用作堵漏材料的可固化可交聯(lián)組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于在于地層中鉆探或構(gòu)建鉆孔期間減少或預(yù)防鉆井流體和其它油 井維護(hù)流體進(jìn)入所述地層中的損耗的組合物和方法。具體來說，本發(fā)明包含一種用于產(chǎn)生 堵漏材料的可固化可交聯(lián)組合物和一種使用其的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣工業(yè)中，鉆井或鉆孔的常見問題是在鉆探期間循環(huán)材料在油井或鉆孔中的 損耗，所述循環(huán)材料如流體（例如鉆井流體或泥漿）。此類損耗的流體典型地進(jìn)入由過度泥 漿壓力所誘生的裂縫中，進(jìn)入預(yù)先存在的開放裂縫中，和/或進(jìn)入在地層中具有結(jié)構(gòu)性強(qiáng) 度的較大開口中。
[0003] 在嘗試使井漏（lost circulation)固化中已經(jīng)使用或提出多種材料。一般來說， 此類材料可以分成五種類型或類別：纖維材料，如切碎的汽車輪胎或鋸肩；片狀材料，如木 肩和云母薄片；顆粒狀材料，如研磨的堅(jiān)果殼；漿料，其強(qiáng)度在放置之后隨時(shí)間的推移增 加，如水硬水泥；以及可聚合組合物。
[0004] 可聚合組合物包含一或多種單體，其典型地包含任選的組分，如在井下當(dāng)場(chǎng)固化 的填充劑。各種可聚合組合物是已知的，并且可以包含如以下的可聚合和/或聚合材料：環(huán) 氧樹脂、有機(jī)硅氧烷、鄰苯二甲酸酯樹脂、（甲基）丙烯酸酯樹脂、基于異氰酸酯的樹脂、聚 丙烯酰胺等。實(shí)例參見USP 3, 181，611和7, 696, 133;和美國公開案第2009/0221452號(hào)和 第2010/0087566號(hào)；以及W0 2010/019535,其中的每一者以全文引用的方式并入本文中。 更具體地說，美國公開案第2011/0079389A1號(hào)揭示使用由聚合引發(fā)劑和基于丙烯酸酯的 單體制成的可聚合組合物，其可通過經(jīng)由外部觸發(fā)器活化的前端聚合來聚合。此類過程是 基于自由基聚合化學(xué)。
[0005] 盡管存在許多材料和組合物并且已經(jīng)提出將其用于預(yù)防井漏，但仍持續(xù)需要甚至 更通用和較好的組合物以及用于預(yù)防循環(huán)損耗（loss of circulation)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供適用作鉆探油井堵漏材料的此類可固化可交聯(lián)組合物，其包含：
[0007] i 40到90重量百分比的由下式描述的能夠自由基（共）聚合的有機(jī)化合物：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用作鉆井堵漏材料的可固化可交聯(lián)組合物，其包含： i 40到90重量百分比的由下式描述的能夠自由基（共）聚合的有機(jī)化合物： 其中：
X是2到8的整數(shù)； L是包含衍生自二異氰酸酯的芳香族或脂肪族基團(tuán)的部分，其中異氰酸酯基之一與Fp1 上的反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)以形成第一鍵，并且第二異氰酸酯基與Q1上的羥基反應(yīng)以形成氨基甲 酸酯連接； ??1是衍生自具有一個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)和一或多個(gè)可自由基聚合基團(tuán)的有機(jī)化合物的部 分，其中所述反應(yīng)性基團(tuán)與L上的第一異氰酸酯基反應(yīng)以形成第一鍵； 以及 Q1是衍生自被取代或未被取代的包含兩個(gè)或更多個(gè)羥基的有機(jī)多元醇的部分，其中 所述部分包含烷基、亞烷基、條基、環(huán)烷基、亞環(huán)烷基、芳基、芳烷基、燒芳基、聚（氧基亞燒 基）、聚（羰基烷氧基亞烷基）、被取代的雜環(huán)基或未被取代的雜環(huán)基，其中Q 1的分子量是 400到4, 000并且每一個(gè)羥基與L上的異氰酸酯反應(yīng)以形成氨基甲酸酯連接； 和 ii 10到60重量百分比的由下式描述的反應(yīng)性稀釋劑： 其中：
y是2到8的整數(shù)； ?口2是衍生自具有與Q 2上羥基反應(yīng)以形成鍵的反應(yīng)性基團(tuán)的有機(jī)化合物的部分，F(xiàn)p 2包 含一或多個(gè)可自由基聚合的基團(tuán)，并且Fp2可以與Fp i相同或不同； 以及 92是衍生自被取代或未被取代的包含兩個(gè)或更多個(gè)羥基有機(jī)多元醇的部分，其中所述 部分包含烷基、亞烷基、條基、環(huán)烷基、亞環(huán)烷基、芳基、芳烷基、燒芳基、聚（氧基亞烷基）、 聚（羰基烷氧基亞烷基）、被取代的雜環(huán)基或未被取代的雜環(huán)基，其中Q 2的分子量是60到 500并且每一個(gè)羥基與Fp2上的反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)以形成鍵，Q2可以與Q 1相同或不同， 其中重量百分比是按所述可固化可交聯(lián)組合物的總重量計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述包含可自由基聚合基團(tuán)的 部分（FpdPFp2)獨(dú)立地包含乙烯基醚、乙烯基酯、烯丙基醚、烯丙基酯、乙烯基酮、苯乙烯、 α -甲基苯乙烯、乙烯基酰胺、烯丙基酰胺、丙烯酰胺、順丁烯二酸酯、反丁烯二酸酯或（甲 基）丙烯酸酯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述包含可自由基聚合基團(tuán)的部 分（FpJP Fp 2)獨(dú)立地衍生自（甲基）丙烯酸酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述將具有反應(yīng)性基團(tuán)（Fp1)的 有機(jī)化合物連接到衍生自二異氰酸酯的部分（L)的鍵是氨基甲酸酯連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中： i所述多價(jià)有機(jī)自由基（Q1)衍生自聚環(huán)氧乙烷多元醇、聚環(huán)氧丙烷多元醇、聚環(huán)氧丁 烷多元醇、聚環(huán)氧烷多元醇的共聚物、聚環(huán)氧烷多元醇的三元共聚物、聚氧化四甲基醚多元 醇、基于多元醇的聚環(huán)氧烷、聚酯多元醇或聚碳酸酯， 并且 ii所述多價(jià)有機(jī)自由基（Q2)衍生自聚羥基化合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中： i所述多價(jià)有機(jī)自由基（Q1)衍生自聚環(huán)氧乙烷多元醇或聚環(huán)氧丙烷多元醇， 并且 ii所述多價(jià)有機(jī)自由基（Q2)衍生自乙二醇、三羥甲基丙烷、1，2丙二醇、丙三醇、季戊 四醇、山梨糖醇或蔗糖。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述反應(yīng)性稀釋劑（ii)是三羥甲 基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、丙三醇三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、 三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二 丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、1，3_ 丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙 烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、雙酚F二甲基丙烯酸 酯、丙氧基化雙酚C二甲基丙烯酸酯、雙酚A雙（2-羥基-丙基）二甲基丙烯酸酯、丁二醇 二（甲基）丙烯酸酯或其混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其進(jìn)一步包含一或多種包含以下的引 發(fā)劑：過氧基酯、過氧基碳酸酯、氫過氧化物、烷基過氧化物、芳基過氧化物、偶氮化合物或 其混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述引發(fā)劑包含過氧化苯甲酰、 過氧化叔丁基、過氧化二異丙苯、過氧化氫、過氧化二乙基、偶氮二異丁腈或其混合物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述一或多種引發(fā)劑獨(dú)立地以 按所述可固化可交聯(lián)組合物的總重量計(jì)等于或大于〇. 1重量百分比并且等于或小于10重 量百分比的量存在。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化可交聯(lián)組合物，其進(jìn)一步包含一或多種抑制劑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述一或多種抑制劑是對(duì)苯二 酚、丁基化羥基甲苯（BHT)、丁基化羥基苯胺（BHA)、2-羥基-4-甲氧基苯甲酮（UV-9)、甲醚 對(duì)苯二酚（MEHQ)、4_苯甲氧基苯酚、3, 5-二異丙基苯酚或其混合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的可固化可交聯(lián)組合物，其中所述一或多種抑制劑獨(dú)立地以 按所述可固化可交聯(lián)組合物的總重量計(jì)等于或大于〇. 1重量百分比并且等于或小于10重 量百分比的量存在。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在于地層中鉆探或構(gòu)建鉆孔期間減少或預(yù)防鉆井流體和其它油井維護(hù)流體進(jìn)入所述地層中的損耗的組合物和方法。具體來說，本發(fā)明包含一種能夠自由基聚合以用于產(chǎn)生堵漏材料的可固化可交聯(lián)組合物?？晒袒山宦?lián)組合物包含以下的混合物：(i)由式(I)表示的能夠自由基(共)聚合的有機(jī)化合物：其中x是2到8的整數(shù)；L是包含衍生自二異氰酸酯的芳香族或脂肪族基團(tuán)的部分；Fp1是衍生自具有一個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)和一或多個(gè)可自由基聚合基團(tuán)的有機(jī)化合物的部分；以及Q1是衍生自包含兩個(gè)或更多個(gè)羥基的有機(jī)多元醇的分子量為400到4,000的部分和(ii)由下式(II)所描述的反應(yīng)性稀釋劑：其中：y是2到8的整數(shù)；Fp2是衍生自具有可以與Fp1相同或不同的反應(yīng)性基團(tuán)的有機(jī)化合物的部分以及Q2包含衍生自包含兩個(gè)或更多個(gè)羥基的有機(jī)多元醇的分子量為60到500的部分。
【IPC分類】C09K8-035, C08G18-67, C09D175-16, C09K8-508
【公開號(hào)】CN104769074
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201280076840
【發(fā)明人】P·S·艾希, M·K·波因德克斯特
【申請(qǐng)人】陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2012年11月9日
【公告號(hào)】CA2889695A1, EP2917300A1, WO2014074112A1