聚合物组合物的附聚组合物、改进的固体材料及其制备和使用方法技术

技术编号:17254948 阅读:40 留言:0更新日期:2018-02-11 17:13
本发明专利技术涉及聚集组合物,其包含含有氨基、非胺基团、铵或季化胺基、氧化胺基团或其混合物及其组合的低聚物和/或聚合物,其中根据待处理的岩层、区域、粒子和/或结构的实际需要,设计含胺的重复单元、含非胺基团的单元、含铵的重复单元和含氧化胺的重复单元的相对量和/或低聚物和/或聚合物的相对量,并且其中组合物在粒子、表面和/或材料上形成部分、基本上完全和/或完全的涂层以改变它们的自聚集性能和/或聚集倾向和/或ζ电势,并且涉及制备和使用所述组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物组合物的附聚组合物、改进的固体材料及其制备和使用方法专利技术背景1.专利
本专利技术的实施方案涉及:(1)用于处理固体材料、表面和/或基材的聚集组合物,其中设计和/优化聚集组合物的组成以符合待处理的岩层表面、岩层颗粒和/或井底流体颗粒的特性和性能,(2)用聚集组合物处理的固体材料;和(3)它们的制备和使用方法。更具体而言,本专利技术的实施方案涉及用于固体材料、表面和/或基材的聚集组合物,其能变更、改进和/或改变材料、表面和/或基材的表面性能以提高它们的聚集倾向或性能,以及待处理的材料,其中聚集组合物包含低聚的胺(低聚胺),聚合的胺(聚胺),或其混合物及其组合。本专利技术也涉及提高、变更、改变和/或改进材料、表面和/或基材的聚集倾向和/或ζ电势的方法,特别是在井底和其它应用中,其中此方法涉及用本专利技术组合物处理岩层、岩层区域、控砂体系、支撑剂或其它固体材料以提高、改变、变更和/或改进岩层、区域、控砂体系、支撑剂或其它材料的聚集倾向。2.现有技术的描述在许多油井中的主要问题是砂子的产生,因为砂子会侵蚀/堵塞表面装置、筛网和管道。随着时间,这会导致油井的损失和/或昂贵的维护或处理操作。在其它情况下,在压裂操作期间使用的支撑剂(砂子或其它种类)可能流回,并且也会引起问题。砂子的控制通常是使用机械方式实现的,例如金属筛、砾石充填、裂缝充填、水平砾石充填等。另外,化学固砂技术可以是使用能改变表面ζ电势的化学物质,泵送发粘或粘性材料(例如Halliburton的SandWedge产品),或使用被树脂涂布的裂缝或砾石充填砂子。Halliburton技术采用“粘性”化合物,其包含多元酸以及多元酸与多胺的反应产物(通常是二聚体,三聚体,或这两者)。参见例如美国专利No.5501274、5582249、5697440、5775425、5833000、5787986、5853048、5871049和7258170,和美国专利申请公开No.20050277554。这些化合物可以应用于裂缝或砾石充填砂子,或者各自泵送到岩层中。其它化合物包括含有环氧基热固性树脂,呋喃或酚树脂也用于控砂应用中。美国专利No.7392847B2公开了通过降低ζ电势来附聚砂子的组合物。目前的化学方法使用小分子胺和磷酸酯的混合物。这些分子是不太环境友好的,并可能具有相关的毒性或气味。另外,此技术对于正电荷表面例如碳酸钙是不太有效的。虽然这些产品可以用于聚集或附聚颗粒并处理岩层表面以改变表面和/或粒子的ζ电势,但是在本领域中仍然需要能提高粒子和/或表面的聚集或附聚性能、和/或提高粒子和/或表面的ζ电势的产品,特别是能针对待处理材料设计的聚集组合物。专利技术概述(a)低聚物和/或聚合物,其包含:含胺的重复单元,含季化胺的重复单元,含N-氧化物的重复单元,或其混合物及其组合;(b)环氧基改性的胺,环氧基-胺低聚物,环氧基-胺聚合物,或其混合物及其组合;(c)环氧基改性的胺,环氧基-胺低聚物,环氧基-胺聚合物,或其混合物及其组合,其含有季化胺基、含N-氧化物的基团或其混合物及其组合;和(d)它们的混合物或其组合。组合物:本专利技术的实施方案提供用于处理体粒子、表面和/或材料的聚集组合物,其中聚集组合物包含:(1)低聚的胺(低聚胺),(2)聚合的胺(聚胺),(3)含有季化胺基、N-氧化物基团或其混合物的低聚胺,(4)含有季化胺基、N-氧化物基团或其混合物的聚胺;(5)环氧基改性的胺,(6)环氧基改性的低聚胺,(7)环氧基改性的聚胺,(8)含环氧基的化合物和胺的反应产物,(9)含环氧基的化合物和低聚胺的反应产物,(10)含环氧基的化合物和聚胺的反应产物,(11)含环氧基的化合物和胺的反应产物,(12)含环氧基的化合物和低聚胺的反应产物,(13)含环氧基的化合物和聚胺的反应产物,(14)含有季化胺基、N-氧化物基团或其混合物的环氧基胺,(15)含有季化胺基、N-氧化物基团或其混合物的环氧基-低聚胺,(16)含有季化胺基、N-氧化物基团或其混合物的环氧基-聚胺,(17)任何一种这些材料与能在脱质子化时形成负电荷的含酸的化合物之间的反应产物,所述含酸的化合物例如是含氮的酸性化合物,或含羟基的酸性化合物,路易斯酸,含磷酸酯的化合物,或其混合物及其组合,或(18)它们的混合物及其组合。此组合物能在固体粒子、表面和/或材料上形成部分、基本上完全和/或完全的涂层,这取决于待处理的固体粒子、表面和/或材料的性能。低聚和/或聚合的胺包含含有胺基团、杂环胺基团、芳族胺基团、其取代类似物的可聚合的烯属不饱和单体(乙烯基和二烯单体)的重复单元,或其混合物及其组合。低聚和/或聚合的胺也可以包括含非胺的可聚合的烯属不饱和单体(乙烯基和二烯单体)的重复单元。在某些实施方案中,本专利技术的聚集组合物包含本专利技术聚集组合物与能在脱质子化时形成负电荷的含酸的化合物或含羟基的酸性化合物、路易斯酸和其混合物或组合的反应产物,含酸的化合物例如是含酸性氮的化合物。含羟基的酸性化合物的例子包括磷酸酯、亚甲基膦酸、磺酸、无机酸和有机酸。在某些实施方案中,聚集组合物也可以包括具有2-10个氨基的聚胺与含羟基的酸性化合物或路易斯酸的反应产物。在其它实施方案中,本专利技术的聚集组合物也可以包含乙氧基化醇、酯和/或甘醇二甲醚。聚集组合物也可以包含交联剂。聚集组合物可以另外包含树脂。认为本专利技术的聚集组合物能在粒子、表面和/或材料上形成完全、基本上完全和/或部分的涂层,从而改变粒子、表面和/或材料的自聚集性能和/或聚集倾向。在某些实施方案中,低聚物和聚合物可以是选自以下的任何形式:均聚低聚物,均聚物,无规共聚低聚物,无规共聚物,完全封端的共聚低聚物,完全封端的共聚物,部分封端的共聚低聚物,部分封端的共聚物,无规、完全封端和/或部分封端的低聚物和聚合物,其含有三种或更多种不同类型单体重复单元、两种或更多种单体重复单元的任何其它组合、或它们的混合物及其组合以实现所需的性能,从而组合物在特定的岩层表面、特定的岩层粒子和/或特定的支撑剂上形成部分或完全的ζ变更涂层。在其它实施方案中,组合物包含低聚物和/或聚合物,其具有不同量的含非胺的单体重复单元、含胺的单体重复单元、含季胺的单体重复单和含N-氧化物的单体重复单元,其中调节此量以设计组合物具有特定的性能,从而在特定的固体材料、表面和/或基材上形成涂层。这种设计也可以基于在配制剂中的不同量的不同低聚物和/或聚合物。本专利技术的实施方案提供粒子、表面和/或材料,其包含本专利技术聚集组合物的部分、基本上完全和/或完全的涂层,其中部分、基本上完全和/或完全的涂层能改变粒子、表面和/或材料的自聚集性能和/或聚集倾向。本专利技术的实施方案提供聚集组合物的涂层,其中聚集组合物包含:(1)低聚的胺(低聚胺),(2)聚合的胺(聚胺),(3)含有季化胺基、N-氧化物基团或其混合物的低聚胺,(4)含有季化胺基、N-氧化物基团或其混合物的聚胺;(5)环氧基改性的胺,(6)环氧基改性的低聚胺,(7)环氧基改性的聚胺,(8)含环氧基的化合物和胺的反应产物,(9)含环氧基的化合物和低聚胺的反应产物,(10)含环氧基的化合物和聚胺的反应产物,(11)含环氧基的化合物和胺的反应产物,(12)含环氧基的化合物和低聚胺的反应产物,(13)含环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法,包括以下步骤:使粒子、表面和/或材料与聚集组合物接触,此聚集组合物包含含有氨基、非胺基团、铵或季化胺基、氧化胺基团或其混合物及其组合的低聚物和/或聚合物,其中这些基团的相对量可以在0‑100%的范围内,并且其中组合物在粒子、表面和/或材料上形成部分、基本上完全和/或完全的涂层以改变它们的自聚集性能和/或聚集倾向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.27 US 62/166,7221.一种方法,包括以下步骤:使粒子、表面和/或材料与聚集组合物接触,此聚集组合物包含含有氨基、非胺基团、铵或季化胺基、氧化胺基团或其混合物及其组合的低聚物和/或聚合物,其中这些基团的相对量可以在0-100%的范围内,并且其中组合物在粒子、表面和/或材料上形成部分、基本上完全和/或完全的涂层以改变它们的自聚集性能和/或聚集倾向。2.权利要求1的方法,其中相对量是根据待处理的岩层、区域、粒子和/或结构的实际需要调节的。3.权利要求1的方法,其中季胺基团和/或氧化胺可以聚合到低聚物和/或聚合物中,或在低聚物和/或聚合物之后通过低聚物和/或聚合物与季铵化剂和/或氧化剂反应形成。4.权利要求1的方法,其中聚集组合物还包含载体。5.权利要求1的方法,其中聚集组合物还包含乙氧基化醇、酯和/或甘醇二甲醚。6.权利要求3的方法,其中含胺的重复单元、含非胺基团的单元、含铵的重复单元和含氧化胺的重复单元是衍生自具有下式的单体:RaRbC=CRc–R–NR1R2RaRbC=CRc–Ar–NR1R2RaRbC=CRc–R–Ar–NR1R2RaRbC=CRc–Ar–R–NR1R2RaRbC=CRc–R–Ar–R–NR1R2RaRbC=CRc–Hcy–NR1R2RaRbC=CRc–R–Hcy–NR1R2RaRbC=CRc–Hcy–R–NR1R2RaRbC=CRc–R–Hcy–R–NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–R–NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–Ar–NR1R2,RaRbC=CRc–C(O)O–R–Ar–NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–Ar–R–NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–R–Ar–R--NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–Hcy–NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–R–Hcy–NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–Hcy–R–NR1R2RaRbC=CRc–C(O)O–R–Hcy–R–NR1R2RaRbC=CRc–O–R–NR1R2RaRbC=CRc–O–Ar–NR1R2,RaRbC=CRc–O–R–Ar–NR1R2RaRbC=CRc–O–Ar–R–NR1R2RaRbC=CRc–O–R–Ar–R--NR1R2RaRbC=CRc–O–Hcy–NR1R2RaRbC=CRc–O–R–Hcy–NR1R2RaRbC=CRc–O–Hcy–R–NR1R2RaRbC=CRc–O–R–Hcy–R–NR1R2RaRbC=CRc–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–Ar–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–R–Ar–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–Ar–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–R–Ar–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–Hcy–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–R–Hcy–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–Hcy–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–R–Hcy–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–Ar–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Ar–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–Ar–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Ar–R'–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–Hcy–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Hcy–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–Hcy–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Hcy–R'–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–Ar–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–R–Ar–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–Ar–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–R–Ar–R'–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–Hcy–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–R–Hcy–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–Hcy–R–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–O–R–Hcy–R'–N+R1R2R0A-RaRbC=CRc–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–Ar–N+R1R2O-RaRbC=CRc–R–Ar–N+R1R2O-RaRbC=CRc–Ar–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–R–Ar–R'–N+R1R2O-RaRbC=CRc–Hcy–N+R1R2O-RaRbC=CRc–R–Hcy–N+R1R2O-RaRbC=CRc–Hcy–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–R–Hcy–R'–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–Ar–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Ar–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–Ar–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Ar–R'--N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–Hcy–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Hcy–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–Hcy–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–C(O)O–R–Hcy–R'–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–Ar–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–R–Ar–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–Ar–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–R–Ar–R'--N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–Hcy–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–R–Hcy–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–Hcy–R–N+R1R2O-RaRbC=CRc–O–R–Hcy–R'–N+R1R2O-其中:R和R'独立地是含有1-40个碳原子和用于满足价键所需的氢原子的直链或支化烃基连接...

【专利技术属性】
技术研发人员:L·维德曼D·S·特雷比格R·K·塞尼
申请(专利权)人:路博润油田解决方案公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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