[發明專利]用于添加劑的包封和釋放的材料設計

在審

• 申請號: 201880085170.0
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111587280A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 伊麗莎白·Q·孔特雷拉斯
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: C09K8/467
• 分類號: C09K8/467;C09K8/487;C04B28/02;C04B20/10
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張珂珂;朱雯

實施方案提供了一種用于控釋在井眼中使用的水泥添加劑的方法。該方法包括以下步驟：將芳香族酰胺膠囊與水泥漿料混合以形成包含添加劑的漿料；以及將該包含添加劑的漿料引入井眼中。通過界面聚合形成芳香族酰胺膠囊，其中芳香族酰胺聚合物形成包封水泥添加劑的半透膜。

技術領域

本申請公開了與水泥一起使用的組合物和方法。具體而言，公開了用于在固井作業期間控制井下環境的組合物和方法。

背景技術

在許多井眼中，水泥可以用于在套管和地層之間形成層。由于各種原因，將添加劑遞送到水泥中可能存在問題。首先，添加劑必須與水泥漿料混合，并與漿料一起遞送到井下位置。第二，添加劑必須在極端井下條件下保持完整，以發揮其添加劑的性能。第三，在井下環境中控制添加劑的釋放速率可能存在困難。

基于包封的體系在石油和天然氣工業中的諸如化學添加劑保存、小分子釋放、顆粒遞送和自密封材料之類的應用中受到關注。使用了許多方法來包封相關的化學添加劑以用于內容物的控釋。示例性的包封材料包括聚合物涂層、無機殼和介孔材料。

當將水泥置于井眼中時，要考慮多種添加劑(通常為大量)并將其添加到漿料中以滿足適合于不同的井眼條件的各種功能需要。然而，即使在將漿料引入井眼中之前，使用大量的某些添加劑(例如，緩凝劑和降濾失劑)也可能使漿料在地表處不穩定。

發明內容

本申請公開了用于水泥漿料的組合物和方法。具體而言，公開了用于在固井作業期間控制井下環境的組合物和方法。

實施方案提供了一種用于包封的負載物(cargo)的控釋的系統，該系統利用了可滲透性聚合物殼壁的經設計的特征。使用囊泡或膠囊，可以使水泥添加劑在未經物理或化學改變的情況下被遞送。利用囊泡與各種包封劑的許多組合可以設計各種水泥配方。囊泡系統特別適用于遞送試劑，如化學添加劑和小分子，以在水泥漿料應用中提供有益的相互作用。這種水泥漿料應用包括在井下放置漿料期間的化學遞送和化學添加劑的控釋。

在第一方面中，一種用于包封在井眼中使用的水泥添加劑的方法包括將連續溶劑和表面活性劑混合以產生連續相的步驟。該方法包括將分散溶劑、分散單體和水泥添加劑混合以產生分散相的步驟。分散溶劑和連續溶劑不混溶。該方法包括以下步驟：將連續相和分散相混合以形成具有乳液的混合物，使得分散相作為液滴分散在連續相中。界面限定了分散在連續相中的分散相的液滴。該方法包括向混合物中添加交聯劑的步驟。該方法包括以下步驟：使芳香族酰胺聚合物形成在液滴的界面上，使得芳香族酰胺聚合物形成圍繞芯部的半透膜。芯部包括分散相，使得圍繞芯部的半透膜形成芳香族酰胺膠囊。該方法包括使芳香族酰胺膠囊從混合物中沉降的步驟。該方法包括使用分離方法從混合物中分離芳香族酰胺膠囊的步驟。

在某些方面中，分散溶劑可以包括水、乙醇和甲醇。在某些方面中，分散單體包含胺基。在某些方面中，分散單體可以包括乙二胺、間苯二胺、對苯二胺和己二胺。在某些方面中，連續溶劑可以包括油、礦物油、環己烷和氯仿。在某些方面中，交聯劑可以包括1,3,5-苯三甲酰氯和癸二酰氯。在某些方面中，水泥添加劑為水溶性的，并且可以包括密封劑、防氣竄添加劑、高溫緩凝劑、降濾失添加劑、促進劑和高效減水劑。