本发明专利技术涉及可固化的密封剂组合物，其广义上包含可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂和自由基引发剂；所述可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂包含单官能单体，多官能单体，反应性聚合物如不饱和苯乙烯属嵌段共聚物，可溶胀的添加剂，和任选的组分。所述单官能单体是具有9‑12个碳原子的支链烷烃羧酸的乙烯基酯衍生物，或单丙烯酸酯，单甲基丙烯酸酯，单丙烯酰胺，或单甲基丙烯酰胺。所述多官能单体是具有乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺官能度的二、三、四和/或五官能单体，例如二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1,3‑丁二醇二甲基丙烯酸酯或它们的混合物。所述反应性不饱和聚合物是苯乙烯属嵌段共聚物，例如SBS，SIS，S‑I/B‑S，I‑SEBS‑I，和这些中两种或更多种的混合物。所述可溶胀的添加剂选自饱和嵌段共聚物如SEBS，SEPS，SEEPS，和I‑SEBS‑I，或这些的混合物。自由基引发剂优选是过氧化物，然而其它引发剂是可接受的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于获得带状隔离和壁整体性的可固化的、可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂组合物专利
可固化的、可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂组合物适合作为井下密封剂以在油井中获得带状隔离和壁整体性。所述组合物具有与典型的油基钻井液类似的流变性能，并且可以被控制地凝固成具有好的性能平衡的固体，所述性能包括强度、弹性和形成称职密封的能力。所述可固化的、可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂的组合物包含：1)单官能单体，例如乙烯基酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺；2)多官能单体，例如具有乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺官能度的二、三、四或五官能单体；3)反应性不饱和聚合物，例如不饱和苯乙烯属嵌段共聚物；4)当在油和/或水存在时溶胀的可溶胀的添加剂；5)自由基引发剂，和6)任选的成分，例如抑制剂、悬浮剂和/或防钻液漏失用添加剂。尽管所述组合物可以与加重剂组合，对于每个井其量和类型改变，并且因此加重剂不是所述可固化的、可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂组合物的一部分。专利技术背景钻油或气井的通用程序包括使用钻井液钻井眼。在钻井眼之后，套管被插入所述井中，准备放置水泥淤浆在所述套管的外侧和井壁之间的环形空间中。为了获得好的固井作业，必须用水泥置换所述环形空间中基本上所有钻井液或泥浆。这种必要性来自于未置换的泥浆和滤饼将成为不成功的固井作业的根源的事实，因为钻井液和水泥通常是不相容的。因此，大多数油基泥浆将引起水泥的瞬时固化，或者起到水泥缓凝剂的作用，这可能不利地影响强度。另一方面，大多数水泥淤浆将絮凝和增稠大多数油基泥浆。当所述水泥被泵出所述套管的底部和从所述环形空间向上时，它可能形成通过絮凝的钻井泥浆的模块部分的流动通道。另外，未置换的滤饼可能阻止水泥粘结到地层，并且可能变成流动通道的根源。另外，所述水泥可能收缩固化，这也可以对流动通道做出贡献。壳牌石油公司的美国专利号5,382,290教导到，油包水乳液钻井液可以被转化成油泥浆-水泥淤浆以用在油井固井程序中。而且，使用所述油包水乳液钻井液通过用水硬性材料处理可以制备通用流体，使得它将在钻井过程中放下滤饼，其可以在钻井结束时上述油泥浆-水泥淤浆已经被放置在所述井眼中之后被触发以凝固成硬水泥和粘结到地层。如果所述滤饼变硬，永久地粘合到所述地层面并提供水力密封，则可以实现好的带状隔离。壳牌石油公司的美国专利号5,464,060公开了一种用于钻井和固井的组合物，因此避免了钻井液的除去，因为所述组合物可以被采用以获得所述两种功能。所述“通用钻井液”包含与水硬性材料混合的钻井泥浆的产物，其适合于钻孔和留下可凝固的滤饼在所述孔的壁上；和可与所述滤饼混合或接触的活化剂，所述活化剂是官能的以引起所述滤饼硬化和凝固。施加所述活化剂的一种优选的方式是用携带所述活化剂的水泥或泥浆-混凝土淤浆进行正常的固井作业。所述活化剂还可以与泥浆、解卡液(spottingfluid)或段塞浸泡液(pill)混合，并且所得到的流体在固井之前可以定点或通过所述环形空间循环。所述活化剂随后被过滤(分散)通过所述滤饼和使其硬凝固。通过所述壳牌的专利技术所实现的益处包括以下：(1)通用流体在功能上和流变学上适合作为钻井液；(2)被所述通用流体留下的所述可凝固的滤饼硬化至相当高的压缩强度，例如约3,500psi；(3)通过粘合到地层和固井介质的所述可凝固的滤饼实现了改进的带状隔离；(4)所述硬化的滤饼和所述固井介质间的粘合是非常强的；和(5)当通用流体被在井中用作钻井液时，不必置换泥浆或除去所述泥浆滤饼。对于被泵到井下的任何流体来说，实现好的溶液粘度是重要的；所述流体在低剪切率下必须具有足够高的粘度以悬浮固体物，然而在高剪切率下必须具有足够低的粘度以防止过高的泵压力。管理所述流体的流变学性质对于实现良好控制和增加钻井速率是关键的。另外，重要的时间约束是希望的，其中将钻井液泵入非常深的井孔可能花4-6小时，但是然后所述钻井液必须快速凝胶化和变稠。反之，波特兰水泥的等待24或更多个小时以凝胶化是昂贵的和产生风险，即在所述凝固时间内井中的条件可能变化，这是密封井的另外的障碍。壳牌石油公司的美国专利号7,343,974和7,696,133公开了一种用于强化井眼的组合物，其包含C9-C11支链烷烃羧酸的乙烯基酯，至少一种二或三官能的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体，过氧化物引发剂，和不饱和苯乙烯属嵌段共聚物，即D三嵌段共聚物。加重剂如重晶石(硫酸钡)被引入所述组合物。HalliburtonEnergyServices，Inc.的美国专利号7,530,396公开了自修复的水泥组合物，其包含胶结材料如波特兰水泥，包含键合到所述胶结材料的极性基团的弹性材料，和水。所述弹性材料可以是丁二烯，丙烯腈共聚物，乙烯和丙烯酸系共聚单体。极性基团如具有式-COOR的羧酸酯基连接到所述弹性材料。一旦所述水泥组合物凝固，如果周围结构开裂或失败，各种流体可能渗入所述裂缝并导致带状沟通。随着井中温度增加(作为流自深的地层的流体的结果)，所述水泥组合物内的弹性材料软化和可能甚至相变成液体并自修复所述裂缝。使用传统的水泥材料接近低边际的、高度破裂的和其它挑战性的油藏已经变得越来越困难。具有低的溶液粘度、好的压缩强度和机械性能如展延性，并且可以在希望的区域可控地凝固的反应性密封剂将允许接近这样的有挑战性的井的更大途径。尽管这样的反应性密封剂的优势，在油田仍需要能够密封(例如通过在合适流体存在下溶胀)任何固化后裂缝或断裂的材料。另外，众所周知，水硬性水泥在油基泥浆存在下不能良好地发挥作用。在至少20重量％油基泥浆污染物存在下具有改进的机械性能保持力(即至少约400psi压缩强度)的可重复密封的反应性材料因此是高度希望的，因为它可以消除对孔清洁以及使用间隔流体的需要。专利技术概述本说明书和权利要求书中给出的所有范围不仅包括所述范围的端点，而且还包括在所述范围的端点之间的每一个可能的数值，因为这是范围的真正定义。本专利技术是一种组合物，该组合物具有与典型的油基或合成基钻井液类似的流变学性能，其可以在希望的底孔静态温度(BHST)范围内可控地凝固以产生复合材料，该复合材料具有好的弹性、韧性和强度；另外，在油基泥浆存在下该材料具有比传统水硬性水泥好的性能。最后，所述材料在烃和/或水存在下能够溶胀；这允许体积收缩(这可能由固化过程导致)的恢复以及在裂缝形成和因此烃、非水流体和/或水流入后的重新密封性。本专利技术的可固化的密封剂组合物包含可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂组合物，该组合物包含一种或多种单官能单体，一种或多种多官能单体，一种或多种反应性不饱和聚合物，一种或多种可溶胀的添加剂，一种或多种自由基引发剂，和可能地其它任选的成分。所谓“单官能单体”是指可允许仅一个自由基反应的单体。所谓“多官能单体”是指可允许超过一个自由基反应的单体。所述单官能单体和所述多官能单体都可以具有不是自由基反应性的其它反应性基团。所述可固化的密封剂的一个重要特征是弹性模量，其不仅影响所述材料的整体韧性，而且还应是足够低的以允许所述反应性密封剂是足够柔性的以便溶胀能够发生；如果所述密封剂具有太高的模量，它将是太刚性的以致在烃、其它非水流体和/或水或这些的组合存本文档来自技高网...
【技术保护点】
可固化的密封剂组合物，其包含：可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂和自由基引发剂，所述可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂包含：i)可允许仅一个自由基反应的单官能单体；ii)具有可允许至少两个自由基反应的附着的结构部分的多官能单体；iii)反应性的不饱和聚合物；iv)可溶胀的添加剂；和v)如果存在的话，其它任选的组分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.20 US 14/517,9681.可固化的密封剂组合物，其包含：可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂和自由基引发剂，所述可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂包含：i)可允许仅一个自由基反应的单官能单体；ii)具有可允许至少两个自由基反应的附着的结构部分的多官能单体；iii)反应性的不饱和聚合物；iv)可溶胀的添加剂；和v)如果存在的话，其它任选的组分。2.权利要求1所述的可固化的密封剂组合物，其中所述单官能单体是具有9-12个碳原子的支链烷烃羧酸的乙烯基酯衍生物，或单丙烯酸酯，单甲基丙烯酸酯，单丙烯酰胺，或单甲基丙烯酰胺。3.权利要求2所述的可固化的密封剂组合物，其中所述支链烷烃羧酸的乙烯基酯衍生物由式C11H20O2或C12H22O2表示。4.权利要求1所述的可固化的密封剂组合物，其中所述多官能单体是具有乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺官能度的二、三、四和/或五官能单体。5.权利要求4所述的可固化的密封剂组合物，其中所述多官能单体是二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯，或它们的混合物。6.权利要求1所述的可固化的密封剂组合物，其中所述反应性的不饱和聚合物是苯乙烯属嵌段共聚物，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，异戊二烯-苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，和这些中两种或更多种的混合物。7.权利要求1所述的可固化的密封剂组合物，其中能够在烃存在下溶胀的所述可溶胀的添加剂选自下组：饱和的嵌段共聚物，例如氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，氢化的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，氢化的苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，和异戊二烯-苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，或这些中两种或更多种的混合物。8.权利要求1所述的可固化的密封剂组合物，其中能够在水存在下溶胀的所述可溶胀的添加剂选自下组：丙烯酸系和甲基丙烯酸系聚合物，聚丙烯酰胺共聚物，乙烯马来酸酐共聚物，交联的羧甲基纤维素，聚乙烯醇共聚物，交联的聚环氧乙烷，和淀粉接枝的聚丙烯腈共聚物。9.权利要求1所述的可固化的密封剂组合物，其中能够溶胀盐水的所述可溶胀的添加剂选自下组：纤维素和凹凸棒粘土，或它们的混合物。10.权利要求1所述的可固化的密封剂组合物，其中所述自由基引发剂是偶氮化合物，烷基或酰基过氧化物或氢过氧化物，酮过氧化物，过氧酯，过碳酸酯，过氧缩酮，或它们的混合物。11.可固化的密封剂组合物，其包含：可重复密封的、可溶胀的反应性密封剂和自由基引发剂，所述可重复密封的、可溶胀...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·默非，D·V·阮，R·C·贝宁，
申请(专利权)人：科腾聚合物美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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