[发明专利]用于井下筛的适型材料的制备工艺

说明书

相关申请的交叉参考

本申请请求享有美国申请No.12/981748的权益，该美国申请于2010年12月30日申请，该美国申请的全部内容组合在文中作为参考。

技术领域

本发明的技术领域涉及用于井下筛的材料，更具体而言，涉及可膨胀而填充形状规则或不规则井眼中的环形空间的材料。该材料可产生泡沫以达到预定胞泡尺寸，从而便于筛过的产物流经该适型材料。

背景技术

各种井眼隔离、筛过滤和生产控制方法在本领域是公知的，包括在油气开采领域的应用也是公知的。过去，井眼中的环形空间（其位于管柱的筛的外部）中填充有砾石以防止从地层产出不适宜的沙和其他细粒。近来，随着管膨胀技术的出现，如果筛能合适地膨胀以消除以前通过砾石充填的周围环形空间，那么就不需要砾石充填。由于井眼形状不规则，取代砾石充填技术的筛膨胀技术也出现了一些问题。因而，随后已经公开了在这种应用场合下使用适型材料。适型材料在管柱的筛或其他支撑件周围保持环形层的结构形式，该适型材料被下送到井眼中之后充分膨胀，以接触井眼并填充周围的环形空间。例如，已经设计出带有外层的各种筛装置，在膨胀时所述外层与井眼形状相适配。这类设计结构已经描述在美国专利公开2009/0130938号、美国专利No.7,318,481和美国专利公开2010/0089565号中。在一个实施例中，选择一种能在与井眼流体接触之后将膨胀的材料。

已经公开了自动适型膨胀筛，其包括胞泡开放式热固性形状记忆聚合体泡沫。形状记忆材料是在外部刺激或触发下能从变形状态（暂时状态）恢复至其初始（固定）形态的材料。这些材料的形状记忆效果例如可通过温度变化、电或磁场、光、PH值变化或其他方式被触发。形状记忆材料通常包括粘弹性聚合体，可存在于两种不同的状态下，表现出玻璃属性（高模量）或橡胶属性（低模量）。

适型材料的机械和过滤属性（能够对生产流进行筛处理）很大程度取决于微胞泡结构（包括平均胞泡尺寸）。这类属性也取决于孔喉式几何结构。一种形成微胞泡结构的方法是让聚合体产生泡沫。但是，控制起泡过程是困难且不可预见的。因而，需要一种改进的工艺来制备泡沫适型材料，该材料具有所需的预先设计的微胞泡结构。

重要的是，十分期望能找到一种用于制备泡沫微胞泡适型材料的方法，该材料可在井眼中的特定井下位置处扩展为一元件，该材料能达到所需的适应性和筛过滤性，用于井眼隔离和生产控制。通常，希望这类材料及其制造方法的通用性更高，这样可更灵活地设计筛组件，并让操作者更灵活地设计它们的布置位置及适用于井眼的结构。

发明内容

通过阅读优选实施例的说明和下面的权利要求书，本发明的这些和其他优点对于本领域技术人员来说将是更显而易见的。

本发明涉及一种控制方法，用于在制造适型材料的工艺中通过改变组分的混合质量来控制该适型材料的微胞泡结构，该适型材料包括泡沫聚合物成分。

特别地，本发明涉及一种制造方法，用于通过反应注射模塑来制造能够适配井眼形状的过滤材料，该方法包括步骤：

通过第一管道，以第一流量将第一组分从第一料箱供应给混合装置；

通过第二管道，以第二流量将第二组分从第二料箱供应给混合装置，第二组分可与第一组分反应；其中，第一组分、第二组分中具有发泡剂，和/或将发泡剂单独引入混合装置中；

在混合装置中混合第一组分和第二组分以形成反应混合物；

将反应混合物引入注射模塑装置中；以及

模制所述反应混合物以形成泡沫材料；

其中，对反应混合物的混合进行调节或控制以有效地形成具有所需的预选定平均胞泡尺寸的泡沫材料。

在进一步处理该材料或不进一步处理该材料的情况下，可调节泡沫适型材料形成的胞泡尺寸，以在筛出不适宜的沙或其他细粒时让生产流经过该材料。

在本发明的一个实施例中，通过改变至少两种组分的混合质量来控制泡沫聚氨酯材料的平均胞泡尺寸，其中，一种组分包括多元醇，第二种组分包括异氰酸酯复合物。最终形成的材料在插入井眼中后能适应井眼形状。

根据该方法的一个特殊实施例，在制备泡沫适型材料的工艺中，通过使用包括叶轮的混合装置来调节反应混合物的组分混合质量。在该方法的另一实施例中，混合装置包括喷射冲击搅拌器。

附图说明

图1是本发明的反应注射模塑工艺的一个实施例的示意图；

图2示出了旋转混合头的平面图，该混合头可使用在图1的反应注射模塑工艺中；