[发明专利]用于井下应用的配方基于聚丁二烯的组合物

说明书

背景技术

油田钻孔(drilling)典型地发生在具有各种组成、渗透率、孔隙率、孔隙流体和内部压力的地质地层(formation)中。由于这些地层具有各种状况，在钻孔期间可能出现薄弱区域(weak zone)。这些薄弱区域可能导致流体流失、压力变化、油井坍塌等。薄弱区域的形成对钻孔是有害的，因为需要在钻孔工作重新开始之前对它们进行加固。

例如当一个地层的起始破裂压力低于另一个地层的内部孔隙压力时可能出现薄弱区域。作为另一个实例，由穿透一个地层而产生的增加的井眼(borehole)压力可能导致较低强度的地层破裂。作为另一个实例，在井眼中在钻孔期间容纳地层孔隙压力所需的流体压力梯度可能超过暴露于井眼中的较弱地层的破裂压力。

水泥(Cement)或其它用于强化薄弱区域的流体组合物也可以在初次巩固(cementing)操作、钻孔泥浆的井漏和/或区域隔离的情况下使用。在初次巩固操作中，用似水泥的(cementitious)组合物填充套管与地层壁之间的环形空间中的至少一部分，然后可以使水泥固化在该环形空间中，从而形成水泥的环形护层。希望水泥阻挡层是不渗透性的，从而其将防止流体在先前被井筒(wellbore)穿透的区域或地层之间迁移。

井漏是经常发生的钻孔问题，其特征在于钻孔泥浆流失进入破裂的、高渗透性的、多孔的、洞穴状的或空穴的井下地层。这些地球地层可以包括页岩、砂、砾石、贝壳层、礁沉积、石灰石、白云石和白垩等。钻孔和生产石油和天然气时所遇到的其它问题包括卡钻、塌孔、井失控以及产量损失或下降。

当井控和保持稳定的井筒所需的泥浆重量超过地层的抗破裂性时，也可能发生诱发性的泥浆流失。特别麻烦的情况出现在枯竭矿层中，其中孔隙压力的降低削弱了含烃的岩石，但临近的或层间的低渗透岩石(如页岩)保持了它们的孔隙压力。这会使得某些枯竭区的钻孔不可实现，因为支撑页岩所需的泥浆重量超过了砂和泥土的抗破裂性。

还存在其中在地层内隔离某些区域可能有益的其它情况。例如，一种增加井的产量的方法是在多个不同的位置对井打孔，无论是在相同的含烃区还是在不同的含烃区，从而增加烃向井中的流入。与以这种方式自井中生产有关的问题涉及控制从所述井的流体流和管理储层。例如，在从多个分离的区域(或从多分支井的分支管)生产的井中，其中一个区域具有高于另一个区域的压力，该较高压力区域可能流入该较低压力区域而不是表面。同样，在通过单个区域延伸的水平井中，靠近井“脚跟”（即，更接近表面）的穿孔，可能在靠近井“脚趾”的那些穿孔之前开始产生水。靠近脚跟的水的产生降低井的总产量。

在试图解决这些和其它问题时，已使用可交联的或吸收聚合物、堵漏材料(LCM)丸剂和挤水泥。特别地，水泥组合物和/或胶凝已经用于防止泥浆流失、稳定和强化井筒、以及区域隔离和堵水处理。

尽管本领域有很多有价值的贡献，但开发具有理想材料性质的用于井下的组合物仍将是有利的。

发明概述

在一个方面，本文所公开的实施方案涉及一种处理井筒的方法，其包括将组合物安放到井筒的至少一个选定区域中，该组合物包括至少一种二烯预聚物；至少一种反应性稀释剂；至少一种包含油质流体或互溶剂的惰性稀释剂；和至少一种引发剂；以及引发所述至少一种二烯预聚物与所述至少一种反应性稀释剂的聚合以在井筒的该选定区域中形成复合材料。

在另一方面，本文所公开的实施方案涉及一种复合材料，其包含二烯聚合物和(甲基)丙烯酸酯的环烷基酯的交联聚合物网络；和分散在该交联聚合物网络中的多个增重剂颗粒和/或流变添加剂。

在又一方面，本文所公开的实施方案涉及一种复合材料，其包含二烯均聚物、(甲基)丙烯酸酯化的二烯聚合物以及4-丙烯酰基吗啉、 (甲基)丙烯酸-2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯或双酚A乙氧基化二丙烯酸酯中的一种的交联聚合物网络；和分散在该交联聚合物网络中的多个增重剂颗粒和/或流变添加剂。

通过以下说明和附加权利要求，本发明的其它方面和优点将是显而易见的。

附图说明

图1说明了样品材料的无侧限抗压强度的测试。

图2说明了进行无侧限抗压强度测试的样品。

图3A-3C显示了污染对样品复合材料的无侧限抗压强度的影响。

图4显示了样品材料的放热曲线。

图5显示了样品材料的无侧限抗压强度。

图6显示了进行无侧限抗压强度测试的样品。