[发明专利]通过胶束聚合获得的悬浮剂

说明书

本发明涉及特别是在采油领域中使用的悬浮剂。

存在很多领域，在这些领域中维持颗粒悬浮是决定性的(例如，涂漆或清漆类型的组合物中的颜料的颗粒)。更确切地说，在采油领域中，许多阶段是通过在压力下将流体注入地下地层内进行的，其中经常有用的是保持颗粒悬浮以便防止它们沉降出来，尽管通常在地下地层中使用的极端温度和压力条件。

在本说明书中，“地下地层”的概念应以其最广泛的意义理解并且包括含有烃类(特别地油)的岩石、以及被穿过以便到达这种含油岩石并且保证烃类的开采的各种岩石层二者。在本说明书的含义内，“岩石”的概念用来表示固体地下地层的任何类型的构成材料，无论严格地说构成其的材料是否为岩石。因此，特别地，表述“含油岩石”在此用作“含油储层”的同义词并且表示含有烃类、特别地油的任何地下地层，无论含有这些烃类的材料的性质是什么(例如，岩石或砂)。

在压力下注入地下地层内的流体之中，可以特别提及用于油井的完井以及修井的各种流体，特别地钻井液，无论它们是否用于到达含油岩石亦或钻开储层自身(“钻入”)、亦或压裂液、或者可替代地完井液、控制或修井液或环形液或封隔液或隔离液或酸化液、或者还有用于胶结的流体。

一种具体的情况是水泥浆，其根据本身众所周知的方法(例如由J.P Nguyen在Le Forage[钻井(Drilling)](德希尼布(Technip)版本1993)中描述的)被用于油井的环形带的胶结。将这些油水泥浆在压力下注入引入到油井的钻孔中的金属壳内，然后在压力的作用下经由位于该壳与钻孔之间的“环形”空间再次上升，并且然后在此环形带凝固并且硬化，从而确保井用于继续钻井以及还有生产期间的稳定性。

由于采油井底部的温度增加，因此流体的粘度降低。这种以名称“热稀释”已知的粘度降低引起流体中颗粒的沉降分离。

这种流体的沉降分离在水泥浆的情况下具有将水相与水泥颗粒分离的结果(游离水)，导致凝固水泥中的密度梯度，并且从而引起在最不致密部分中的机械强度的降低。

为了抑制沉降分离的现象的目的，有可能添加使得有可能保持颗粒悬浮的添加剂。已经描述了一定数量的这些添加剂，这些添加剂特别是包括交联的或非交联的聚合物、多糖及它们的衍生物，如黄原胶、纤维素醚或可替代地瓜尔胶、及它与硼酸盐或锆酸盐交联的衍生物。然而，可以看出，当温度超过150℃时，这些悬浮剂分解。这种限制因此使得这些添加剂不能用于在较高的温度(典型地大于150℃、经常在150℃与200℃之间、确实甚至范围高达大于200℃)下的应用。此外，在含油岩石附近，即特别是在如钻井液、完井液、压裂液、酸化液或隔离液的流体中使用这些试剂的情况下，它们表现出以不能被适当去除的不溶性残余物的形式分解的缺点。

本发明的一个目的是提供特别适合用于在压力下注入地下地层内的流体的新型悬浮剂。

为此目的，本发明的主题是包含至少一种通过胶束聚合获得的类型的链(C)的序列共聚物(P)用于保持固体颗粒(p)在流体(F)中悬浮的用途，在该流体中所述链(C)是可溶的。

更确切地，根据特定的方面，本发明的主题是上述序列共聚物作为悬浮剂在压力下被注入地下地层内的流体(F)中的用途，

其中所述流体(F)包含固体颗粒(p)的至少一部分和/或在该流体注入后使其与固体颗粒(p)的至少一部分在该地下地层内接触。

在本说明书的含义内，术语“可溶于流体(F)中的链”应理解为是指链(C)，其典型地在流体(F)中具有在20℃下大于或等于0.5％(5 000ppm)、优选大于或等于1％的溶解度。

胶束聚合示意性地包括在亲水性介质中进行亲水性单体的聚合，该亲水性介质包含含有疏水性单体的胶束。胶束聚合的实例已经尤其描述于US 4 432881或Polymer[聚合物]，第36卷，第16期，第3197-3211页(1996)中，其他细节可以参考这些文献。

根据本发明使用的聚合物(P)的链(C)是以下的链，该链整体可溶于流体(F)中并且主要由一系列亲水单元形成，这些亲水单元在不同点处被多个大致相同尺寸的疏水序列(B)中断。本发明的聚合物可以由链(C)构成，或者可以是其中链(C)构成嵌段之一的嵌段共聚物。

疏水序列(B)优选为不溶于流体(F)中的聚合物序列，其典型地在流体(F)中具有在20℃下小于或等于0.1％(1 000ppm)的溶解度。

包含上述链(C)的共聚物(P)适合用于保持固体颗粒(p)悬浮。它们可以是地下地层内存在的颗粒和/或被注入地下地层内的颗粒，典型地与共聚物接合(例如像在胶结中使用的流体的情况下的水泥颗粒)。