собирают в течение приблизительно десяти минут или до тех пор, пока не стечет весь фильтрат, независимо от того, какой фильтрат стечет первым. Полученные результаты представлены на фигуре 1.

Пример 2

Испытаниям на регулирование отдачи жидкости подвергают восемь образцов жидкости при 158°F, используя двустороннюю ячейку фильтра, модель Фанна, номер 38850. Один конец ячейки оснащен 5-микронным керамическим диском, служащим в качестве фильтрующей среды. Состав каждого из восьми образцов приведен ниже в таблице 2.

Таблица 2
Номер текучей среды Состав текучей среды
1 7% KCl рассол, 8340 фунтов кварцевой муки, 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
2 7% KCl рассол, 333 фунта крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™,
3 7% KCl рассол, 200 фунтов крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
4 7% KCl рассол, 100 фунтов крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
5 7% KCl рассол, 45 фунтов крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 20 фунтов биутанового состава (FDP-848), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
6 7% KCl рассол, 45 фунтов крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 20 фунтов биутанового состава (FDP-848), 50 фунтов карбоната кальция (BARACARB® 5), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
7 7% KCl рассол, 50 фунтов карбоната кальция (BARACARB® 5), 25 фунтов биутанового состава (FDP-848), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
8 7% KCl рассол, 50 фунтов кварцевой муки, 25 фунтов биутанового состава (FDP-848), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 60 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™

Каждый из восьми образцов подвергают отдельному испытанию следующим образом: после сборки ячейки с керамическим диском в нее помещают образец. Затем верхнюю крышку возвращают на место и нагревают ячейку до 158°F. После этого, используя сжатый азот, к крышке ячейки прикладывают давление, равное 500 фунтам на кв. дюйм. Затем открывают клапан в нижней части ячейки, позволяя фильтрату стечь из ячейки. Фильтрат собирают в течение приблизительно десяти минут или до тех пор, пока не стечет весь фильтрат, независимо от того, какой фильтрат стечет первым. Полученные результаты представлены на фигуре 2.

Пример 3

Испытаниям на регулирование отдачи жидкости подвергают шесть образцов жидкости при 190°F, используя двустороннюю ячейку фильтра, модель Фанна, номер 38850. Один конец ячейки оснащен 5-микронным алокситовым диском, служащим в качестве фильтрующей среды. Поверх алокситового диска насыпают один дюйм песка для имитации заполненной гравием скважины. Размер песка, использованного для каждого образца, а также состав шести образцов приведен ниже в таблице 3.

Таблица 3
Номер текучей среды Размер песка (меш) Состав текучей среды
1 20/40 7% KCl рассол, 333 фунта крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
2 20/40 7% KCl рассол, 333 фунта крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™ (повтор)
3 30/50 7% KCl рассол, 333 фунта крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
4 12/20 7% KCl рассол, 333 фунта крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
5 20/40 7% KCl рассол, 90 фунтов крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 20 фунтов биутанового состава (FDP-848), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™
6 12/20 7% KCl рассол, 90 фунтов крахмала (N-DRIL™ HT PLUS), 20 фунтов биутанового состава (FDP-848), 350 галлонов/1000 галлонов полимера HZ-10™, 40 галлонов/1000 галлонов сшивающего агента HZ-20™

Каждый из шести образцов подвергают отдельному испытанию следующим образом: после сборки ячейки с алокситовым диском и насыпания песка поверх диска в нее помещают образец. Затем верхнюю крышку возвращают на место и нагревают ячейку до 190°F. После этого, используя сжатый азот, к крышке ячейки прикладывают давление, равное 500 фунтам на кв. дюйм. Затем открывают клапан в нижней части ячейки, позволяя фильтрату стечь из ячейки. Фильтрат собирают в течение приблизительно десяти минут или до тех пор, пока не стечет весь фильтрат, независимо от того, какой фильтрат стечет первым. Полученные результаты представлены на фигуре 3.

Таким образом, примеры 1-3 иллюстрируют, что герметизирующие композиции согласно настоящему изобретению могут быть использованы для эффективного регулирования отдачи текучей среды.

Следовательно, настоящее изобретение хорошо подходит для достижения упомянутых целей и преимуществ, а также неотъемлемых от него целей и преимуществ. Описанные выше конкретные варианты осуществления являются всего лишь иллюстративными, поскольку настоящее изобретение может быть модифицировано и осуществлено различными, но равноценными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, с использованием изложенных здесь указаний. Более того, описанные здесь детали конструкции или дизайна не имеют ограничений, помимо ограничений, изложенных в прилагаемой формуле изобретения. Поэтому очевидно, что описанные выше конкретные иллюстративные варианты осуществления могут быть изменены или модифицированы, при этом все такие изменения входят в объем и сущность настоящего изобретения. Несмотря на то что для описания составов и способов использованы термины «включающий в себя», «содержащий» или «включающий» различные компоненты или стадии, составы и способы могут также «по существу состоять из» или «состоять» из различных компонентов или стадий. Все приведенные выше числа и диапазоны могут несколько изменяться. При указании числового диапазона с нижним и верхним пределом конкретно подразумевается любое число и любой диапазон, входящие в указанный диапазон. В частности, подразумевается, что каждый приведенный здесь диапазон величин (типа «приблизительно от а до b» либо «приблизительно а-b») включает каждое число и диапазон, входящие в более широкий диапазон величин. Кроме того, в том случае, если патентовладельцем четко и ясно не указано иначе, термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение. В случае конфликта при использовании слова или термина в данном описании и одном или более патентов или других документов, приведенных здесь в качестве ссылки, следует принимать определения, приведенные в данном описании.

1. Способ герметизирования подземной формации, включающий:
- получение герметизирующей композиции, содержащей водную текучую среду, диутановый состав, по меньшей мере одну гелевую систему и предотвращающий утечку материал,
причем диутановый состав содержит неосветленный диутан, осветленный диутан, и любое их сочетание или производное,
причем гелевую систему выбирают из группы, состоящей из: по меньшей мере одного сшиваемого материала, выбранного из группы, состоящей из: водорастворимого сополимера некислотного этилен-ненасыщенного полярного мономера и сополимеризуемого этилен-ненасыщенного сложного эфира, терполимера или тетраполимера этилен-ненасыщенного полярного мономера, этилен-ненасыщенного сложного эфира, и мономера, выбранного из: 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, N-винилпирролидона или выбранного из обоих соединений и их смеси, по меньшей мере одного полимера, выбранного из группы, состоящей из полиакриламида, сополимера сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимера винилпирролидона/винилпирролидона/AMPS/акриламида, терполимера AMPS/N-N-диметилакриламида/акриламида, поликетона, оксидированного поливинилового спирта и их сочетания, водного солевого раствора высокой плотности, водорастворимого полимеризуемого мономера и инициатора полимеризации, воды, оксидированного соединения на основе хитозана и водорастворимого соединения, имеющего карбонильные группы, воды, полимера на основе амина, полимера на основе полисахарида и окисляющего агента и их сочетаний,
причем предотвращающий утечку материал содержит по меньшей мере один микроизмельченный материал, по меньшей мере один водорастворимый гидрофобно модифицированный полимер, и их сочетания,
- введение герметизирующей композиции в буровую скважину, проходящую сквозь подземное формирование; и
- формирование заглушки из герметизирующей композиции.

2. Способ по п. 1, в котором диутановый состав присутствует в герметизирующей композиции в количестве, составляющем приблизительно от 1 фунта/1000 галлонов до 75 фунтов/1000 галлонов.

3. Способ по п. 1, в котором гелевая система включает один или более сшиваемых материалов.

4. Способ по п. 1, в котором гелевая система включает сшивающий агент, содержащий полиэтиленимин.

5. Способ по п. 1, в котором гелевая система включает водную текучую среду, хитозан, полимер, способный взаимодействовать с хитозаном, и замедляющую желатинирование добавку.

6. Способ по п. 1, в котором гелевая система включает полиакриламид и сшивающий агент, содержащий хром.

7. Способ по п. 1, в котором гелевая система включает коллоидальный диоксид кремния.

8. Способ по п. 1, в котором предотвращающий утечку материал включает по меньшей мере один микроизмельченный материал, выбранный из группы, состоящей из цемента, песка, кварцевой муки, гильсонита, графита; волокнистого материала, чешуйчатого материала, гранулированного материала и их комбинации.

9. Способ по п. 1, в котором предотвращающий утечку материал включает по меньшей мере один водорастворимый материал, выбранный из группы, состоящей из крахмала, смеси крахмалов, прежелатинированного крахмала, химически модифицированного крахмала, природного крахмала и его комбинации.

10. Способ герметизирования подземной формации, включающий:
- получение герметизирующей композиции, содержащей водную текучую среду, диутановый состав, по меньшей мере одну гелевую систему, включающую полиэтилениминовый сшивающий агент, и предотвращающий утечку материал; причем диутановый состав содержит неосветленный диутан, осветленный диутан и любое их сочетание или производное, причем гелевую систему выбирают из группы, состоящей из: по меньшей мере одного сшиваемого материала, выбранного из группы, состоящей из: водорастворимого сополимера некислотного этилен-ненасыщенного полярного мономера и сополимеризуемого этилен-ненасыщенного сложного эфира, терполимера или тетраполимера этилен-ненасыщенного полярного мономера, этилен-ненасыщенного сложного эфира, и мономера, выбранного из: 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, N-винилпирролидона или выбранного из обоих соединений и их смеси, по меньшей мере одного полимера, выбранного из группы, состоящей из полиакриламида, сополимера сульфированного стирола/малеинового ангидрида, терполимера винилпирролидона/винилпирролидона/AMPS/акриламида, терполимера AMPS/N-N-диметилакриламида/акриламида, поликетона, оксидированного поливинилового спирта и их сочетания, водного солевого раствора высокой плотности, водорастворимого полимеризуемого мономера и инициатора полимеризации, воды, оксидированного соединения на основе хитозана и водорастворимого соединения, имеющего карбонильные группы, воды, полимера на основе амина, полимера на основе полисахарида и окислителя и их сочетаний,
причем предотвращающий утечку материал содержит по меньшей мере один микроизмельченный материал, по меньшей мере один водорастворимый гидрофобно модифицированный полимер и их сочетания,
- введение герметизирующей композиции в буровую скважину, проходящую сквозь подземное формирование; и
- формирование заглушки из герметизирующей композиции.

11. Способ по п. 10, в котором предотвращающий утечку материал включает по меньшей мере один микроизмельченный материал, выбранный из группы, состоящей из цемента, песка, кварцевой муки, гильсонита, графита, волокнистого материала, чешуйчатого материала, гранулированного материала и их комбинации.

12. Способ по п. 10, в котором предотвращающий утечку материал включает по меньшей мере один водорастворимый материал, выбранный из группы, состоящей из крахмала, смеси крахмалов, прежелатинированного крахмала, химически модифицированного крахмала, природного крахмала и его комбинации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к изоляции притока пластовых вод в скважине, забой которой расположен вблизи водонефтяного контакта (ВНК).

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции и ограничения водопритока в скважины, и может быть использовано при изоляции заколонного и межколонного пространства, герметизации обсадных колонн, герметизации резьбовых соединений и изоляции обводнившихся пропластков в нефтяных и газовых скважинах.

Изобретение касается способа регулирования свойств линейного теплового расширения цементного раствора при размещении в подземной скважине, имеющей по крайней мере одну обсадную трубу, путем введения в состав цементного раствора углеродистого материала для того, чтобы коэффициент линейного расширения раствора был выше, чем у схватившегося цемента, не содержащего углеродистый материал.
Способ изоляции зоны поглощения при бурении скважины включает спуск в скважину компоновки, содержащей пакер и бурильные трубы, посадку пакера, продавливание под пакер изолирующих материалов, проведение технологической выдержки для схватывания цемента, срыв пакера, контроль изоляции, подъем компоновки из скважины, разбуривание цементного моста и продолжение бурения скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для ограничений водогазопритоков и проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) в нефтяных, нагнетательных и газовых высокотемпературных скважинах от 56 до 120°C.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к гелеобразующим составам для изоляции водопритоков в нефтяные и газодобывающие скважины, а также может быть использовано для регулирования профилей приемистости в нагнетательных скважинах.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и может быть использовано для снижения выноса песка в скважину. Технический результат - увеличение межремонтного пробега работы скважины и повышение добычи углеводородов.

Изобретение относится к нефтедобыче. Технический результат - интенсификация добычи нефти из горизонтальной скважины, увеличение дебита нефти в 1,5-2 раза, снижение обводненности добываемой продукции на 30-50%.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли промышленности, в частности к тампонажным растворам, используемым для крепления слабосцементированных рыхлых пород и цементирования обсадных колонн нефтегазовых, геотермальных и специальных скважин, а также для восстановления призабойной зоны пласта при капитальном ремонте скважин.

Изобретение относится к способам текущего ремонта подземных скважин. Способ включает нагнетание суспензии частиц кремнезема, которая сама по себе не имеет цементирующих свойств, в полости в поврежденной цементной оболочке или рядом с нею.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для глушения скважин. Состав полисахаридного геля для глушения скважин, содержащий минерализованную воду, полученную растворением в пресной воде минеральных солей, и полисахаридный загуститель, содержит в качестве минеральной соли хлорид кальция и/или нитрат кальция, в качестве полисахаридного загустителя - биополимер «Биомикс Плюс» и дополнительно биоцид «Биолан» при следующем соотношении компонентов, масс.

Изобретение относится к использованию биоцидов при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Способ подавления бактериального заражения в жидкости для гидроразрыва пласта, включающий добавление определенного количества перуксусной кислоты, достаточного для подавления роста бактерий, в жидкость для гидроразрыва пласта, включающую воду, по крайней мере, один полимерный загуститель, по крайней мере, один расклинивающий агент, включает также добавление по крайней мере одного поглотителя кислорода, вводимого до перуксусной кислоты.

Изобретение относится к составам для предотвращения неорганических отложений и может быть использовано в нефтяной и теплоэнергетической промышленности для предотвращения солеотложений в водных системах.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции и ограничения водопритока в скважины, и может быть использовано при изоляции заколонного и межколонного пространства, герметизации обсадных колонн, герметизации резьбовых соединений и изоляции обводнившихся пропластков в нефтяных и газовых скважинах.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам предупреждения и ликвидации поглощений бурового раствора в процессе строительства скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Изобретение относится к способу добычи нефти путем заводнения микроэмульсией Винзор типа III, в котором через не менее чем одну нагнетательную скважину в нефтяное месторождение закачивают предназначенный для снижения поверхностного натяжения между нефтью и водой до значений менее 0,1 мН/м водный состав, поверхностно-активных веществ, содержащий, по крайней мере, одно ионное поверхностно-активное вещество, а из месторождения через не менее чем одну эксплуатационную скважину добывают сырую нефть, отличающийся тем, что используют водный состав поверхностно-активных веществ, содержащий, по крайней мере, одно поверхностно-активное вещество общей формулы R1-O-(D)n-(B)m-(A)l-XY-M+, где R1 означает линейный или разветвленный насыщенный или ненасыщенный алифатический и/или ароматический углеводородный остаток с числом атомов углерода от восьми до тридцати, A означает этиленоксидную группу, B означает пропиленоксидную группу и D означает бутиленоксидную группу, l означает число от 0 до 99, m означает число от 0 до 99 и n означает число от 1 до 99, X означает алкильную или алкиленовую группу с числом атомов углерода от 0 до 10, M+ означает катион и Y- выбирают из группы: сульфатные группы, сульфонатные группы, карбоксилатные группы и фосфатные группы, при этом группы A, B и D могут иметь статистическое или чередующееся распределение или же они могут присутствовать в виде двух, трех, четырех или нескольких блоков в любой последовательности, сумма l+m+n лежит в пределах от 3 до 99 и содержание 1,2-бутиленоксидных групп из расчета на все количество бутиленоксидных групп составляет не менее 80%.

Изобретение касается способа регулирования свойств линейного теплового расширения цементного раствора при размещении в подземной скважине, имеющей по крайней мере одну обсадную трубу, путем введения в состав цементного раствора углеродистого материала для того, чтобы коэффициент линейного расширения раствора был выше, чем у схватившегося цемента, не содержащего углеродистый материал.

Изобретение относится к ремонтно-изоляционному тампонажному составу на основе магнезиальных вяжущих веществ и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, в процессах бурения и ремонта нефтяных, газовых и водяных скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для глушения скважин, и может быть использовано при проведении ремонтных работ в скважинах с пластовым давлением равным или ниже гидростатического.

Изобретение относится к стабилизации подземной формации, содержащей гидрофильные минералы, посредством способов, включающих введение жидкости переднего фронта, содержащей первую водную базовую жидкость и раствор первого стабилизатора глины, где первый стабилизатор глины присутствует в первой водной базовой жидкости в первой концентрации, затем введение обрабатывающей жидкости, содержащей вторую водную базовую жидкость и раствор второго стабилизатора глины, где второй стабилизатор глины присутствует во второй водной базовой жидкости во второй концентрации, где первая концентрация раствора стабилизатора глины выше, чем вторая концентрация раствора стабилизатора глины. При этом первый стабилизатор глины и второй стабилизатор глины каждый независимо представляет собой по меньшей мере одно из следующих веществ: полимера, растворимого органического стабилизирующего соединения и любой их комбинации. Осуществление способов приводит к стабилизации глин против набухания и миграции тонкодисперсных пород, которая обеспечивается на более глубоком уровне в подземной формации, при уменьшении общей концентрации стабилизирующих компонентов. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх