用作堵漏材料的可固化可交联组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于在于地层中钻探或构建钻孔期间减少或预防钻井流体和其它油 井维护流体进入所述地层中的损耗的组合物和方法。具体来说，本发明包含一种用于产生 堵漏材料的可固化可交联组合物和一种使用其的方法。
【背景技术】
[0002] 在油气工业中，钻井或钻孔的常见问题是在钻探期间循环材料在油井或钻孔中的 损耗，所述循环材料如流体（例如钻井流体或泥浆）。此类损耗的流体典型地进入由过度泥 浆压力所诱生的裂缝中，进入预先存在的开放裂缝中，和/或进入在地层中具有结构性强 度的较大开口中。
[0003] 在尝试使井漏（lost circulation)固化中已经使用或提出多种材料。一般来说， 此类材料可以分成五种类型或类别：纤维材料，如切碎的汽车轮胎或锯肩；片状材料，如木 肩和云母薄片；颗粒状材料，如研磨的坚果壳；浆料，其强度在放置之后随时间的推移增 加，如水硬水泥；以及可聚合组合物。
[0004] 可聚合组合物包含一或多种单体，其典型地包含任选的组分，如在井下当场固化 的填充剂。各种可聚合组合物是已知的，并且可以包含如以下的可聚合和/或聚合材料：环 氧树脂、有机硅氧烷、邻苯二甲酸酯树脂、（甲基）丙烯酸酯树脂、基于异氰酸酯的树脂、聚 丙烯酰胺等。实例参见USP 3, 181，611和7, 696, 133;和美国公开案第2009/0221452号和 第2010/0087566号；以及W0 2010/019535,其中的每一者以全文引用的方式并入本文中。 更具体地说，美国公开案第2011/0079389A1号揭示使用由聚合引发剂和基于丙烯酸酯的 单体制成的可聚合组合物，其可通过经由外部触发器活化的前端聚合来聚合。此类过程是 基于自由基聚合化学。
[0005] 尽管存在许多材料和组合物并且已经提出将其用于预防井漏，但仍持续需要甚至 更通用和较好的组合物以及用于预防循环损耗（loss of circulation)的方法。
【发明内容】
[0006] 本发明提供适用作钻探油井堵漏材料的此类可固化可交联组合物，其包含：
[0007] i 40到90重量百分比的由下式描述的能够自由基（共）聚合的有机化合物：
【主权项】
1. 一种适用作钻井堵漏材料的可固化可交联组合物，其包含： i 40到90重量百分比的由下式描述的能够自由基（共）聚合的有机化合物： 其中：
X是2到8的整数； L是包含衍生自二异氰酸酯的芳香族或脂肪族基团的部分，其中异氰酸酯基之一与Fp1 上的反应性基团反应以形成第一键，并且第二异氰酸酯基与Q1上的羟基反应以形成氨基甲 酸酯连接； ??1是衍生自具有一个反应性基团和一或多个可自由基聚合基团的有机化合物的部 分，其中所述反应性基团与L上的第一异氰酸酯基反应以形成第一键； 以及 Q1是衍生自被取代或未被取代的包含两个或更多个羟基的有机多元醇的部分，其中 所述部分包含烷基、亚烷基、條基、环烷基、亚环烷基、芳基、芳烷基、烧芳基、聚（氧基亚烧 基）、聚（羰基烷氧基亚烷基）、被取代的杂环基或未被取代的杂环基，其中Q 1的分子量是 400到4, 000并且每一个羟基与L上的异氰酸酯反应以形成氨基甲酸酯连接； 和 ii 10到60重量百分比的由下式描述的反应性稀释剂： 其中：
y是2到8的整数； ?口2是衍生自具有与Q 2上羟基反应以形成键的反应性基团的有机化合物的部分，Fp 2包 含一或多个可自由基聚合的基团，并且Fp2可以与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两个或更多个羟基有机多元醇的部分，其中所述 部分包含烷基、亚烷基、條基、环烷基、亚环烷基、芳基、芳烷基、烧芳基、聚（氧基亚烷基）、 聚（羰基烷氧基亚烷基）、被取代的杂环基或未被取代的杂环基，其中Q 2的分子量是60到 500并且每一个羟基与Fp2上的反应性基团反应以形成键，Q2可以与Q 1相同或不同， 其中重量百分比是按所述可固化可交联组合物的总重量计。
2. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其中所述包含可自由基聚合基团的 部分（FpdPFp2)独立地包含乙烯基醚、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、顺丁烯二酸酯、反丁烯二酸酯或（甲 基）丙烯酸酯。
3. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其中所述包含可自由基聚合基团的部 分（FpJP Fp 2)独立地衍生自（甲基）丙烯酸酯。
4. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其中所述将具有反应性基团（Fp1)的 有机化合物连接到衍生自二异氰酸酯的部分（L)的键是氨基甲酸酯连接。
5. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其中： i所述多价有机自由基（Q1)衍生自聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇、聚环氧丁 烷多元醇、聚环氧烷多元醇的共聚物、聚环氧烷多元醇的三元共聚物、聚氧化四甲基醚多元 醇、基于多元醇的聚环氧烷、聚酯多元醇或聚碳酸酯， 并且 ii所述多价有机自由基（Q2)衍生自聚羟基化合物。
6. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其中： i所述多价有机自由基（Q1)衍生自聚环氧乙烷多元醇或聚环氧丙烷多元醇， 并且 ii所述多价有机自由基（Q2)衍生自乙二醇、三羟甲基丙烷、1，2丙二醇、丙三醇、季戊 四醇、山梨糖醇或蔗糖。
7. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其中所述反应性稀释剂（ii)是三羟甲 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、三羟甲基丙烷三甲基丙 烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、双酚F二甲基丙烯酸 酯、丙氧基化双酚C二甲基丙烯酸酯、双酚A双（2-羟基-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. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其进一步包含一或多种包含以下的引 发剂：过氧基酯、过氧基碳酸酯、氢过氧化物、烷基过氧化物、芳基过氧化物、偶氮化合物或 其混合物。
9. 根据权利要求8所述的可固化可交联组合物，其中所述引发剂包含过氧化苯甲酰、 过氧化叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化氢、过氧化二乙基、偶氮二异丁腈或其混合物。
10. 根据权利要求8所述的可固化可交联组合物，其中所述一或多种引发剂独立地以 按所述可固化可交联组合物的总重量计等于或大于〇. 1重量百分比并且等于或小于10重 量百分比的量存在。
11. 根据权利要求1所述的可固化可交联组合物，其进一步包含一或多种抑制剂。
12. 根据权利要求11所述的可固化可交联组合物，其中所述一或多种抑制剂是对苯二 酚、丁基化羟基甲苯（BHT)、丁基化羟基苯胺（BHA)、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮（UV-9)、甲醚 对苯二酚（MEHQ)、4_苯甲氧基苯酚、3, 5-二异丙基苯酚或其混合物。
13. 根据权利要求11所述的可固化可交联组合物，其中所述一或多种抑制剂独立地以 按所述可固化可交联组合物的总重量计等于或大于〇. 1重量百分比并且等于或小于10重 量百分比的量存在。
【专利摘要】本发明涉及用于在于地层中钻探或构建钻孔期间减少或预防钻井流体和其它油井维护流体进入所述地层中的损耗的组合物和方法。具体来说，本发明包含一种能够自由基聚合以用于产生堵漏材料的可固化可交联组合物。可固化可交联组合物包含以下的混合物：(i)由式(I)表示的能够自由基(共)聚合的有机化合物：其中x是2到8的整数；L是包含衍生自二异氰酸酯的芳香族或脂肪族基团的部分；Fp1是衍生自具有一个反应性基团和一或多个可自由基聚合基团的有机化合物的部分；以及Q1是衍生自包含两个或更多个羟基的有机多元醇的分子量为400到4,000的部分和(ii)由下式(II)所描述的反应性稀释剂：其中：y是2到8的整数；Fp2是衍生自具有可以与Fp1相同或不同的反应性基团的有机化合物的部分以及Q2包含衍生自包含两个或更多个羟基的有机多元醇的分子量为60到500的部分。
【IPC分类】C09K8-035, C08G18-67, C09D175-16, C09K8-508
【公开号】CN104769074
【申请号】CN201280076840
【发明人】P·S·艾希, M·K·波因德克斯特
【申请人】陶氏环球技术有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2012年11月9日
【公告号】CA2889695A1, EP2917300A1, WO2014074112A1