Высокоразветвленные полимерные материалы в качестве покрытия на утяжелителях
Формула / Реферат
1. Текучая среда в скважине, имеющая по меньшей мере две фазы, где текучая среда в скважине содержит текучую фазу и твердую фазу, включающую порошкообразный твердый материал, покрытый полимером, где полимер представляет собой продукт взаимодействия сложного полиэфирамида и сшивающего агента.
2. Текучая среда в скважине по п.1, где сложный полиэфирамид представляет собой поликонденсат циклического ангидрида и аминдиола.
3. Текучая среда в скважинне по п.1, где сшивающий агент включает по меньшей мере одно из указанных соединений: эпоксидированное масло, эпоксидированный 1,6-гександиол, производные азиридина, эпоксифункционализированные полиалкиленгликоли, окисленный крахмал, полимерный диальдегид, альдегидный аддукт, тетраметоксипропан и гидролизованный ацеталь.
4. Текучая среда в скважине по п.1, где сложный полиэфирамид содержит концевые группы жирных кислот.
5. Текучая среда в скважине по п.1, где сложный полиэфирамид включает соединения, представленные общей формулой
где R выбирают из линейной или разветвленной либо циклической алифатической группы и ароматической группы;
L1 и L2независимо означают C1-C30-алифатические группы и
n может изменяться от 2 до 50.
6. Текучая среда в скважине по п.1, где порошкообразный твердый материал, по меньшей мере, выбирают из группы, включающей барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и смеси указанных веществ.
7. Текучая среда в скважине по п.1, где текучую фазу выбирают из группы, включающей водную текучую среду, масляную текучую среду и смеси указанных текучих сред.
8. Текучая среда в скважине по п.7, где водную текучую среду выбирают из группы, включающей пресную воду, морскую воду, солевой раствор и их смеси.
9. Текучая среда в скважине по п.7, где масляную текучую среду выбирают из группы, включающей минеральное масло, синтетическое масло, парафин, олефины, сложные эфиры и их комбинации.
10. Способ модификации поверхности порошкообразного твердого материала, включающий
контактирование порошкообразного твердого материала с раствором, содержащим сложный полиэфирамид; взаимодействие разветвленного сложного полиэфирамидного соединения с сшивающим агентом.
11. Способ по п.10, где порошкообразный твердый материал, выбирают из группы, включающей барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и смеси указанных веществ.
12. Способ по п.10, где сложный полиэфирамид представляет собой поликонденсат циклического ангидрида и аминдиола.
13. Способ по п.10, где сшивающий агент включает по меньшей мере одно эпоксидированное масло.
14. Способ по п.10, где сложный полиэфирамид содержит концевые группы жирных кислот.
15. Способ по п.10, где сложный полиэфирамид включает соединения, представленные общей формулой
где R выбирают из линейной или разветвленной либо циклической алифатической группы и ароматической группы;
L1 и L2независимо означают C1-C30-алифатические группы и
n может изменяться от 2 до 50.
16. Твердые вещества с полимерным покрытием, используемые в текучих средах в скважине, включающие
порошкообразный твердый материал и
полимерное покрытие на поверхности твердого материала, где полимерное покрытие является продуктом взаимодействия сложного полиэфирамида с сшивающим агентом.
17. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где порошкообразный твердый материал выбирается из группы, включающей барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и смеси указанных веществ.
18. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сложный полиэфирамид представляет собой поликонденсат циклического ангидрида и аминдиола.
19. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сшивающий агент включает по меньшей мере одно эпоксидированное масло.
20. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сложный полиэфирамид содержит концевые группы жирных кислот.
21. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сложный полиэфирамид включает соединения, представленные общей формулой
где R выбирают из линейной или разветвленной либо циклической алифатической группы и ароматической группы;
L1 и L2независимо означают C1-C30-алифатические группы и
n может изменяться от 2 до 50.
22. Электровращательный способ бурения подземной породы с использованием обращенной эмульсионной буровой текучей среды, включающий
смешивание масляной текучей среды, немасляной текучей среды и порошкообразного твердого материала, покрытого полимером, где полимер представляет собой продукт взаимодействия сложного полиэфирамида с сшивающим агентом, приводящее к образованию обращенной эмульсии; и
бурение указанной породы с применением указанной обращенной эмульсии в качестве буровой текучей среды.
Текст
013347 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к текучим средам, в основном скважинным текучим средам, и твердым материалам с поверхностным слоем для применения в текучих средах в скважине. Уровень техники При бурении или завершении скважин в толще пород в скважине обычно используют разнообразные текучие среды для различных целей. Общее употребление текучих сред скважин включает смазывание и охлаждение режущих поверхностей головки бура при бурении в целом или добуривании (т.е. бурении в намеченном нефтеносном пласту); транспортировку "обломков выбуренной породы" (кусков породы, перемещаемых под режущим действием зубьев на головке бура) к поверхности; регулирование давления с помощью пластовой текучей среды для предупреждения выбросов; сохранение устойчивости скважины; суспендирование твердой фазы в скважине; сведение к минимуму ухода рабочего раствора в пласт и стабилизацию породы, через которую бурят скважину; разрушение породы вблизи скважины; вытеснение текучей среды внутри скважины другой текучей средой; очистку скважины; испытание скважины; передачу гидравлической мощности к головке бура; текучую среду используют для установления пакера, для ликвидации скважины или подготовки скважины к ликвидации и иной обработки скважины или породы. Многие типы текучих сред используют в буровых скважинах, в частности при бурении нефтяных и газовых скважин. Выбор текучих сред на углеводородной основе для буровой скважины включает тщательное взвешивание как хороших, так и плохих характеристик подобных текучих сред в случае конкретного применения. Важнейшие преимущества выбираемой буровой текучей среды на углеводородной основе включают исключительную устойчивость в стволе, в особенности в пластах глинистых сланцев; образование более тонкой глинистой корки, чем глинистая корка, обеспечиваемая буровым раствором на водной основе; превосходное смазывание бурильной колонны и скважинного инструмента; проникание через соляные пласты без разрушения или расширения ствола скважины, а также другие преимущества,известные специалисту в данной области. В особенности благоприятным свойством буровых растворов на углеводородной основе являются превосходные смазочные качества. Указанные смазочные свойства позволяют бурение скважин, имеющих существенное отклонение от вертикали, что типично для процессов бурения в открытом море, или глубоководного бурения, или когда требуется горизонтальная скважина. В таких сильно наклонных скважинах скручивающие и осевые нагрузки на бурильную колонну представляют существенную проблему, поскольку буровая труба лежит у нижней стороны ствола скважины,и риск прихвата трубы высок при использовании буровых растворов на водной основе. Напротив, буровые растворы на углеводородной основе обеспечивают тонкую, скользкую глинистую корку, которая способствует предотвращению прихвата трубы, таким образом, применение буровых растворов на углеводородной основе может быть оправданным. Несмотря на многие преимущества применения буровых растворов на углеводородной основе, указанные растворы имеют недостатки. Вообще применение буровых текучих сред и буровых растворов на углеводородной основе характеризуется высокими начальными и эксплуатационными затратами. Указанные затраты могут существенно зависеть от глубины ствола скважины, на которую требуется бурить. Однако часто более высокие затраты могут быть оправданными, если учесть, что буровые текучие среды на углеводородной основе предупреждают обрушение или уширение ствола скважины, которые могут значительно увеличивать время бурения и стоимость. В большинстве случаев буровые текучие среды должны быть пригодны для перекачивания под давлением вниз, по колоннам бурильной трубы, затем по погруженной в землю головке бура и вокруг и потом возвращаться обратно к поверхности земли через кольцевые пространства между внешней стороной бурильной колонны и стенкой скважины или обсадной колонной. Помимо обеспечения буровой смазки и эффективности и замедления износа буровые текучие среды должны суспендировать и переносить твердые частицы к поверхности для отсеивания и удаления. Вдобавок, буровые текучие среды должны быть способны суспендировать присадочные утяжелители (для повышения удельной плотности бурового раствора), обычно тонко измельченные бариты (руда на основе сульфата бария), и переносить глину и другие вещества, способные налипать и образовывать слой на поверхности скважины. Буровые текучие среды обычно характеризуются как тиксотропные системы текучих сред. То есть обладают низкой вязкостью при срезе, как, например при циркуляции (возникающей во время накачивания насосом или контакта с движущейся головкой бура). Однако, когда срезывающее действие прекращается, текучие среды должны быть способны к суспендированию содержащихся там твердых частиц для предупреждения гравитационного разделения. Кроме того, когда буровые текучие среды находятся в условиях срезывающего усилия и являются свободно текущими и почти жидкими, они должны оставаться довольно высоко вязкими в достаточной степени, чтобы переносить все нежелательные частицы вещества со дна буровой скважины на поверхность. Состав буровой текучей среды должен также позволять всем обломкам выбуренной породы и другим нежелательным твердым веществам быть удаленными или иначе - быть осажденными из жидкой фракции.-1 013347 Существует все возрастающая потребность в буровых текучих средах, обладающих реологическими профилями, облегчающими бурение этих скважин. Буровые текучие среды, обладающие заданными реологическими свойствами, дают гарантию того, что обломки выбуренной породы будут удалены из буровой скважины так эффективно и надежно, как возможно, чтобы избежать скоплений шлама в скважине, которые могут послужить причиной того, что бурильная колонна будет прихвачена, помимо прочего. От буровых текучих сред также требуются гидравлические характеристики, перспективные (эквивалентная плотность в циркуляционной системе) для снижения давлений, необходимых для циркуляции текучих сред, что позволяет избежать воздействия на пласт чрезмерных усилий, которые могут дробить породу, приводя к поглощению текучей среды и, возможно, утрате скважины. Вдобавок, улучшенный профиль необходим для предотвращения выпадения в осадок или оседания утяжелителя в текучей среде,если такое явление происходит, то может привести к неравномерному профилю распределения плотности в системе с циркулирующими текучими средами, что может привести к проблемам контроля за скважиной (приток газ/текучие среды) и устойчивости буровой скважины (обрушение/трещины). Для получения характеристики текучих сред, удовлетворяющих указанным требованиям, текучие среды должны быть удобными для накачивания, т.е. должно требоваться минимальное давление для подачи текучих сред через дроссели в систему с циркулирующими текучими средами, такую как сопла долота или скважинные инструменты. Или, другими словами, текучие среды должны иметь предельно низкую вязкость в условиях высокого срезывающего усилия. Напротив, в зонах скважины, где площадь потока текучих сред большая и скорость текучих сред низкая или где существуют условия низкого срезывающего усилия, вязкость текучих сред должна быть максимально высокой, чтобы суспендировать и переносить обломки выбуренной породы. Сказанное также применимо к периодам, когда текучие среды остаются неподвижными в стволе скважины, где как обломки выбуренной породы, так и утяжелители должны поддерживаться суспендированными для предупреждения выпадения в осадок. Однако следует также отметить, что вязкость текучих сред не должна непрерывно повышаться в статических условиях до уровней, превышающих допустимые, иначе в случае необходимости повторной циркуляции текучих сред это может приводить к избыточным давлениям, которые могут дробить породу или, альтернативно,это может приводить к простою во времени, если усилие, требуемое для возвращения системы с циркулирующими текучими средами, полностью выходит за пределы возможностей насосов. Основной химический состав обращенной эмульсионной текучей среды радикально не изменялся со времени внедрения; те же основные типы поверхностно-активных веществ (амидамины) и загустителей (глины органического происхождения) все еще используются в соответствии с заявленными. Например, сильная смачиваемость амидамина может заставить систему стать сверхдиспергируемой, что приведет к потере вязкости. Следовательно, существует постоянная потребность в улучшенных буровых материалах и текучих средах. Сущность изобретения По одному из аспектов указанные варианты осуществления относятся к текучим средам в скважине,имеющим по крайней мере две фазы, где текучая среда в скважине содержит текучую фазу и твердую фазу, включающую порошкообразный твердый материал, покрытый полимером, где полимер представляет собой продукт взаимодействия сложного полиэфирамида и сшивающего агента. Согласно другому аспекту указанные варианты осуществления относятся к способу модификации поверхности порошкообразного твердого материала, где способ включает контактирование порошкообразного твердого материала с раствором, содержащим сложный полиэфирамид; и взаимодействие разветвленного сложного полиэфирамидного соединения с сшивающим агентом. По еще одному аспекту указанные варианты осуществления относятся к твердым веществам с полимерным покрытием для применения в текучей среде в скважине, которые включают порошкообразный твердый материал и полимерное покрытие на поверхности твердого материала, где полимерным покрытием служит продукт взаимодействия сложного полиэфирамида с сшивающим агентом. Согласно еще одному аспекту указанные варианты осуществления относятся к электровращательному способу бурения подземной породы с использованием обращенной эмульсионной буровой текучей среды, который включает смешивание масляной текучей среды, немасляной текучей среды и порошкообразного твердого материала, покрытого полимером, где полимер представляет собой продукт взаимодействия сложного полиэфирамида с сшивающим агентом, приводящее к образованию обращенной эмульсии; и бурение указанной породы с применением указанной обращенной эмульсии в качестве буровой текучей среды. Другие аспекты и преимущества изобретения будут очевидны из следующего описания и приложенных пунктов.-2 013347 Подробное описание изобретения По одному из аспектов указанные варианты осуществления относятся к твердым материалам с поверхностным слоем, предназначенным для применения в бурении, и другим текучим средам в скважине,а также к способу модификации поверхности порошкообразного твердого материала. В частности,указанные варианты осуществления относятся к твердым материалам, которые покрыты сложным полиэфирамидом с поперечной межмолекулярной связью, и текучим средам, содержащим указанные твердые материалы, и способу получения твердых материалов, покрытых сложным полиэфирамидом с поперечной межмолекулярной связью. По одному из вариантов осуществления сложный полиэфирамид может включать высокоразветвленную макромолекулу, полученную поликонденсацией циклических ангидридов с аминдиолами, где разветвления оканчиваются концевыми группами третичного амина. Гиперразветвленный сложный полиэфирамид может иметь молекулярную массу согласно одному из вариантов осуществления приблизительно от 300 до 30000, согласно другому варианту осуществления приблизительно от 500 до 10000, согласно еще одному варианту осуществления приблизительно от 1000 до 3000. Гиперразветвленный сложный полиэфирамид может содержать согласно одному из вариантов осуществления приблизительно от 2 до 20 концевых групп третичного амина, согласно другому варианту осуществления приблизительно от 3 до 15 концевых групп третичного амина и согласно еще одному варианту осуществления приблизительно от 4 до 10 концевых групп третичного амина. По одному из вариантов осуществления соединения сложного полиэфирамида, которые могут быть использованы в указанных вариантах осуществления, включают поликонденсаты циклического ангидрида и аминдиола. Циклические ангидриды, которые могут быть использованы для получения указанного сложного полиэфирамида, включают стандартные ангидриды и функциональные ангидриды, такие,например, как глутаровый ангидрид, 2,2-диметилглутаровый ангидрид, 3,3-диметилглутаровый ангидрид, малеиновый ангидрид, гексагидрофталевый ангидрид, фталевый ангидрид, янтарный ангидрид, алкенилянтарные ангидриды и поли(алкенил)янтарные ангидриды. Аминдиолы, которые могут быть использованы для получения указанного сложного полиэфирамида, включают, например, аминдиолы, содержащие линейную или разветвленную алканольную группу с 1-30 атомами углерода, такую как диметаноламин, диэтаноламин, дипропаноламин, диизопропаноламин, дибутаноламин, метанолэтаноламин,метанолпропаноламин, метанолбутаноламин, этанолпропаноламин, этанолбутаноламин и пропанолбутаноламин и пр. Один из примеров соединений сложного полиэфирамида, пригодных для указанных вариантов осуществления, включает соединения, полученные по приведенным ниже реакциям поликонденсации где R1 и R2 могут независимо означать Н или C1-C20-алкил либо R1 и R2 вместе могут образовыватьL1 и L2 независимо означают C1-C30-алкил. Для специалиста в данной области очевидно, что вышеуказанный продукт может быть подвергнут дальнейшим поликонденсациям для достижения более высокого разветвления в сложном полиэфирамиде. По другому варианту осуществления сложный полиэфирамид может включать соединения, представленные общей формулой где R может быть выбран из линейной или разветвленной либо циклической алифатической группы и ароматической группы;X может быть выбран из N и О;n может изменяться в пределах от 2 до 50. Концевые группы сложных полиэфирамидов могут быть, необязательно, функционализированы в зависимости от ожидаемого применения сложных полиэфирамидов. По одному из вариантов осуществления концевые группы могут быть функционализированы для усиления сшивки многочисленных молекул сложного полиэфирамида. По другому варианту осуществления концевые группы могут быть функционализированы для повышения липофильности сложного полиэфирамида. Степень функционализации концевых групп может изменяться по меньшей мере от незначительной функционализации до полной функционализации. Функционализация концевых групп может включать, например, концевые группы эфиров алифатических и ароматических карбоновых кислот, концевые группы эфиров ненасыщенных жирных кислот, концевые группы третичного амина, концевые группы эфиров акриловой и метакриловой кислот, концевые группы карбоновых кислот, концевые группы триалкоксисилана, концевые группы полиэтиленоксида и эпоксиконцевые группы. Примеры сложных полиэфирамидов, которые могут быть использованы в указанных вариантах осуществления, включают соединения под торговой маркой HYBRANE, промышленно выпускаемыеDSM Hybrane (Beek, Netherlands). Конкретными примерами дендримеров HYBRANE, которые выпускаются промышленно, являются Н 1500 (немодифицированный), HS4700 (50%-ная модификация стеариновой кислотой) и PS2550 (100%-ная модификация стеариновой кислотой). По одному из вариантов осуществления указанные сложные полиэфирамиды могут быть сшиты,что приводит к образованию более крупного полимерного материала, который может быть, например,использован для покрытия порошкообразного твердого материала, такого как утяжелитель, применяемый в буровых текучих средах. Специалисту в данной области понятно, что выбор сшивающего агента может зависеть от функционализации концевых групп сложного полиэфирамида. По одному из вариантов осуществления сложный полиэфирамид может быть сшит по крайней мере одним из эпоксидированных масел, таким как, например, эпоксидированное соевое масло, эпоксидированное масло ореха кешью,другие эпоксидированные природные масла или производные указанных масел, бис-фенол и новолак. При сшивании указанных сложных полиэфирамидов может быть также желательно варьировать реакционные условия, как, например, добавлением сильного основания, которое может гидролизовать эпоксидированные масла, для наделения полимера амфотерностью посредством создания анионных карбоксилатных групп на полимере. По другому варианту осуществления сшивающий агент может включать диглицидный эфир этиленгликоля, диглицидный эфир пропиленликоля, диглицидный эфир бутиленгликоля, производные азиридина, эпоксифункционализированные полиалкиленгликоли, окисленный крахмал (полимерный диальдегид) и комбинации указанных соединений. По другим вариантам осуществления сшивающий агент может включать ацеталь, который может быть гидролизован, образуя альдегид на месте. Например, сшивающий агент может включать альдегидный аддукт, тетраметоксипропан или бисульфитные аддитивные соединения альдегидов. Например,формальдегидный аддукт может быть получен при взаимодействии формальдегида и соединения, выбираемого из сернистой кислоты и водорастворимых солей указанной кислоты, таких как соли щелочных металлов (например, соли натрия или калия). По одному из вариантов осуществления используемая соль может представлять собой бисульфит натрия. В дополнение к применению солей щелочных металлов для получения аддукта могут быть использованы соли аммония и третичного амина с сернистой кислотой, такие как бисульфит аммония или триметиламинсульфит. По другим вариантам осуществления сшивающим агентом может быть диэпоксид или триэпоксид. Согласно иным вариантам осуществления сшивающий агент может включать триглицидиловый эфир триметилолпропана, диглицидиловый эфир неопентилгликоль, эпоксидированный 1,6-гександиол,диглицидный эфир 1,4-бутандиола (BDDGE), 1,2,7,8-диэпоксиоктан, 3-(бис-(глицидоксиметил)метокси)-4 013347 1,2-пропандиол, диглицидный эфир 1,4-циклогександиметанола, 4-винил-1-циклогексендиэпоксид,1,2,5,6-диэпоксициклооктан и диглицидиловый эфир бис-фенола А или комбинации указанных соединений. Для специалиста в данной области очевидно, что молярное эквивалентное соотношение соединения сложного полиэфирамида и выбранного сшивающего агента ("соотношение РЕА:СА") будет значительно влиять на образование поперечных связей между соединением сложного полиэфирамида и сшивающим агентом. Такой специалист должен учитывать, что согласно уравновешенному стехиометрическому уравнению два молярных эквивалента амида (амина) сочетаются с одним молярным эквивалентом сшивающего агента. Путем стандартных изменений молярного эквивалентного соотношения РЕА:СА специалист в данной области легко способен определить подходящее молярное эквивалентное соотношение для получения требуемой вязкости. Для специалиста в данной области очевидно, что минимально сшитый полимер с высокой текучестью (т.е. низкой вязкостью) может быть получен при использовании высокого молярного эквивалентного соотношения РЕА:СА. Например, соотношение РЕА:СА более 50:1 дает полимер с минимальным образованием поперечных связей и, таким образом, очень минимальным изменением вязкости по сравнению с несшитым сложным полиэфирамидом. С другой стороны, очень низкое соотношение РЕА:СА, например 10:1, должно обеспечивать высокий уровень образования поперечных связей и, таким образом, более вязкие текучие среды. В идеале молярное соотношение РЕА:СА(например, 2:1) приводит к тому, что текучие среды становятся очень вязкими и многие представляют собой твердообразные материалы. Для специалиста в данной области также очевидно, что факторы, такие как рН и температура, могут значительно влиять на скорость взаимодействия. Путем систематического исследования специалист в данной области способен определить идеальные условия достижения заданного результата, будь то гелеобразные текучие среды, или твердообразный, воскообразный материал, или твердый жесткий материал. Следует также учитывать, что для нефтедобычи возможна оптимизация реакционных условий, таких как рН, концентрация реагентов, температура и пр. в целях получения полимера с определенным заданным временем. По одному из вариантов осуществления взаимодействие соединений сложного полиэфирамида и сшивающих агентов может быть проведено с использованием методики суспензионной полимеризации. При суспензионной полимеризации полимер получают в текучей среде носителя. Обычно мономеры растворимы в текучих средах носителя и указанные мономеры стабилизируют в текучем носителе перед началом и во время полимеризации с применением поверхностно-активных веществ. В предпочтительном варианте осуществления сшитые сложные полиэфирамиды могут быть использованы для покрытия порошкообразных твердых материалов. Указанные порошкообразные твердые вещества, которые могут быть покрыты сшитыми сложными полиэфирамидами, могут включать, например, сульфат бария (барит), карбонат кальция, доломит, ильменит, гематит, оливин, сидерит, сульфат стронция и комбинации указанных веществ, а также любые другие подходящие материалы, хорошо известные специалисту в данной области. Указанные твердые материалы могут быть использованы, например, в качестве утяжелителей в текучей среде в скважине. Общепринятые утяжелители, такие как порошкообразный барит, подлежат строгому контролю за качеством параметров, утвержденных Американским институтом нефтепродуктов (АНИ), и могут включать частицы размером от 3 до 74 мкм. По одному из вариантов осуществления порошкообразные твердые вещества размером частиц от 3 до 74 мкм могут быть покрыты указанным сшитым сложным полиэфирамидом. По другому варианту осуществления порошкообразные твердые вещества размером частиц менее 3 мкм могут быть покрыты указанным сшитым сложным полиэфирамидом. Сшитые сложные полиэфирамиды, используемые для покрытия твердого материала, могут быть получены смешиванием реагентов в таком стехиометрическом соотношении, чтобы присутствовало достаточное количество реакционноспособных групп для образования трехмерной твердой полимерной структуры. Твердые материалы могут быть покрыты сшитыми сложными полиэфирамидами способом,который включает контактирование порошкообразного твердого материала с раствором, содержащим сложный полиэфирамид; и осуществление взаимодействия соединения сложного полиэфирамида с сшивающим агентом. По одному из вариантов осуществления твердые материалы, покрытые сшитым сложным полиэфирамидом, могут быть включены в качестве добавки в текучую среду в скважине. Текучие среды в скважине могут включать масляную диспергирующую фазу, немасляную дисперсную фазу и твердый материал с покрытием. Специалисту в данной области понятно, что функционализация соединений сложного полиэфирамида может зависеть от текучей среды фазы скважинной текучей среды, в которую включают покрытые сложным полиэфирамидом твердые материалы. Например, если покрытые сложным полиэфирамидом твердые материалы включают в текучую среду на углеводородной основе или масляную текучую среду, функциональные группы могут включать жирные цепи или жирные кислоты для увеличения липофильности твердых материалов с покрытием и/или наделения твердых материалов с покрытием возможностью вести себя как поверхностно-активное вещество, что позволяет снижать или исключать наличие дополнительного количества поверхностно-активных веществ в текучей среде в скважине на-5 013347 углеводородной основе. Масляная текучая среда может представлять собой жидкость и более предпочтительно натуральное или синтетическое масло, и наиболее желательно масляную текучую среду выбирают из группы, включающей дизельное масло; минеральное масло; синтетическое масло, такое как гидрированные и негидрированные олефины, включающие поли-альфа-олефины, линейные и разветвленные олефины и т.п.,полидиорганосилоксаны, силоксаны или органосилоксаны, эфиры жирных кислот, в частности линейные, разветвленные и циклические алкильные эфиры жирных кислот, смеси указанных соединений и подобные соединения, известные специалистам из уровня техники; и смеси таких соединений. Концентрация масляной текучей среды должна быть достаточной для образования обращенной эмульсии и может быть приблизительно менее 99 об.% от обращенной эмульсии. По одному из вариантов осуществления количество масляной текучей среды составляет около 30-95 об.% и более предпочтительно около 4090 об.% от обращенных эмульсионных текучих сред. Масляная текучая среда по одному 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 веществ. Немасляная текучая среда, используемая для получения указанной обращенной эмульсионной текучей среды, представляет собой жидкость и предпочтительно водную жидкость. Более предпочтительно немасляная жидкость может быть выбрана из группы, включающей морскую воду, солевой раствор,включающий в себя органические и/или неорганические растворенные соли, содержащие жидкости,смешиваемые с водой органические соединения, и комбинации указанных веществ. Количество немасляной текучей среды является, как правило, ниже теоретического предела, необходимого для получения обращенной эмульсии. Так, по одному из вариантов осуществления количество немасляной текучей среды составляет приблизительно менее 70 об.% и предпочтительно примерно от 1 до 70 об.%. По другому варианту осуществления немасляные текучие среды составляют приблизительно от 5 до 60 об.% от обращенной эмульсионной текучей среды. Текучая фаза может включать либо водную текучую среду, либо масляную текучую среду, либо смеси указанных текучих сред. В заслуживающем особого внимания варианте осуществления твердые материалы с покрытием из сложного полиэфирамида могут быть включены в текучую среду в скважине, содержащей водную текучую среду, которая включает по меньшей мере один из следующих компонентов: пресную воду, морскую воду, солевой раствор и комбинации указанных компонентов. Указанные текучие среды особенно полезны при бурении, завершении и разработке подземных нефтяных и газовых скважин. В частности, указанные текучие среды могут находить применение в составлении буровых растворов и текучих сред для завершения скважины, обеспечивающих легкое и быстрое удаление глинистой корки. Такие буровые растворы и текучие среды в особенности полезны при бурении горизонтальных скважин в нефтегазоносных пластах. Для получения указанных буровых текучих сред могут быть использованы общепринятые способы,аналогичные стандартно употребляемым для получения обычных буровых текучих сред на углеводородной основе. По одному из вариантов осуществления требуемое количество масляной текучей среды, такой как базовое масло, и подходящее количество поверхностно-активного вещества на основе сложного полиэфирамида смешивают вместе, и остальные компоненты добавляют последовательно при непрерывном перемешивании. Обращенная эмульсия может быть получена путем энергичного взбалтывания, перемешивания или плоского сдвига масляной текучей среды и немасляной текучей среды. Другие добавки, которые могут быть включены в указанные скважинные текучие среды, включают,например, утяжелители, смачивающие агенты, органофильные глины, загустители, понизители фильтрации, поверхностно-активные вещества, диспергаторы, понизители поверхностного натяжения на границе раздела фаз, буферы рН, взаимные растворители, понизители вязкости, разжижающие вещества и очищающие средства. Добавление таких агентов хорошо известно специалисту в области получения буровых текучих сред и буровых растворов. Указанные варианты осуществления успешно предоставляют, по крайней мере, следующие возможности. Характер указанных соединений обеспечивает легкость приведения химических свойств соединений в соответствие с требуемым употреблением. Под воздействием указанных функционализированных соединений возможно превращение твердых материалов из гидрофильных в лиофильные для придания улучшенных реологичеких свойств буровому раствору. Нанесение органофильного покрытия на твердые материалы текучих сред на углеводородной основе позволяет получить текучие среды на углеводородной основе без использования поверхностно-активного вещества. Благодаря снижению количества поверхностно-активного вещества в текучей среде или исключению поверхностно-активного вещества текучая среда может сохранять вязкость и позволяет доводить до максимума содержание глин органического происхождения. В частности, текучие среды можно так рассчитать, чтобы придать улучшенные реологические профили, способствующие процессу бурения. Кроме того, может быть отмечено сниженное повреждение продуктивного пласта и улучшенное многократное использование и рециклирование текучих сред при использовании указанных текучих сред.-6 013347 Хотя изобретение описано ограниченным числом вариантов осуществления, специалисту в данной области из приведенного описания ясно, что могут быть разработаны другие варианты осуществления,не выходящие за рамки объема данного изобретения. Таким образом, рамки объема изобретения ограничиваются исключительно приложенными пунктами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Текучая среда в скважине, имеющая по меньшей мере две фазы, где текучая среда в скважине содержит текучую фазу и твердую фазу, включающую порошкообразный твердый материал, покрытый полимером, где полимер представляет собой продукт взаимодействия сложного полиэфирамида и сшивающего агента. 2. Текучая среда в скважине по п.1, где сложный полиэфирамид представляет собой поликонденсат циклического ангидрида и аминдиола. 3. Текучая среда в скважинне по п.1, где сшивающий агент включает по меньшей мере одно из указанных соединений: эпоксидированное масло, эпоксидированный 1,6-гександиол, производные азиридина, эпоксифункционализированные полиалкиленгликоли, окисленный крахмал, полимерный диальдегид,альдегидный аддукт, тетраметоксипропан и гидролизованный ацеталь. 4. Текучая среда в скважине по п.1, где сложный полиэфирамид содержит концевые группы жирных кислот. 5. Текучая среда в скважине по п.1, где сложный полиэфирамид включает соединения, представленные общей формулой где R выбирают из линейной или разветвленной либо циклической алифатической группы и ароматической группы;n может изменяться от 2 до 50. 6. Текучая среда в скважине по п.1, где порошкообразный твердый материал, по меньшей мере, выбирают из группы, включающей барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и смеси указанных веществ. 7. Текучая среда в скважине по п.1, где текучую фазу выбирают из группы, включающей водную текучую среду, масляную текучую среду и смеси указанных текучих сред. 8. Текучая среда в скважине по п.7, где водную текучую среду выбирают из группы, включающей пресную воду, морскую воду, солевой раствор и их смеси. 9. Текучая среда в скважине по п.7, где масляную текучую среду выбирают из группы, включающей минеральное масло, синтетическое масло, парафин, олефины, сложные эфиры и их комбинации. 10. Способ модификации поверхности порошкообразного твердого материала, включающий контактирование порошкообразного твердого материала с раствором, содержащим сложный полиэфирамид; взаимодействие разветвленного сложного полиэфирамидного соединения с сшивающим агентом. 11. Способ по п.10, где порошкообразный твердый материал, выбирают из группы, включающей барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и смеси указанных веществ. 12. Способ по п.10, где сложный полиэфирамид представляет собой поликонденсат циклического ангидрида и аминдиола. 13. Способ по п.10, где сшивающий агент включает по меньшей мере одно эпоксидированное масло. 14. Способ по п.10, где сложный полиэфирамид содержит концевые группы жирных кислот. 15. Способ по п.10, где сложный полиэфирамид включает соединения, представленные общей формулой где R выбирают из линейной или разветвленной либо циклической алифатической группы и ароматической группы;n может изменяться от 2 до 50. 16. Твердые вещества с полимерным покрытием, используемые в текучих средах в скважине, вклю-7 013347 чающие порошкообразный твердый материал и полимерное покрытие на поверхности твердого материала, где полимерное покрытие является продуктом взаимодействия сложного полиэфирамида с сшивающим агентом. 17. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где порошкообразный твердый материал выбирается из группы, включающей барит, гематит, кальцит, карбонат кальция и смеси указанных веществ. 18. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сложный полиэфирамид представляет собой поликонденсат циклического ангидрида и аминдиола. 19. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сшивающий агент включает по меньшей мере одно эпоксидированное масло. 20. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сложный полиэфирамид содержит концевые группы жирных кислот. 21. Твердые вещества с полимерным покрытием по п.16, где сложный полиэфирамид включает соединения, представленные общей формулой где R выбирают из линейной или разветвленной либо циклической алифатической группы и ароматической группы;n может изменяться от 2 до 50. 22. Электровращательный способ бурения подземной породы с использованием обращенной эмульсионной буровой текучей среды, включающий смешивание масляной текучей среды, немасляной текучей среды и порошкообразного твердого материала, покрытого полимером, где полимер представляет собой продукт взаимодействия сложного полиэфирамида с сшивающим агентом, приводящее к образованию обращенной эмульсии; и бурение указанной породы с применением указанной обращенной эмульсии в качестве буровой текучей среды.
МПК / Метки
МПК: C09K 8/03
Метки: высокоразветвленные, покрытия, утяжелителях, качестве, материалы, полимерные
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-13347-vysokorazvetvlennye-polimernye-materialy-v-kachestve-pokrytiya-na-utyazhelitelyah.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Высокоразветвленные полимерные материалы в качестве покрытия на утяжелителях</a>
Предыдущий патент: Способ получения пропилена из пропана
Следующий патент: Высокоразветвлённые полимерные материалы в качестве поверхностно-активных веществ для буровых растворов на углеводородной основе
Случайный патент: Иммунологический анализ неоникотинильных инсектицидов