Неводный гель для укрепления ствола скважины

Номер патента: 14174

Опубликовано: 29.10.2010

Автор: Боллард Дэвид Энтони

Есть еще 9 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ разработки толщи пород, включающий

закачивание по меньшей мере одного липофильного мономера в толщу пород, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксид-функционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью; перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое, жир сельди, жир сардин, жир из менхадена, китовый жир и талловое масло;

закачивание по меньшей мере одного сшивающего агента в толщу пород, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин; и

обеспечение взаимодействия по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в толще пород.

2. Способ по п.1, где добавляют каталитическое количество третичного амина.

3. Способ по п.1, где по меньшей мере один липофильный мономер включает производные экстрактов масла из семян ореха кешью, включающие структуры формулы

Рисунок 1

где х означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 1;

где y означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 5;

где z означает целое число, выбираемое из значений от 1 до 5;

где R1независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп; и

где R2независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп.

4. Способ по п.1, по которому по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей алифатические амины, ароматические амины и циклоалифатические амины.

5. Способ по п.4, по которому алифатические амины включают по меньшей мере один амин, выбираемый из группы, включающей триэтилентетрамин (ТЕТА), диэтилентриамин (DTA), простые полиэфирамины, полиэтиленимины и этилендиамин (EDA).

6. Способ по п.1, по которому массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1.

7. Способ по п.1, по которому липофильный мономер и сшивающий агент закачивают одновременно.

8. Способ по п.1, по которому липофильный мономер и сшивающий агент закачивают последовательно.

9. Способ по п.1, по которому обработка состоит по меньшей мере в одной обработке, выбираемой из группы, включающей укрепление ствола скважины, обработку с помощью LCM на масляной основе, закрытие водопритоков и изоляцию зон.

10. Способ по п.1, по которому гель имеет начальную вязкость по меньшей мере 500 сП (0,5 Па×с), измеряемую при 25°С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения.

11. Способ получения неводного геля, включающий

получение смеси по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в растворителе на масляной основе, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксидфункционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью; перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое масло, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое, жир сельди, жир сардин, жир менхадена, китовый жир и талловое масло; и где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин; и

обеспечение взаимодействия смеси с образованием геля.

12. Способ по п.11, по которому добавляют каталитическое количество третичного амина.

13. Способ по п.11, по которому по меньшей мере один липофильный мономер включает производные экстрактов масла из семян ореха кешью, включающие структуры формулы

Рисунок 2

где х означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 1;

где y означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 5;

где z означает целое число, выбираемое из значений от 1 до 5;

где R1независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп; и

где R2независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп.

14. Способ по п.11, по которому по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей алифатические амины, ароматические амины и циклоалифатические амины.

15. Способ по п.14, по которому алифатические амины включают по меньшей мере один амин, выбираемый из группы, включающей триэтилентетрамин (ТЕТА), диэтилентриамин (DTA), простые полиэфирамины, полиэтиленимины и этилендиамин (EDA).

16. Способ по п.11, по которому массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1.

17. Способ по п.11, по которому неводный гель формируют внутри скважины.

18. Неводный гель для разработки толщи пород, включающий по меньшей мере один липофильный мономер, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксидфункционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью, перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое, жир сельди, жир сардин, жир менхадена, китовый жир и талловое масло; и по меньшей мере один сшивающий агент, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин.

19. Неводный гель по п.18, где по меньшей мере один липофильный мономер включает производные масла из семян ореха кешью, включающие структуру формулы

Рисунок 3

где х означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 1;

где y означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 5;

где z означает целое число, выбираемое из значений от 1 до 5;

где R1независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп; и

где R2независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп.

20. Неводный гель по п.18, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей маслорастворимые простые полиэфирамины, полиалкиламины и комбинации указанных соединений.

21. Неводный гель по п.18, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей алифатические амины, ароматические амины и циклоалифатические амины.

22. Неводный гель по п.20, где алифатические амины включают по меньшей мере один амин, выбираемый из группы, включающей триэтилентетрамин (ТЕТА), диэтилентриамин (DTA), простые полиэфирамины, полиэтиленимины и этилендиамин (EDA).

23. Неводный гель по п.18, где массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1.

24. Неводный гель по п.18, где неводный гель используют для обработки, состоящей по меньшей мере в одной обработке, выбираемой из группы, включающей укрепление ствола скважины, обработку с помощью LCM на масляной основе, закрытие водопритоков и изоляцию зон.

25. Неводный гель по п.18, где гель имеет начальную вязкость в пределах приблизительно от 500 (0,5 Па×с) до 80000 (80 Па×с) сП, измеряемую при 25°С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения.

26. Неводный гель по п.18, где гель имеет твердость в пределах приблизительно от 100 до 5000 фунт/кв.дюйм (от 0,69 до 34,47 мПа).

27. Неводный гель по п.26, где гель имеет твердость в пределах приблизительно от 300 до 2000 фунт/кв.дюйм (от 2,07 до 1,38 мПа).

28. Способ обработки толщи пород, включающий

закачивание по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в неводном растворе, имеющем начальную вязкость в пределах приблизительно от 500 (0,5 Па×с) до 80000 (80 Па×с) сП, измеряемую при 25°С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения; и

обеспечение взаимодействия по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в толще пород.

29. Способ по п.28, по которому вязкость изменяется в пределах от 1000 (1 Па×с) до 10000 (10 Па×с) сП, измеряемых при 25°С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения.

30. Способ по п.28, по которому массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1.

31. Способ по п.28, по которому по меньшей мере один липофильный мономер выбирают по меньшей мере из одного соединения, входящего в группу, включающую простые полиглицидиловые эфиры карданола, касторовое масло, пропоксилированный глицерин, полипропиленгликоль, пропоксилированный сорбит и эпоксидированный полисульфид.

32. Способ по п.28, по которому по меньшей мере один сшивающий агент выбирают из группы, включающей маслорастворимые простые полиэфирамины, полиалкиламины и комбинации указанных соединений.

33. Способ по п.28, по которому объемный процент сшивающего агента относительно общего объема геля составляет приблизительно 10-40 об.%.


Текст

Смотреть все

НЕВОДНЫЙ ГЕЛЬ ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ Боллард Дэвид Энтони (GB) Описан способ разработки толщи пород, включающий закачивание по меньшей мере одного липофильного мономера в толщу пород, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксид-функционализированного производного такого масла, как соевое масло, льняное масло, рапсовое масло, масло из семян ореха кешью, перилловое масло, тунговое масло, ойтисиковое масло, сафлоровое масло, маковое масло, конопляное масло, хлопковое масло, подсолнечное масло, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое масло,оливковое масло, оливковое масло из косточек, миндальное масло, капковое масло, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое масло, кукурузное масло, кунжутное масло, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое масло,жир из сельди, жир из сардин, жир из менхэдина, китовый жир и талловое масло; закачивание по меньшей мере одного сшивающего агента в толщу пород, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин; и обеспечение взаимодействия липофильного мономера и сшивающего агента в толще пород. 014174 Область техники, к которой относится изобретение Данное описание касается в основном способов повышения прочности ствола скважины и, точнее,способов закрепления и стабилизации ствола скважины. Уровень техники Потеря циркуляции является вновь возникающим осложнением при бурении, характеризующимся уходом бурового раствора в расположенные внутри скважины пласты, которые являются раздробленными, высокопроницаемыми, пористыми, ячеистыми или кавернозными. Такие толщи пород могут включать, среди прочего, глину, нефтеносные породы, гравий, тонкие пропластки твердой породы, рифовые осадки, известняк, доломит и мел. Другие трудности, на которые наталкиваются при бурении и добыче нефти и газа, включают прихваченную колонну труб, обвал ствола, потерю контроля за скважиной и утрату или снижение добычи. Инициированные поглощения бурового раствора могут также возникать, когда масса бурового раствора, требуемая для контроля за скважиной и поддержания устойчивости ствола скважины, превышает сопротивление разрыву пластов. В особенности сложная ситуация возникает в истощенных пластах, где падение порового давления ослабляет углеводородсодержащие породы, но близлежащие или переслаивающиеся малопроницаемые породы, такие как глины, сохраняют поровое давление. Такая ситуация может сделать бурение некоторых обедненных зон невозможным, поскольку масса бурового раствора,требуемая для опоры глины, превышает сопротивление разрыву нефтеносных пород и шлама. Возникают другие ситуации, при которых может быть полезна изоляция некоторых зон внутри пласта. Например, один из способов увеличения добычи из скважины состоит в бурении скважины в нескольких различных местах, либо в той же самой нефтегазоносной зоне, либо в различных нефтегазоносных зонах, и тем самым, увеличении притока углеводородов в скважину. Трудность, связанная с добычей из скважины указанным способом, состоит в контроле вытекания флюида из скважины и организации эксплуатации продуктивного пласта. Например, в эксплуатационной скважине, проведенной на ряд отдельных зон (или в горизонтальных стволах многоствольной скважины), где одна зона имеет большее давление, чем другая зона, зона большего давления будет скорее вливаться в зону меньшего давления, чем на поверхность. Подобным образом в горизонтальной скважине, которая простирается через одну зону перфорации возле "верхней части" скважины, т.е. ближе к поверхности, могут начать давать воду раньше, чем перфорации возле "нижней части" скважины. Выход воды возле верхней части снижает общий объем добычи из скважины. В процессе бурения буровые растворы циркулируют внутри скважины для удаления горной породы, а также доставки агентов, позволяющих решить вышеуказанные проблемы. Композиции буровых растворов могут быть на водной или масляной основе (включая минеральное масло, дизельное или синтетические масла) и могут включать утяжелители, поверхностно-активные вещества, расклинивающие агенты и гели. Чтобы попытаться решить указанные и другие проблемы, используют сшиваемые или абсорбирующие полимеры, таблетированные материалы для борьбы с поглощениями (LCM) и цементирование под давлением. Гели, в частности, находят применение в разработках скважины с целью предупреждения поглощения бурового раствора, стабилизации и укрепления ствола скважины и изоляции зоны и закрытия водопритоков. Во многих скважинах используют буровые растворы на водной основе и на масляной основе. Сначала обычно используют в процессе бурения буровые растворы на водной основе. Затем, заменяют на буровые растворы на масляной основе, когда скважина становится глубже и достигается предел для буровых растворов на водной основе, обусловленный такими ограничениями, как скольжение и устойчивость ствола скважины. В большинстве гелей используют смешиваемые с водой гелеобразующие и сшивающие агенты, которые полезны при использовании буровых растворов на водной основе. Существует,однако, недостаток способов с применением неводных гелей, совместимых с буровыми растворами на масляной основе. Таким образом, существует потребность в разработке неводных гелей для внутрискважинных применений, которые сравнительно безвредны для окружающей среды и совместимы с буровыми растворами на масляной основе. Сущность изобретения По одному из аспектов описанные здесь варианты осуществления касаются способа разработки толщи пород, который включает закачивание по меньшей мере одного липофильного мономера в толщу пород, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксидфункционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью; перилловое,тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое,кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое масло, жир из сельди, жир из сардин, жир из менхэдина, китовый жир и талловое масло; закачивание по меньшей мере одного сшивающего агента в толщу пород, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин; и обеспечение взаимодействия липофильного мономера и сши-1 014174 вающего агента в толще пород. В другом аспекте описанные здесь варианты осуществления касаются способа получения неводного геля, который включает получение смеси по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в растворителе на масляной основе, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксидфункционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью; перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое,маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое масло, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое, жир из сельди, жир из сардин, жир из менхэдина, китовый жир и талловое масло, и где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин; и обеспечение взаимодействия смеси с образованием геля. В еще одном аспекте описанные здесь варианты осуществления касаются неводного геля, который включает по меньшей мере один липофильный мономер, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксидфункционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью; перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое,оливковое, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек,масло лаллемантии, касторовое, жир из сельди, жир из сардин, жир из менхэдина, китовый жир и талловое масло, и по меньшей мере один сшивающий агент, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин. В еще одном варианте осуществления способ разработки толщи пород, который включает закачивание по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в неводном растворе с начальной вязкостью приблизительно в пределах от 500 (0,5 Пас) до 80000 (80 Пас) сП, измеренной при 25 С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения; и обеспечение взаимодействия по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в толще пород. Другие аспекты и преимущества изобретения станут очевидными из последующего описания и приложенных пунктов. Подробное описание По одному из аспектов описанные здесь варианты осуществления касаются неводных гелей, образованных по меньшей мере одним липофильным мономером и по меньшей мере одним сшивающим агентом. В других аспектах описанные здесь варианты осуществления касаются гелей, полученных с вязкостью приблизительно в пределах от 500 (0,5 Пас) до 80000 (80 Пас сП. В иных аспектах описанные здесь варианты осуществления касаются способов получения неводных гелей и применений, в которых могут быть полезны описанные здесь гели. В следующем описании приведены многочисленные подробности, обеспечивающие понимание данного открытия. Однако специалисту в данной области ясно, что рассматриваемое изобретение может быть осуществлено на практике без указанных подробностей и что возможны многочисленные изменения или модификации описанных вариантов осуществления. Сшивающий агент и гелеобразующий агент (предназначенное для сшивки вещество) могут быть подвергнуты взаимодействию с образованием геля. Гель представляет собой твердое, студнеобразное вещество, полученное из коллоидного раствора. По массе гели в большинстве своем жидкие, но ведут себя как твердые вещества. В некоторых вариантах осуществления гелеобразующий агент может быть растворен в неводной жидкости с образованием раствора, и к раствору может быть добавлен сшивающий агент, взаимодействующий с гелеобразующим агентом с образованием геля. Неводный гель может быть использован для внутрискважинных применений в качестве компонента бурового раствора и может быть заранее подготовлен и подан в скважину. Альтернативно, компоненты могут быть введены в скважину последовательно с образованием геля на месте. Липофильный мономер В одном из вариантов осуществления неводный гель получают выдерживанием липофильного мономера и сшивающего агента. В одном из вариантов осуществления гель может быть получен из липофильного мономера, способного химически сшиваться с образованием полимерной структуры. В конкретном варианте осуществления подходящие липофильные мономеры могут включать различные эпоксидированные натуральные масла, такие как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью,перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое, оливковое из косточек,миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое, жир из сельди, жир из сардин, жир из менхэдина, китовый жир и талловое масло. Липофильный мономер, содержащий эпоксидную группу, может давать реакционноспособную электрофильную группу для сшивки-2 014174 с соответствующим нуклеофилом согласно общей химической реакции где R означает липофильную группу и может включать ряд эпоксидных групп для сшивки и R'NuH означает реагирующий с эпоксидом агент и может включать ряд гетероатомных нуклеофилов. В конкретном варианте осуществления липофильный мономер может включать эпоксидсодержащие производные карданола, представленные следующей структурой: Карданол является метазамещенным алкенилфенолом, полученным из встречающихся в природе фенолов, экстрагируемых из жидкости скорлупы орехов кешью, производные которых доступны из ряда коммерческих источников, включающих Cardolite Corporation (Newark, NJ) . По причине смешанной алифатической/ароматической структуры карданола производные карданола совместимы с широким спектром органических растворителей, включая ОВМ. Алифатическая боковая цепь содержит одну ненасыщенность, которая может быть эпоксидирована, и таким образом обеспечивает точку возможной сшивки. Карданол также обладает многими химическими характеристиками фенолов, а именно реакционной способностью в орто- и пара-положениях в отношении электрофильного ароматического замещения. Такие характеристики реакционной способности составляют основу синтеза промышленно выпускаемых производных, таких как олигомеры формальдегидной конденсации (новолак или новолачные смолы, известные специалистам в данной области), общей структуры: где X означает 0 или 1, и существует независимо от того, является или нет алифатическая боковая цепь эпоксидированной, y и z означают повторяющиеся звенья карданола, которые могут иметь различные функциональные группы на ароматической фенольной группе (R1 и R2). Общее число звеньев карданола в олигомере представлено суммой у и z и может изменяться от 1 до 30 в одном из вариантов осуществления, от 1 до 10 в другом варианте осуществления и от 1 до 5 в еще одном варианте осуществления. Фенольные группы боковой цепи, R1 и R2, независимо могут означать водород, алкильную или алкенильную эпоксидную боковую цепь, содержащую от 2 до 15 атомов углерода. Алкильные и алкенильные эпоксиды могут содержать линейные углеродные цепи, разветвленные углеродные цепи или комбинации соответствующих цепей. Вдобавок, каждому специалисту в данной области ясно, что как алкильные, так и алкенильные углеродные цепи могут быть замещенными и могут включать производные по меньшей мере с одним заместителем, таким как галоген, алкокси, арил и гетероарил, например, каждый из которых может быть замещенным. Кроме того, специалисту в данной области также ясно, что, как использовано здесь, "замещенный" означает замещение водорода (водородов) на алкильной или алкенильной цепи (или на любом из соответствующих заместителей) любым другим атомом или группой атомов, включая изотопы, такие как дейтерий или тритий. В одном из вариантов осуществления алифатическая боковая цепь может сохранять ненасыщенность (х=0) или может быть эпоксидированной (х=1). В смолах типа новолака формальдегид может служить для связывания звеньев карданола с метиленовыми (СН 2) мостиками. По одному из вариантов осуществления олигомеры карданола могут содержать 2-30 звеньев карданола (y+z). Фенольная группа карданола может быть дополнительно функционализирована, и формальдегидные олигомерные продукты могут включать фенолы с различным замещением на феноле (R1 и R2). Хотя в данном варианте осуществления показаны два различных фенольных замещения, специалисту в данной области понятно, что в олигомер может быть включено более двух различных фенольных замещений. В одном из вариантов осуществления эпоксид может присутствовать в фенольных заместителях R1 и R2. Указанный эпоксид может являться эпоксидом линейной алкенильной цепи, которая может включать такие боковые цепи, как винил, пропенил, бутенил, пентенил, гексенил, гегептенил, октенил, ноненил, деценил, ундеценил и додеценил. В конкретном варианте осуществления боковая цепь может являться эпоксидом пропениловой боковой цепи (глицидиловый эфир). Хотя конкретные варианты осуществления относятся к боковым цепям алкенила с линейной цепью, специалисту в данной области следует понимать, что эпоксиды алкенильных замещений с разветвленной цепью на фенольной группе также возможны. В одном из вариантов осуществления, липофильный мономер может иметь структуру, представленную х=0, у=0, z=1 и R1 - глицидиловый эфир. В таком случае партнер по нуклеофильной сшивке мо-3 014174 жет требовать более одного нуклеофила с аминофункциональностью. В другом варианте осуществления липофильный мономер может иметь структуру, представленную х=1, у=0, z=1 и R1 - глицидиловый эфир. В еще одном варианте осуществления липофильный мономер может иметь структуру, представленную х=0, y+z=5, R1 - глицидиловые эфиры фенола карданолов в положениях 1, 3 и 5 олигомера и R2 - водород на феноле карданолов в положениях 2 и 4 олигомера. В другом варианте осуществления липофильный мономер может представлять собой производное карданола с функционализированной алифатической боковой цепью, как представлено следующей структурой: Что касается применений в бурении на нефть, липофильный мономер может быть желателен при использовании в сочетании с буровым раствором на нефтяной основе (ОВМ). Липофильный характер может придавать растворимость полученной полимерной структуре в ОВМ. Как должно быть очевидно для специалиста в данной области, соответствующий выбор липофильного мономера зависит от требуемых свойств конечного гелевого продукта. Характеристики, которые могут представлять интерес при выборе липофильного мономера, могут включать время гелеобразования при различных температурах и свойства геля, такие как прочность геля, которая по определению характеризуется прочностью при растяжении, сопротивления сжатию и удару, упругость, твердость, адгезия, химическая и тепловая устойчивость. В конкретном варианте осуществления липофильный мономер может включать простые полиглицидиловые эфиры карданола, касторовое масло, пропоксилированный глицерин, полипропиленгликоль,пропоксилированный сорбит и эпоксидированный полисульфид. В еще одном конкретном варианте осуществления липофильный мономер может иметь эпоксидную эквивалентную массу в пределах от 500 до 1000 г/экв. Однако специалисту в данной области понятно, что такое число может изменяться в зависимости от характерных особенностей используемого липофильного мономера. Сшивающий агент В одном из вариантов осуществления полимерный материал также включает по меньшей мере один сшивающий агент для воздействия на полимеризацию липофильного мономера. В целом, сшивающим агентом может служить любая нуклеофильная группа, способная реагировать с раскрытием эпоксидного цикла. В другом варианте осуществления сшивающий агент может включать полифункциональную молекулу, имеющую более одной нуклеофильной группы. В конкретных вариантах осуществления нуклеофильные группы могут включать амины, спирты, фенолы, тиолы, карбанионы и карбоксилаты. В одном из вариантов осуществления сшивающий агент может означать алифатический полиамин,такой как этилендиамин (EDA), диэтилентриамин (DTA) и триэтилентетрамин (ТЕТА), включает короткую линейную цепь между аминогруппами. Сшивка с помощью таких агентов способствует образованию высокосшитых слоев с хорошей устойчивостью к теплу и химическим реагентам, включая растворители. В другом варианте осуществления амин может означать полиэтиленимины (PEIs), являющиеся полимерами этилендиамина и промышленно выпускаемые под торговой маркой Lupasol фирмой BASF(Germany). PEIs могут различаться по степени разветвления и, кроме того, могут различаться по степени сшивки. PEIs Lupasol могут быть структурами с низкой молекулярной массой, такими как Lupasol FG со средней молекулярной массой 800, или структурами с высокой молекулярной массой, такими как Lupasol SK со средней молекулярной массой 2000000. В еще одном варианте осуществления амин может представлять собой простой полиэфирамин, такой как выпускаемые под торговой маркой JeffAmine, Huntsman Performance Products (Woodlands, TX). Например, полезные JeffAmine продукты могут включать триамины JeffAmine T-5000 и JeffAmineT-3000 или диамины, такие как JeffAmine D-400 и JeffAmine D-2000. Полезные простые полиэфирамины могут содержать повторяющуюся простую полиэфирную основную цепь и могут изменяться по молекулярной массе приблизительно от 200 до 5000 г/моль. Сшивка с такими структурами может приводить к продуктам с превосходной упругостью и ударной прочностью. В одном из вариантов осуществления сшивающий агент может включать модифицированные циклоалифатические амины, полученные из 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексиламина (IPDA). Такие сшивающие агенты дают сшитые продукты с высокой скоростью отверждения и пригодны для низкотемпературных операций. Сшитые продукты, включающие производные IPDA, обеспечивают очень хорошую устойчивость к химическим реагентам, обычным растворителям и воде. В одном из вариантов осуществления сшивающий агент может представлять собой ароматический амин. Аминогруппы разделяются жесткими бензольными кольцами, а не гибкими цепями молекул как в алифатических аминах. Полимеры, полученные с ароматическими аминами, могут обладать хорошими-4 014174 физическими свойствами, таким как ударная прочность, а также высокой устойчивостью к теплу и химическим реагентам, в особенности, когда формулированы с эпоксидными смолами типа новолак. Такие сшитые продукты могут также обладать высокой температурной устойчивостью и могут проявлять хорошую водостойкость. Ароматические амины могут включать такие промышленно выпускаемые продукты, как феналкамины, выпускаемые Cardolite Corporation (Newark, NJ), и могут включать Lite-2002,NC-558, NC-540, NC-541, NC-546, NC-549 и NC-550. Специалисту в данной области должно быть ясно, что молярное эквивалентное соотношение липофильного мономера и выбранного сшивающего агента (LM:CLA) влияет на степень достигаемой сшивки. Путем обычного изменения молярного эквивалентного соотношения LM:CLA специалист в данной области легко способен определить подходящее молярное эквивалентное соотношение для получения требуемого геля. В одном из вариантов осуществления соотношение может быть выбрано для обеспечения высокой сшивки, что может приводить к более жестким структурам геля. Получение геля В одном из вариантов осуществления гель получают смешиванием липофильного мономера с сшивающим агентом в подходящем растворителе. Растворители, приемлемые для включения в буровые растворы на масляной основе для внутрискважинных применений, могут включать минеральное масло, дизельное масло и синтетические масла. Специалисту в данной области должно быть ясно, что оптимальные соотношения липофильного мономера и сшивающего агента могут изменяться в зависимости от конкретных структур и требуемых свойств геля. В одном из вариантов осуществления массовое отношение липофильного мономера и сшивающего агента может изменяться приблизительно в пределах от 1:2 до 2:1, и в другом варианте осуществления, приблизительно от 1,5:1 до 1:1,5, и в еще одном варианте осуществления приблизительно от 1,2:1 до 1:1,2. Количество сшивающего агента влиять на твердость образующегося геля. Например, в некоторых вариантах осуществления при постоянной массе липофильного мономера, увеличение количества сшивающего агента может приводить к большей плотности сшивки и, следовательно, более плотному гелю. Специалисту в данной области также понятно, что оптимальный объем сшивающего агента относительно общего объема геля может изменяться в зависимости от требуемых свойств геля. В одном из вариантов осуществления объемный процент сшивающего агента относительно общего объема геля составляет приблизительно 10-40 об.%. В другом варианте осуществления объемный процент сшивающего агента относительно общего объема геля составляет приблизительно 15-30 об.%. Температура выдерживания В некоторых вариантах осуществления липофильный мономер и сшивающий агент могут быть подвергнуты взаимодействию при температуре от -50 до 300 С. В других вариантах осуществления липофильный мономер и сшивающий агент могут быть подвергнуты взаимодействию при температуре от 25 до 250 С; в иных вариантах осуществления от 50 до 150 С и в прочих вариантах осуществления от 60 до 100 С. В некоторых вариантах осуществления реакционная температура определяет требуемый для образования геля период времени. Требуемый для образования геля период времени. Варианты осуществления описанных здесь гелей достигаются смешиванием липофильного мономер с сшивающим агентом. В некоторых вариантах осуществления гель может быть получен непосредственным смешиванием липофильного мономера и сшивающего агента. В других вариантах осуществления гель может образовываться при перемешивании в течение 1 мин, в иных вариантах осуществления при перемешивании в течение 5 мин; в других вариантах осуществления при перемешивании в течение 30 мин. В некоторых вариантах осуществления гель может образовываться при перемешивании в течение 1 ч, в других вариантах осуществления при перемешивании в течение 8 ч, в иных вариантах осуществления при перемешивании в течение 16 ч, в других вариантах осуществления при перемешивании в течение 80 ч и в дальнейших вариантах осуществления при перемешивании в течение 120 ч. рн В некоторых вариантах осуществления липофильный мономер и сшивающий агент могут быть подвергнуты взаимодействию в среде с рН свыше 4. В других вариантах осуществления, липофильный мономер и сшивающий агент могут быть подвергнуты взаимодействию в среде с рН свыше 6, в иных вариантах осуществления с рН свыше 7, в других вариантах осуществления с рН свыше 8, в иных вариантах осуществления с рН свыше 9. Реагенты, которые могут быть использованы для доведения рН до нужного значения, могут включать гидроксиды щелочных металлов, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция и гидроксид рубидия, гидроксиды лития, гидроксиды бензилтриметиламмония и частично нейтрализованные соли органических кислот, такие как тринатрийэтилендиаминтетрауксусная кислота. В некоторых вариантах осуществления гидроксид щелочного металла, агент регулирования рН или буфер могут действовать как катализатор, вызывая или усиливая реакцию сшивки между липофильным мономером и сшивающим агентом. В другом варианте осуществления нереагирующие третичные амины могут быть добавлены для ус-5 014174 корения эпокси аминоэпоксидного взаимодействия. В некоторых вариантах осуществления третичный амин, такой как триизопропаноламин, может увеличивать степень сшивки и, таким образом, твердость образующегося геля. Концентрация растворителя В некоторых вариантах осуществления вязкость можно изменять для получения требуемого уровня прокачки, достаточного для снижения притока воды или повышения несущей способности пласта. Вязкость раствора можно изменять путем увеличения или уменьшения количества растворителя по отношению к сшивающим агентам и липофильному мономеру, путем применения увеличивающих вязкость агентов или другими общепринятыми в данной области способами. В некоторых вариантах осуществления суммарное количество липофильного мономера и сшивающих агентов может изменяться в пределах от 0,5 до 100 мас.% в расчете на общую массу растворителя в растворе. В других вариантах осуществления суммарное количество липофильного мономера и сшивающих агентов может изменяться в пределах от 5 до 100 мас.% в расчете на общую массу растворителя в растворе; в других вариантах осуществления от 20 до 70 мас.%, в дальнейших вариантах осуществления - от 25 до 65 мас.%. Как использовано здесь, общая масса растворителя считается за исключением любого количества воды, добавленного с регулирующими рН реагентами. Вязкость может быть измерена с применением вискозиметра Брукфильда DV -II+. Специалисту в данной области понятно, что измерения вязкости зависят от температуры гелевой композиции, типа шпинделя и числа оборотов в минуту. Указанные здесь пределы вязкости определены при 20 С с применением вискозиметра Брукфильда DV -II+ и шпинделя LV2. Вязкость может быть измерена опусканием вискозиметра в центр образца до тех пор, пока шпиндель не погрузится до средней отметки погружения. Следует обратить внимание, чтобы не захватить воздух под шпиндель. Вискозиметр запущен после установления вискозиметра на требуемое RPM. Если используется более одной величины RPM, вискозиметр следует запускать с низших требуемых RPM. Такой запуск позволяет снижать величину срезывающего усилия, придаваемого образцу, что приводит к более точному считыванию показаний при низших значениях RPM. В некоторых вариантах осуществления, смешивание гелеобразующего агента и сшивающего агента может давать гелевые композиции с начальной вязкостью в пределах приблизительно от 500 до 80000 сП, измеренной при 25 С с применением шпинделя LV2 при низких скоростях вращения (12 об/мин или менее). В других вариантах осуществления смешивание гелеобразующего агента и сшивающего агента может давать гели с начальной вязкостью, в пределах приблизительно от 1000 до 10000 сП, измеренной при 25 С с применением шпинделя LV2 при низких скоростях вращения (12 об/мин или менее). Липофильный мономер и сшивающий агент могут взаимодействовать с образованием гелевых шариков. Например, в некоторых вариантах осуществления образование шариков может осуществляться при перемешивании раствора. В других вариантах осуществления образование шариков может осуществляться путем получения эмульсии или суспензии реагентов в воде приблизительно с 1-20% растворителем на масляной основе. Твердость Взаимодействие липофильного мономера и сшивающего агента может приводить к получению гелей, имеющих консистенцию в пределах от вязкой мути до плотного геля. В некоторых вариантах осуществления взаимодействие липофильного мономера и сшивающего агента может приводить к мягкому эластичному гелю. В других вариантах осуществления взаимодействие может приводить к устойчивому гелю, в иных вариантах осуществления взаимодействие может приводить к плотному гелю. Твердость геля измеряется силой, необходимой для разрушения гелевой структуры, которая может быть определена путем измерения усилия, требуемого для прокалывания иглой сшитой структуры. Твердость является мерой способности геля сопротивляться установленной степени проникновения иглы для испытания,вкалываемой в образец при постоянной скорости. Твердость может быть измерена с применением анализатора текстуры Brookfield QTS-25. Данный прибор состоит из зонда гибкой конструкции, соединенного с датчиком напряжения. Зонд может быть вколот в испытуемый образец при определенных скоростях или нагрузках для измерения таких параметров или свойств образца, как упругость, адгезивная способность, отверждение, предел прочности при разрыве, сопротивление разлому, прочность на раздир, твердость, сопротивление расщеплению, релаксация, упругая деформация, прочность при растяжении, точка разрыва и растекаемость. Твердость может быть измерена погружением цилиндрического зонда с плоским торцем диаметром 2,5 мм в гелевый образец при постоянной скорости 30 мм/мин. Когда зонд находится в контакте с гелем, к зонду прикладывают усилие по причине устойчивости гелевой структуры до разрушения указанной структуры, которое регистрируется датчиком для измерения нагрузки и обрабатывается с применением программного обеспечения. Когда зонд проходит через образец, измеряют усилие на зонде. Усилие на зонде может быть зарегистрировано, что дает показание, отвечающее за общую твердость геля. Например, начальное максимальное усилие может быть зарегистрировано в момент первого разрушения геля, близко к первой точке контакта, с последующей регистрацией наибольших и наименьших значений, измеренных после этого момента, когда зонд проходит сквозь массу геля.-6 014174 В одном из вариантов осуществления неводные гели, полезные для внутрискважинных применений, могут включать гели с твердостью в пределах приблизительно от 10 до 7000 фунт/кв.дюйм. В других вариантах осуществления гель может иметь твердость в пределах приблизительно от 100 до 5000 фунт/кв.дюйм и в иных вариантах осуществления от 300 до 2000 фунт/кв.дюйм. Что касается вышеперечисленных переменных (т.е. температуры, времени и т.д.), специалисту с учетом данного описания понятно, что, используя настоящее описание в качестве руководства, можно получать свойства в соответствии с требуемым. Пример 1. Гель синтезируют, смешивая Cardolite NC-547 и JeffAmine Т-5000 в соотношении 1:1 в минеральном масле и нагревая до 70 С. После нагревания в течение 16 ч образуется плотный гель . Таблица 1. Влияние добавленного третичного амина (триизопропаноламина) Пример 2. Следующий неводный гель составлен для иллюстрации характеристик характерного неводного геля. Таблица 2Cardolite NC-547, JeffAmine Т-5000, триизопропаноламин и масляную основу смешивают с эквивалентной концентрацией добавок, приведенных в табл. 3. Таблица 3 Добавляют требуемые концентрации барита до плотности флюида 10, 12 и 14 фунтов на галлон(ppg). Затем смесь выдерживают динамически при 76 С (170F) в течение 1 ч. После чего смесь оставляют в статическом состоянии при 76 С (170F) и регистрируют время образования геля. Подробности приведены в табл. 4. Примечание:разделяется на две фазы - встряхивается до гомогенностибарит оседает Органофильная глина улучшает прочность геля, тогда как негашеная известь и барит повышают твердость геля. Возрастание твердости от присутствия негашеной извести может быть связано с сильнощелочной природой негашеной извести, которая способствует промотированию аминоэпоксидных взаимодействий, приводя тем самым к большему образованию связей и более плотному гелю. Такое влияние проявляется даже несмотря на то, что негашеная известь не растворима в масле. Барит осаждается из гелевого состава по причине отсутствия органоглины и увлажнителей масла. Полученный результат указывает на необходимость достижения достаточной вязкости для суспендирования твердых частиц, добавленных к флюиду. Поверхностно-активные вещества на основе масла несущественно влияют на прочность геля. Высокие уровни насыщенного раствора соли (свыше 10%) снижают прочность геля, однако образцы все еще гелеобразные. Такие результаты означают совместимость липофильного мономера и сшивающего агента с компонентами флюида на масляной основе.-8 014174 Пример 2. Табл. 5 подробно описывает неводный гель, составленный для иллюстрации вязкости характерного гелевого состава: Таблица 5 Приведенные в табл. 5 компоненты смешивают и тестируют перед гелеобразованием. Вязкость измеряют, используя вискозиметр Брукфильда DV -II+, применяя шпиндель LV2 при 0,3 оборотах в минуту при 25 С. В табл. 6 подробно указаны типичные интервалы вязкости для вискозиметра Брукфильда После чего повторное испытание проводят для установления вязкости смеси при различных скоростях вращения. Вязкость смеси при 25 С определяют, используя шпиндель LV1. Полученные вязкости приведены в табл. 7. Таблица 7 Пример 3. Следующий состав в табл. 8 иллюстрирует вязкость характерного гелевого состава, включающего 10,5 фунт/галлон карбоната Перечисленные в табл. 8 компоненты смешивают и определяют вязкость перед образованием смесью геля. Вязкость измеряют, используя вискозиметр Брукфильда DV -II+, применяя шпиндель LV1 при 0,3 об./мин при 25 С. Табл. 9 дает подробную информацию о полученной вязкости, измеренной на 1, 2 и 3 мин. Таблица 9 Пример 4 вязкости состава, включающего различные концентрации дизельного масла. Следующий состав в табл. 10 иллюстрирует вязкость состава, включающего 10,5 фунт/галлон барита и 45% дизельного масла Таблица 10- 10014174 Перечисленные в табл. 10 компоненты смешивают и определяют вязкость перед образованием смесью геля. Вязкость измеряют, используя вискозиметр Брукфильда DV -II+ , применяя шпиндель LV2 при 0,3 об./мин при 25 С. Табл. 11 дает подробную информацию о полученной вязкости, измеренной на 1, 2 и 3 мин. Таблица 11 Следующий состав в табл. 12 иллюстрирует различие в вязкости при уменьшении пониженной концентрации дизельного масла и повышении концентрации органоглины: Таблица 12 Перечисленные в табл. 12 компоненты смешивают и определяют вязкость перед образованием смесью геля. Вязкость измеряют, используя вискозиметр Брукфильда DV -II+, применяя шпиндель LV2 при 0,3 об./мин при 25 С. Табл. 13 дает подробную информацию о полученных вязкостях геля, измеренных на 1, 2 и 3 мин. Таблица 13 Как видно из приведенного выше, вязкость смеси существенно возрастает при снижении концентраций дизельного масла и повышении концентрации органоглины. Следующий неводный гель, приведенный в табл. 14, составлен для иллюстрации различия в вязкости для случая, когда концентрация дизельного масла остается постоянной для табл. 12 и 14 и концентрация органоглины снижается: Таблица 14 Перечисленные в табл. 14 компоненты смешивают за определенный период времени и определяют вязкость перед образованием смесью геля. Вязкость измеряют, используя вискозиметр БрукфильдаDV -II+, применяя шпиндель LV2 при 0,3 об./мин при 25 С. Табл. 15 дает подробную информацию о полученных вязкостях геля, измеренных на 1, 2 и 3 мин. Таблица 15 Сопоставление значений, приведенных в табл. 13 и 15, указывает на то, что вязкость геля существенно снижается при снижении концентраций органоглинистого содержимого. Применения Некоторые варианты осуществления описанных здесь гелей могут принимать форму однорастворной однокомпонентной системы, где сшивающий агент (агенты) предварительно смешаны с липофильным мономером (предназначенным для сшивки веществом). Затем гель может быть помещен или закачан до момента отверждения. Время гелеобразования можно регулировать путем доведения до требуемого значения концентрации растворителя, реагентов и отверждающих агентов, таких как неорганическое основание или третичный амин, в растворе. Другие варианты осуществления описанных здесь гелей мо- 11014174 гут принимать форму двухкомпонентной системы, где сшивающий и липофильный мономеры могут быть смешаны отдельно и объединены непосредственно перед закачкой. Альтернативно, один реагент,сшивающий или липофильный мономер, может быть помещен в ствол скважины или поблизости от ствола скважины, где затем может быть приведен в контакт с другим реагентом, либо сшивающим, либо липофильным мономером, по необходимости. Время гелеобразования можно регулировать путем изменения доли реагента, концентрации катализатора на основе третичного амина и количества растворителя. Применение в буровых растворах Варианты осуществления описанных здесь гелей могут быть использованы для следующих применений, включающих: применение в качестве добавки в буровые растворы, в особенности буровые растворы на масляной основе, и в качестве добавки в таблетированные материалы для борьбы с поглощениями (LCM); для обработок в целях укрепления ствола скважины (WB). Специалисту в данной области понятно, что описанные здесь гели могут также употребляться для внутрискважинных применений, таких как изоляция пакерных жидкостей и восстановление поддерживаемого давления в обсадной колонне,где обычно используют обработку гелями. Буровые флюиды или буровые растворы обычно включают жидкую основу (например, воду, дизельное или минеральное масло или синтетическое соединение), утяжелители (например, могут быть использованы сульфат бария или барит), бентонитовую глину и различные, несущие специальные функции добавки, такие как полимеры, ингибиторы коррозии, эмульгаторы и смазывающие вещества. Специалисту в данной области известно, что существует ряд различных буровых растворов, и ограничения данного описания не рассматриваются в отношении конкретных типов. Во время бурения буровой раствор прокачивается через центр бурильной колонны к буровому долоту и уходит в кольцевое пространство между бурильной колонной и стволом скважины, осуществляя таким образом охлаждение и смазку долота, укрепление скважины и вывод бурового шлама на поверхность. Описанные здесь гели могут быть использованы в качестве добавки в буровые растворы. В одном из вариантов осуществления гели, описанные в вышеуказанных методиках, могут быть включены в скважинный флюид. Скважинные флюиды могут включать масляную непрерывную фазу, немасляную дисперсную фазу, вышеуказанный гель. Специалисту в данной области понятно, что вышеуказанные гелевые составы могут быть модифицированы в соответствии с требуемым применением. Например,модификации могут включать степень сшивки и/или характер реагирующего с эпоксидом полимера. Масляный флюид может представлять собой жидкость и более предпочтительно натуральное или синтетическое масло, и предпочтительно масляный флюид выбирают из группы, включающей дизельное масло; минеральное масло; синтетическое масло, такое как гидрированные и негидрированные олефины,включая поли-альфа-олефины, линейные и разветвленные олефины и тому подобное, полидиорганосилоксаны, силоксаны или органосилоксаны, эфиры жирных кислот, в частности линейные, разветвленные и циклические алкиловые простые эфиры жирных кислот, смеси указанных эфиров и тому подобные соединения, известные специалистам в данной области; и смеси указанных соединений. Концентрация масляного флюида должна быть достаточной, чтобы образовывалась инвертная эмульсия, и может составлять примерно менее 99 об.% от инвертной эмульсии. В одном из вариантов осуществления количество масляного флюида составляет примерно от 30 до 95 об.% и, более предпочтительно, примерно от 40 до 90 об.% от инвертноэмульсионного флюида. Масляный флюид, в одном из вариантов осуществления может включать по меньшей мере 5 об.% материала, выбираемого из группы, включающей сложные эфиры, простые эфиры, ацетали, диалкилкарбонаты, углеводороды и комбинации указанных материалов. Немасляный флюид, используемый в составе описанного здесь обратноэмульсионного флюида, является жидкостью и предпочтительно водной жидкостью. Более предпочтительно немасляная жидкость может быть выбрана из группы, включающий морскую воду, насыщенный раствор соли, содержащий растворенные органические и/или неорганические соли, жидкости, содержащие смешиваемые с водой органические соединения, и комбинации указанных жидкостей. Количество немасляного флюида составляет обычно менее теоретического предела, необходимого для образования инвертной эмульсии. Так, в одном из вариантов осуществления количество немасляного флюида составляет приблизительно меньше 70 об.% и предпочтительно приблизительно от 1 до 70 об.%. В другом варианте осуществления немасляный флюид составляет предпочтительно приблизительно от 5 до 60 об.% от инвертноэмульсионного флюида. Фаза флюида может включать либо водный флюид, либо масляный флюид, либо смеси указанных флюидов. В конкретном варианте осуществления барит с покрытием или другие утяжелители могут быть включены в скважинный флюид, содержащий водный флюид, который включает по меньшей мере одно из перечисленного: пресную воду, морскую воду, насыщенный раствор соли и комбинации вышеперечисленного. Описанные здесь флюиды в особенности полезны при бурении, завершении и эксплуатации подземных нефтяных и газовых скважин. В частности, описанные здесь флюиды могут находить применение в составлении буровых растворов и флюидов для завершения скважины, позволяющих легко и быстро удалять фильтровальную корку. Такие буровые растворы и флюиды в особенности полезны при бурении горизонтальных скважин в нефтегазоносных пластах. Для получения описанных здесь буровых флюидов могут быть использованы общепринятые спосо- 12014174 бы, аналогично тому, как обычно используются такие способы для получения общепринятых буровых флюидов на масляной основе. В одном из вариантов осуществления заданное количество масляного флюида, такого как масляная основа, и подходящее количество вышеуказанного поверхностно-активного вещества смешивают вместе и оставшиеся компоненты добавляют последовательно при непрерывном перемешивании. Обратная эмульсия может быть получена энергичным взбалтыванием, смешиванием или перемешиванием в условиях сдвигового усилия, масляного флюида и немасляного флюида. Другие добавки, которые могут быть включены в описанные здесь скважинные флюиды, включают,например, увлажнители, органофильные глины, загустители, понизители водоотдачи, поверхностноактивные вещества, диспергаторы, ослабители поверхностного натяжения, буферы рН, взаимные растворители, разбавители, понизители вязкости и очищающие агенты. Введение таких агентов хорошо известно специалисту в области составления буровых флюидов и буровых растворов. В некоторых вариантах осуществления гели могут образовывать фильтровальную корку или один компонент фильтровальной корки, образующейся вдоль ствола скважины во время проходки. Гели, содержащиеся в буровом флюиде, могут осаждаться вдоль ствола скважины на всем протяжении процесса бурения, потенциально укрепляя ствол скважины путем стабилизации пластов глинистых сланцев и других участков, встречающихся при бурении. Повышенная устойчивость ствола скважины может снижать возникновение прихваченных колонн труб, обвала ствола, кавернообразования в стволе скважины, потери циркуляции, и может улучшать контроль за скважиной. Устойчивость ствола скважины может также быть повышена закачкой низковязкой смеси липофильного мономера и сшивающего агента в пласты вдоль ствола скважины. Смесь может затем продолжать взаимодействовать, укрепляя пласт вдоль ствола скважины по мере образования из смеси геля. В других вариантах осуществления описанные здесь гели можно добавлять в выбуренную породу,поднимаемую от стенок насосно-компрессорных труб через затрубное пространство. Плотные гели, циркулирующие по бурильной трубе при бурении, могут отскабливать и очищать бурильную трубу, удаляя любые отложения на внутренних стенках трубопровода, буровой раствор, глину или другие агломераты,налипшие на бурильную трубу или насосно-компрессорные трубы, приспособленные для бурения. Таким способом бурильную трубу можно поддерживать свободной от засорений, которые в противном случае могут препятствовать удалению выбуренной породы из бурильной трубы во время бурения. Способы повышения нефтеотдачи Варианты осуществления описанных здесь гелей могут быть использованы для улучшенной программы работ по добыче нефти вторичными методами. При добыче нефти вторичными методами принято использовать инжекционную скважину для нагнетания флюида для обработки приствольной зоны,такого как вода или насыщенный раствор соли, внутрь скважины, в разрабатываемый нефтеносный пласт, чтобы заставить нефть двигаться к продуктивной скважине. Зоны поглощения бурового раствора и другие водопроницаемые слои могут позволять высокому проценту закачиваемого флюида пропускаться, например, только через небольшой процент объема продуктивного пласта, что таким образом требует избыточного количества флюида для обработки приствольной зоны в целях перемещения значительной доли сырой нефти из продуктивного пласта. Для противодействия зонам поглощения бурового раствора или зонам высокой водопроницаемости пласта варианты осуществления описанных здесь гелей могут быть закачаны в пласт. Закачанные в пласт гели могут частично или полностью ограничивать поток через высокопроводящие зоны. Таким образом гели могут эффективно сокращать каналообразующие пути пласта, заставляя двигаться флюид для обработки пласта через менее пористые зоны и потенциально снижая требуемое количество флюида для обработки пласта и повышая нефтеотдачу продуктивного пласта. В других вариантах осуществления гели могут также быть сформированы на месте, внутри пласта,для противодействия зонам поглощения бурового раствора. Липофильные мономеры могут быть закачаны в пласт, что позволяет липофильным мономерам проникать дальше в пласт, чем если закачивать гель. Затем могут быть закачаны сшивающие агенты, заставляющие сшиваться ранее закачанные липофильные мономеры внутри пласта. При формировании гелей на месте, в пласте, становится возможным предотвращение канализации, которая может в противном случае происходить в пласте все дальше, как,например, в случае, когда флюид для обработки приствольной зоны поворачивает обратно к зоне поглощения сразу после прохождения закачанных гелей обходными путями, как описано выше. Таблетированные LCM Как упомянуто выше описанные здесь гели могут быть использованы в качестве одного из компонентов в буровом флюиде. Гели могут быть составной частью фильтровальной корки, сводящей к минимуму просачивание буровых флюидов в подземные пласты и выстилающей ствол скважины. В качестве другого примера варианты осуществления описанных здесь гелей могут быть использованы в качестве одного из компонентов в таблетированных материалах для борьбы с поглощениями (LCM), которые используются в случае, когда встают вопросы избыточной инфильтрации или потери циркуляции, что требует более высокой концентрации добавок для борьбы с поглощениями. Таблетированные LCM полезны для предупреждения или снижения потерь буровых флюидов в пористых подземных пластах, встречаю- 13014174 щихся при бурении. В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент и липофильный мономер/материал могут быть смешаны перед закачкой таблетированного препарата в разбуренный пласт. Смесь может быть закачана с сохранением низкой вязкости, прежде образования геля, так что гель может быть образован в скважине. В других вариантах осуществления гелеобразующий материал и сшивающий агент могут быть закачаны в пласт отдельными порциями, смешаться и взаимодействовать с образованием геля на месте (в пласте, после закачки порций таблетированного LCM). При таком способе можно избежать преждевременного гелеобразования. Например, первая смесь, содержащая липофильный мономер, может быть закачана в ствол скважины и в зону потери циркуляции. Вторая смесь, содержащая сшивающий агент и/или модификатор рН,может быть закачана, вызывая сшивку липофильного мономера на месте до момента, когда гель увеличится в размере. Расширившийся и затвердевший гель может закупоривать разломы и зоны поглощения бурового раствора, перекрывая зону потери циркуляции. Преимущества данного открытия могут включать неводный гель с превосходной возможностью изменять свойства геля с учетом различных применений. Регулируемые времена гелеобразования, температуры и физические свойства образующегося геля могут быть подобраны для конкретного требуемого применения. Может быть подобран неводный гель с соответствующей твердостью. Кроме того, эпоксидные системы на основе карданола обычно бывают гибкими, ударопрочными, обладают исключительной прочностью связи, низкой токсичностью и летучестью. Хотя изобретение описано ограниченным числом вариантов осуществления, специалисту в данной области, видящему преимущества данного изобретения, понятно, что могут быть разработаны другие варианты осуществления, не выходящие за рамки объема раскрытого изобретения. Следовательно, рамки объема изобретения ограничиваются только приложенными пунктами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ разработки толщи пород, включающий закачивание по меньшей мере одного липофильного мономера в толщу пород, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксид-функционализированного производного такого масла,как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью; перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое, жир сельди, жир сардин, жир из менхадена,китовый жир и талловое масло; закачивание по меньшей мере одного сшивающего агента в толщу пород, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин; и обеспечение взаимодействия по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в толще пород. 2. Способ по п.1, где добавляют каталитическое количество третичного амина. 3. Способ по п.1, где по меньшей мере один липофильный мономер включает производные экстрактов масла из семян ореха кешью, включающие структуры формулы где х означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 1; где y означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 5; где z означает целое число, выбираемое из значений от 1 до 5; где R1 независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп; и где R2 независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп. 4. Способ по п.1, по которому по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей алифатические амины, ароматические амины и циклоалифатические амины. 5. Способ по п.4, по которому алифатические амины включают по меньшей мере один амин, выбираемый из группы, включающей триэтилентетрамин (ТЕТА), диэтилентриамин (DTA), простые полиэфирамины, полиэтиленимины и этилендиамин (EDA). 6. Способ по п.1, по которому массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1.- 14014174 7. Способ по п.1, по которому липофильный мономер и сшивающий агент закачивают одновременно. 8. Способ по п.1, по которому липофильный мономер и сшивающий агент закачивают последовательно. 9. Способ по п.1, по которому обработка состоит по меньшей мере в одной обработке, выбираемой из группы, включающей укрепление ствола скважины, обработку с помощью LCM на масляной основе,закрытие водопритоков и изоляцию зон. 10. Способ по п.1, по которому гель имеет начальную вязкость по меньшей мере 500 сП (0,5 Пас),измеряемую при 25 С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения. 11. Способ получения неводного геля, включающий получение смеси по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в растворителе на масляной основе, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксидфункционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью; перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное,хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое масло, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек,масло лаллемантии, касторовое, жир сельди, жир сардин, жир менхадена, китовый жир и талловое масло; и где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин; и обеспечение взаимодействия смеси с образованием геля. 12. Способ по п.11, по которому добавляют каталитическое количество третичного амина. 13. Способ по п.11, по которому по меньшей мере один липофильный мономер включает производные экстрактов масла из семян ореха кешью, включающие структуры формулы где х означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 1; где y означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 5; где z означает целое число, выбираемое из значений от 1 до 5; где R1 независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп; и где R2 независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп. 14. Способ по п.11, по которому по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей алифатические амины, ароматические амины и циклоалифатические амины. 15. Способ по п.14, по которому алифатические амины включают по меньшей мере один амин, выбираемый из группы, включающей триэтилентетрамин (ТЕТА), диэтилентриамин (DTA), простые полиэфирамины, полиэтиленимины и этилендиамин (EDA). 16. Способ по п.11, по которому массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1. 17. Способ по п.11, по которому неводный гель формируют внутри скважины. 18. Неводный гель для разработки толщи пород, включающий по меньшей мере один липофильный мономер, где по меньшей мере один липофильный мономер выбирают из эпоксидфункционализированного производного такого масла, как соевое, льняное, рапсовое, масло из семян ореха кешью, перилловое, тунговое, ойтисиковое, сафлоровое, маковое, конопляное, хлопковое, подсолнечное, высокомасличные триглицериды, триглицериды молочая, арахисовое, оливковое, оливковое масло из косточек, миндальное, капковое, масло лесного ореха, масло из косточек абрикоса, масло буковых орешков, люпиновое, кукурузное, кунжутное, масло из виноградных косточек, масло лаллемантии, касторовое, жир сельди, жир сардин, жир менхадена, китовый жир и талловое масло; и по меньшей мере один сшивающий агент, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере один первичный амин. 19. Неводный гель по п.18, где по меньшей мере один липофильный мономер включает производные масла из семян ореха кешью, включающие структуру формулы где х означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 1; где y означает целое число, выбираемое из значений от 0 до 5;- 15014174 где z означает целое число, выбираемое из значений от 1 до 5; где R1 независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп; и где R2 независимо выбирают из группы, включающей Н, алкил, алкенилэпоксид и производные указанных групп. 20. Неводный гель по п.18, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей маслорастворимые простые полиэфирамины, полиалкиламины и комбинации указанных соединений. 21. Неводный гель по п.18, где по меньшей мере один сшивающий агент включает по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, включающей алифатические амины, ароматические амины и циклоалифатические амины. 22. Неводный гель по п.20, где алифатические амины включают по меньшей мере один амин, выбираемый из группы, включающей триэтилентетрамин (ТЕТА), диэтилентриамин (DTA), простые полиэфирамины, полиэтиленимины и этилендиамин (EDA). 23. Неводный гель по п.18, где массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1. 24. Неводный гель по п.18, где неводный гель используют для обработки, состоящей по меньшей мере в одной обработке, выбираемой из группы, включающей укрепление ствола скважины, обработку с помощью LCM на масляной основе, закрытие водопритоков и изоляцию зон. 25. Неводный гель по п.18, где гель имеет начальную вязкость в пределах приблизительно от 500(0,5 Пас) до 80000 (80 Пас) сП, измеряемую при 25 С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения. 26. Неводный гель по п.18, где гель имеет твердость в пределах приблизительно от 100 до 5000 фунт/кв.дюйм (от 0,69 до 34,47 мПа). 27. Неводный гель по п.26, где гель имеет твердость в пределах приблизительно от 300 до 2000 фунт/кв.дюйм (от 2,07 до 1,38 мПа). 28. Способ обработки толщи пород, включающий закачивание по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в неводном растворе, имеющем начальную вязкость в пределах приблизительно от 500 (0,5 Пас) до 80000 (80 Пас) сП, измеряемую при 25 С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения; и обеспечение взаимодействия по меньшей мере одного липофильного мономера и по меньшей мере одного сшивающего агента в толще пород. 29. Способ по п.28, по которому вязкость изменяется в пределах от 1000 (1 Пас) до 10000 (10 Пас) сП, измеряемых при 25 С с использованием шпинделя LV2 при низких скоростях вращения. 30. Способ по п.28, по которому массовое соотношение липофильного мономера и сшивающего агента изменяется в пределах приблизительно от 1:2 до 2:1. 31. Способ по п.28, по которому по меньшей мере один липофильный мономер выбирают по меньшей мере из одного соединения, входящего в группу, включающую простые полиглицидиловые эфиры карданола, касторовое масло, пропоксилированный глицерин, полипропиленгликоль, пропоксилированный сорбит и эпоксидированный полисульфид. 32. Способ по п.28, по которому по меньшей мере один сшивающий агент выбирают из группы,включающей маслорастворимые простые полиэфирамины, полиалкиламины и комбинации указанных соединений. 33. Способ по п.28, по которому объемный процент сшивающего агента относительно общего объема геля составляет приблизительно 10-40 об.%.

МПК / Метки

МПК: C07D 207/452, C09K 8/502, C08F 26/02, C09K 8/512, C09K 3/00

Метки: гель, укрепления, скважины, ствола, неводный

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/17-14174-nevodnyjj-gel-dlya-ukrepleniya-stvola-skvazhiny.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Неводный гель для укрепления ствола скважины</a>

Похожие патенты