用于颗粒分散的聚合物体系制造技术

披露了用于使用维持颗粒分散持续延长的时间段的聚合物体系的方法、以及用于使用能够经受快速水化的干燥聚合物体系的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于颗粒分散的聚合物体系相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年12月19日提交的美国临时申请序列号62/781,716的优先权的权益，将所述申请的全部披露内容通过援引并入本申请。
技术介绍
存在很多领域，在这些领域中维持颗粒悬浮是决定性的(例如，涂漆或清漆类型的组合物中的颜料的颗粒)。更确切地，在采油领域中，许多阶段是通过在压力下将流体注入地下地层内进行的，其中经常有用的是保持颗粒悬浮以便防止它们沉降出来，尽管通常在地下地层中使用的极端温度和压力条件。为了抑制沉降分离的现象的目的，可以添加使得能够保持颗粒悬浮的添加剂。已经描述了一定数量的这些添加剂，这些添加剂特别是包括交联的或非交联的聚合物、多糖及它们的衍生物，如黄原胶、纤维素醚或可替代地瓜尔胶、以及它与硼酸盐或锆酸盐交联的衍生物。然而，可以看出，当温度超过150℃时，这些悬浮剂分解。这种限制因此使得这些添加剂不能用于在较高的温度(典型地大于150℃、经常在150℃与200℃之间、确实甚至范围高达大于200℃)下的应用。此外，在含油岩石附近，即特别是在如钻井液、完井液、压裂液、酸化液或隔离液的流体中使用这些试剂的情况下，它们展现出以不能被适当去除的不溶性残余物的形式分解的缺点。
技术实现思路
本披露提供了用于使用聚合物体系的方法，这些聚合物体系维持颗粒分散持续延长的时间段。聚合物体系还可用于在升高的温度下和/或在高盐水条件下维持颗粒分散持续延长的时间段。还提供了用于使用能够经受快速水化的干燥聚合物体系的方法。具体实施方式诸位专利技术人已经发现用于颗粒分散的聚合物体系，这些聚合物体系可以出人意料地以与常规载体体系相比较更低的量使用，同时提供增强的颗粒分散能力。在实施例中，包含水和本披露的聚合物的水性组合物展现出至少1小时的颗粒悬浮时间。在另一个实施例中，该颗粒悬浮时间持续了至少2小时。在又另一个实施例中，该颗粒悬浮时间持续了至少4小时。在另一个实施例中，该颗粒悬浮时间持续在24小时的时期内。在实施例中，该水性组合物使颗粒悬浮在约68°F至约350°F的温度(或在此范围内的任何温度)下。在实施例中，这些聚合物体系与地下地层结合使用。在本说明书中，“地下地层”的概念应以其最广泛的意义理解并且包括含有烃(特别是油)的岩石、以及被穿过以便到达这种含油岩石并且保证烃类的开采的各种岩石层二者。在本说明书的含义内，“岩石”的概念用来表示固体地下地层的任何类型的构成材料，无论严格地说构成其的材料是否为岩石。因此，特别地，表述“含油岩石”在此用作“含油储层”的同义词并且表示含有烃、特别是油的任何地下地层，无论含有这些烃类的材料的性质是什么(例如，岩石或砂)。在压力下注入地下地层内的流体之中，可以特别提及用于井的完井以及修井的各种流体，特别地钻井液(无论它们是否用于到达含油岩石亦或钻开储层自身(“钻入”))、亦或压裂液、或者可替代地完井液、控制或修井液或环形液或封隔液或隔离液或酸化液、或者还有用于固井的流体。在实施例中，该聚合物包含至少一种选自以下各项的疏水性单体：(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、辛基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸月桂酯、月桂基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、肉豆蔻基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸十五烷酯、十五烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、鲸蜡基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸油烯酯、油烯基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸芥酯、芥基(甲基)丙烯酰胺、及其组合；以及至少一种选自以下各项的亲水性单体：丙烯酸酯、丙烯酸盐、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐及其组合。在实施例中，该亲水性单体包括丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。在实施例中，该聚合物包含总量为该聚合物的从约50wt％至约99.9wt％的亲水性单体。在另一个实施例中，该聚合物包含总量为该聚合物的从约80wt％至约99.9wt％的亲水性单体。在另一个实施例中，该聚合物包含总量为该聚合物的从约0.01wt％至约50wt％的疏水性单体。在另一个实施例中，该聚合物包含总量为该聚合物的从约0.01wt％至约20wt％的疏水性单体。在实施例中，该聚合物的末端位置包含硫代羰基硫基官能团。在实施例中，该聚合物呈具有从约5μm至约5mm的粒度的粉末形式。在一个实施例中，该聚合物呈具有从约5μm至约400μm的粒度的粉末形式。在另一个实施例中，粒度在从约50μm至约200μm的范围内。在又另一个实施例中，该聚合物是在浆料中，该浆料包含溶剂或烃相、以及悬浮助剂，其中在该浆料中聚合物粉末的粒度在从约5μm至约400μm的范围内。在另一个实施例中，该聚合物粉末包含聚合物颗粒，这些聚合物颗粒具有从约5μm至约5mm的粒度和从约5,000g/mol至约20,000,000g/mol的分子量，其中该聚合物包含丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单体以及至少一种选自以下各项的疏水性单体：(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、辛基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸月桂酯、月桂基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、肉豆蔻基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸十五烷酯、十五烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、鲸蜡基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸油烯酯、油烯基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸芥酯、芥基(甲基)丙烯酰胺、及其组合。在实施例中，该疏水性单体选自(甲基)丙烯酸月桂酯、月桂基(甲基)丙烯酰胺、及其组合。在实施例中，本披露的聚合物经由胶束聚合制备。该聚合物体系包含序列共聚物(P)用于保持固体颗粒(p)悬浮在流体(F)中，该序列共聚物包含至少一种通过胶束聚合获得的类型的链(C)，在该流体中所述链(C)是可溶的。更确切地，根据特定的方面，本披露的主题是上述序列共聚物作为悬浮剂在压力下被注入到地下地层中的流体(F)中的用途，其中所述流体(F)包含这些固体颗粒(p)的至少一部分和/或在该流体注入后使其与这些固体颗粒(p)的至少一部分在该地下地层内接触。在本说明书的含义内，术语“可溶于流体(F)中的链”应理解为意指链(C)，其典型地在流体(F)中具有在20℃下大于或等于0.5％(5,000ppm)、优选大于或等于1％的溶解度。胶束聚合示意性地包括在亲水性介质中进行亲水性单体的聚合，该亲水性介质包含含有疏水性单体的胶束。胶束聚合的实例已经特别地描述于美国专利号4,432,881或另外Polymer[聚合物],第36卷,第16期,第3197-3211页(1996)中，进一步的细节可以参考这些文献。根据本专利技术使用的聚合物(P)的链(C)是以下的链，该链整体可溶于流体(F)中并且主要由一系列亲水性单元形成，这些亲水性单元在不同点处被多个大致相同尺寸的疏水性序列(B)中断。本披露的聚合物可以由链(C)构成，或者可以是其中链(C)构成嵌段之一的嵌段共聚物。疏水性序列(B)优选为不溶于流体(F)中的聚合物序列，其典型地在流体(F)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压裂地下地层的方法，该方法包括以下步骤：/n使水与呈粉末形式的聚合物组合以产生水性聚合物组合物，其中该聚合物包含：/n至少一种选自由以下组成的组的疏水性单体：(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、辛基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸月桂酯、月桂基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、肉豆蔻基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸十五烷酯、十五烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、鲸蜡基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸油烯酯、油烯基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸芥酯、芥基(甲基)丙烯酰胺、及其组合；以及/n至少一种选自由以下组成的组的亲水性单体：丙烯酸酯、丙烯酸盐、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐及其组合，以形成水性聚合物组合物；/n将包含减少摩擦的聚合物的初始支撑剂贫乏的水性流体体系以引发摩擦压力损失的速率泵送到该地下地层的至少一部分中；以及/n将包含减少摩擦的聚合物和该水性聚合物组合物的加载支撑剂的水性流体体系泵送到该地下地层的至少一部分中，/n其中该支撑剂贫乏的水性流体体系包含与该加载支撑剂的水性流体体系中的该减少摩擦的聚合物相同或不同的减少摩擦的聚合物。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181219 US 62/781,7161.一种用于压裂地下地层的方法，该方法包括以下步骤：
使水与呈粉末形式的聚合物组合以产生水性聚合物组合物，其中该聚合物包含：
至少一种选自由以下组成的组的疏水性单体：(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、辛基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸月桂酯、月桂基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、肉豆蔻基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸十五烷酯、十五烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、鲸蜡基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸油烯酯、油烯基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸芥酯、芥基(甲基)丙烯酰胺、及其组合；以及
至少一种选自由以下组成的组的亲水性单体：丙烯酸酯、丙烯酸盐、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐及其组合，以形成水性聚合物组合物；
将包含减少摩擦的聚合物的初始支撑剂贫乏的水性流体体系以引发摩擦压力损失的速率泵送到该地下地层的至少一部分中；以及
将包含减少摩擦的聚合物和该水性聚合物组合物的加载支撑剂的水性流体体系泵送到该地下地层的至少一部分中，
其中该支撑剂贫乏的水性流体体系包含与该加载支撑剂的水性流体体系中的该减少摩擦的聚合物相同或不同的减少摩擦的聚合物。


2.一种方法，其包括：
使水与呈粉末形式的聚合物组合以产生水性聚合物组合物，其中该聚合物包含：
至少一种选自由以下组成的组的疏水性单体：(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、辛基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸月桂酯、月桂基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、肉豆蔻基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸十五烷酯、十五烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、鲸蜡基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸油烯酯、油烯基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸芥酯、芥基(甲基)丙烯酰胺、及其组合；以及
至少一种选自由以下组成的组的亲水性单体：丙烯酸酯、丙烯酸盐、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐及其组合，以形成水性聚合物组合物；
提供固井液，该固井液包含水性液体、水硬水泥、以及包含该水性聚合物组合物的水泥悬浮剂；
将该固井液置于穿透地下地层的井孔中；以及使该固井液在其中凝固。


3.一种用于砾石充填的方法，该方法包括以下步骤：
使水与呈粉末形式的聚合物组合以产生水性聚合物组合物，其中该聚合物包含：
至少一种选自由以下组成的组的疏水性单体：(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、辛基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸月桂酯、月桂基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、肉豆蔻基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸十五烷酯、十五烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、鲸蜡基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸油烯酯、油烯基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸芥酯、芥基(甲基)丙烯酰胺、及其组合；以及
至少一种选自由以下组成的组的亲水性单体：丙烯酸酯、丙烯酸盐、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐及其组合，以形成水性聚合物组合物；以及
将流体运送通过至少一个泵和地下砾石填料，其中该流体带有用于置于井孔中的该砾石填料并且包含该水性聚合物组合物。


4.一种用于钻出井孔的方法，该方法包括：使水与呈粉末形式的聚合物组合以产生水性聚合物组合物，其中该聚合物包含：
至少一种选自由以下组成的组的疏水性单体：(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、辛基(甲基)丙烯酰胺、(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周健，H·V·乐，C·阿夫滕，D·毕晓普，
申请(专利权)人：罗地亚经营管理公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR