[發明專利]用于油井固井添加劑的材料和方法

有效

• 申請號: 201780044593.3
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN109476791B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 蔣理;J·比特格;F·里爾;E·薩里納斯
• 申請（專利權）人: 瀚森公司
• 主分類號: C08F236/06
• 分類號: C08F236/06;C08F297/02;C09K8/42;C09K8/46;C09K8/518;C09K17/44
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 王長青

在本文中所公開的實施方案通常涉及用于固井過程的方法和化學組合物。在一種實施方案中，提供一種組合物，其包含具有通式苯乙烯?丁二烯?丙烯酸?富馬酸的無規四元共聚物、聚醋酸乙烯酯和非離子型表面活性劑。

相關申請數據

本申請要求在2016年7月20日提交的序號為62/364,631的美國臨時申請的權益，該申請的全部內容通過引用結合至本文。

技術領域

本發明涉及用于固井過程的組合物和產品，特別是用作用于井孔處理過程的固井組合物的添加劑。

背景技術

存在于地下地層或區域的自然資源如氣、油和水通常通過向下鉆井直到地下地層同時在井孔中循環鉆井液來采收。在終止鉆井液的循環之后，將管柱(如套管)送入井孔中。然后鉆井液通常向下經過管道的內部并且向上經過位于管道外部和井孔壁之間的環狀空間循環。接下來，通常執行初次固井，從而將水泥漿料置于環狀空間中并且允許其凝固成硬塊(即護套)，由此將管柱接合到井孔壁上并且密封環狀空間。隨后也可執行第二次固井操作。

水泥組合物通常用于地下操作、特別是地下完井和補井操作中。例如，水泥組合物在初次固井操作中使用，從而管柱如套管和尾管固結在井孔中。在執行初次固井中，水泥組合物被泵送入在井孔壁和置于其中的管柱外表面之間的環狀空間中。允許水泥組合物在環狀空間中凝固，由此形成硬化的環狀護套和因此在其中基本上不可滲透的水泥，其支撐在井孔中心的管柱和同時將管柱的外表面與井孔壁粘結。水硬性水泥組合物也用在這種補充固井操作中，例如堵塞在井孔中高度可滲透的區域或裂縫，堵塞在管柱中的裂紋和洞等。

水硬性水泥常常必須被放置在多孔介質中或緊鄰多孔介質，該多孔介質例如井孔周圍的地巖層。在這種情形下，在水泥凝固之前的放置期間水傾向于從漿料中濾出并進入巖層中。很多困難都源于這類不可控的失液。這種困難包括不可控的凝固速度、不恰當的漿料放置、受損的強度性能以及周圍巖層的污染。尤其是過度失液引起水泥組合物過早脫水，這可限制可泵送水泥組合物的量以及隨后允許用于泵送操作的時間。這還可降低水泥組合物的抗壓強度并且負面地影響在希望的水泥組合物和地下區域、管柱壁和/或井孔壁之間的粘結強度。這些情況在油井和氣井固井操作中都是不希望的。

為了這種良好固井操作成功，所利用的水泥組合物可包含失液控制組分以減少當它們接觸可滲透地下底層和區域時水泥組合物的流體如水損失。失液添加劑的有效性常常與聚合物的大小或分子量有關。“大”聚合物或者具有較高分子量的聚合物通常在防止水泥漿料過度失液方面比“小”聚合物或具有較低分子量的聚合物更有效。然而，大聚合物對于水泥漿料的性能具有負面影響。與大聚合物作為添加劑有關的最常見問題是不想要的且有害的水泥漿料粘度提高。需要如下這樣的水泥失液添加劑：其防止過度失液并使水泥漿料的粘度增加極少或沒有。

當前的失液添加劑當以非水性油包水乳液或分散液的形式使用或者用作固體添加劑時，包括在井場添加時使水泥漿料增稠的趨勢，導致在希望范圍之外的流體粘度并且可能對于水泥漿料的其它組分具有負面影響，使得那些其它組分不能在其預計水平和/或預計容量下操作。因而對于改進的失液添加劑及其利用方法存在持續的需求。

發明內容

本文所述的實施方案通常涉及用于固井過程的方法和化學組合物。在一種實施方案中，提供一種組合物，其包含具有通式苯乙烯-丁二烯-丙烯酸-富馬酸的無規四元共聚物、聚醋酸乙烯酯和非離子型表面活性劑。該組合物可用于固井過程。該組合物可井下沉積用于水泥漿料發泡控制的應用。該組合物可井下沉積用于水泥漿料失液控制的應用。該組合物可井下沉積用于水泥本體氣體遷移控制的應用。該組合物可與水泥漿料預混合。該組合物可井下沉積用作水泥漿料之前的前置液。

在另一種實施方案中，提供使用所述組合物的方法，該方法包括提供包含具有通式苯乙烯-丁二烯-丙烯酸-富馬酸的無規四元共聚物、聚醋酸乙烯酯和非離子型表面活性劑的組合物，和在井孔井下沉積該組合物。該組合物可與水泥漿料混合或者在沉積水泥漿料之前在井孔井下沉積。