(57)【要約】電気ケーブル及びコネクタを、特に油井内の、腐食性の雰囲気及び化学物質から保護するための材料及び方法をここに提供する。 【特許請求の範囲】
【請求項１】
低密度のゲル又は複合物の生成方法であって：
混合物を形成するために、ポリマ材料と低密度材料とを組み合わせるステップと；
前記混合物が原油非透過性の低密度のゲル又は複合物を形成するのに十分な条件に前記混合物をさらすステップと；を備える、
低密度のゲル又は複合物の生成方法。
【請求項２】
前記ゲル又は複合物の密度は、７９０ｋｇ／ｍ３未満である、
請求項１に記載の生成方法。
【請求項３】
前記ポリマ材料は、油膨潤性エラストマを備え、
前記混合物をさらす前記ステップは、前記混合物を油分と接触させるステップを備える、
請求項１又は請求項２に記載の生成方法。
【請求項４】
前記油分は、油井内の原油である、
請求項３に記載の生成方法。
【請求項５】
前記油膨潤性エラストマは、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマゴム（ＥＰＤＭ）、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ、及びシリコーンのうちの１種又は複数種を備える、
請求項３又は請求項４に記載の生成方法。
【請求項６】
前記油膨潤性エラストマは、水中の混合物内又は分散内に存在する、
請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項７】
前記混合物は、発泡性界面活性剤を更に備える、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項８】
前記界面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウム、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、第一級アルコールエトキシレート（ＰＡＥ）界面活性剤、アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥ）界面活性剤、第二級アルコールエトキシレート（ＳＡＥ）、ノニルフェノールエトキシレート（ＮＰＥ）、オクチルフェノールエトキシレート（ＯＰＥ）、又はエチレンオキシド／プロピレンオキシド（ＥＯ／ＰＯ）コポリマのうちの１種又は複数種を備える、
請求項７に記載の生成方法。
【請求項９】
前記ポリマ材料は、架橋性ポリマを備え、
前記混合物をさらす前記ステップは、前記混合物を架橋剤と接触させるステップ；又は
架橋ポリマを生成するために、前記混合物を熱にさらすステップ；を備える、
請求項１又は請求項２に記載の生成方法。
【請求項１０】
前記混合物を１５０ｏＦと４５０ｏＦとの間の温度の熱にさらすステップを備える、
請求項９に記載の生成方法。
【請求項１１】
前記架橋ポリマは、グアー、ヒドロキシプロピルグアー（ＨＰＧ）、カルボキシメチルグアー（ＣＭＧ）、カルボキシメチルヒドロキシルプロピルグアー（ＣＭＨＰＧ）、ポリアクリルアミド又はそれらのコポリマ、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルセルロースのうちの１種又は複数種を備える、
請求項９又は請求項１０に記載の生成方法。
【請求項１２】
前記ポリマ材料は、硬化性樹脂を備え、
前記混合物をさらす前記ステップは、前記硬化性樹脂を硬化剤と接触させるステップを備える、
請求項１又は請求項２に記載の生成方法。
【請求項１３】
前記硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、又はフラン樹脂のうちの１種又は複数種を備える、
請求項１２に記載の生成方法。
【請求項１４】
前記ポリマ材料は、油溶性ポリマを備え、
前記混合物をさらすステップは、前記混合物を油分と接触させるステップを備える、
請求項１又は請求項２に記載の生成方法。
【請求項１５】
前記油分は、油井内の原油である、
請求項１４に記載の生成方法。
【請求項１６】
前記油溶性ポリマは、ポリスチレン、ポリジメチルシロキサン、及び、１つ以上のケトン又はアルデヒド官能基を含むポリマ、のうちの１種又は複数種を備える、
請求項１４又は請求項１５に記載の生成方法。
【請求項１７】
前記ポリマ材料は、ポリ尿素又はポリ尿素系薬剤を備え、
前記混合物をさらす前記ステップは、前記混合物を約１５０ｏＦの温度にさらすステップを備える、
請求項１又は請求項２に記載の生成方法。
【請求項１８】
前記低密度材料は、剛体球を備える、
請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項１９】
前記剛体球は、マイクロバブルを備える、
請求項１８に記載の生成方法。
【請求項２０】
前記マイクロバブルは、ガラスマイクロバブルである、
請求項１９に記載の生成方法。
【請求項２１】
前記ポリマ材料は、前記低密度材料の外表面に融着又はコーティングされる、
請求項１乃至請求項２０のいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項２２】
低密度のゲル又は複合物の生成方法であって：
混合物を形成するために、コロイダルナノシリカと低密度材料とを組み合わせるステップと；
前記混合物がゲル又は複合物を形成するように、前記混合物を塩又はｐＨ７未満にさらすステップと；を備える、
低密度のゲル又は複合物の生成方法。
【請求項２３】
前記ゲル又は複合物の密度は、７９０ｋｇ／ｍ３未満である、
請求項２２に記載の生成方法。
【請求項２４】
前記低密度剛体球は、マイクロバブルを備える、
請求項２２又は請求項２３に記載の生成方法。
【請求項２５】
前記マイクロバブルは、ガラスマイクロバブルである、
請求項２４に記載の生成方法。
【請求項２６】
前記コロイダルナノシリカは、前記低密度剛体球の外表面に融着又はコーティングされる、
請求項２２乃至請求項２５のいずれか１項に記載の生成方法。
【請求項２７】
油井内のパッカー貫入体に隣接してゲル又は複合組成物を生成する方法であって：
前記パッカー貫入体の電気部品の位置又はその付近の油井にポリマ材料を配置するステップと；
前記油井内の油分から前記電気部品を隔離するゲル又は複合物を前記ポリマ材料が形成するのに十分な条件に前記ポリマ材料をさらすステップと；を備える、
油井内のパッカー貫入体に隣接してゲル又は複合組成物を生成する方法。
【請求項２８】
前記ゲル又は複合物の前記密度は、７９０ｋｇ／ｍ３未満である、
請求項２７に記載の生成する方法。
【請求項２９】
前記ポリマ材料は、油膨潤性エラストマを備え、
前記ポリマ材料をさらす前記ステップは、油膨潤性ポリマを前記油分と接触させるステップを備える、
請求項２７又は請求項２８に記載の生成する方法。
【請求項３０】
前記油膨潤性エラストマは、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ、及びシリコーンのうちの１種又は複数種を備える、
請求項２９に記載の生成する方法。
【請求項３１】
前記油膨潤性エラストマは、水中の混合物内又は分散内に存在する、
請求項２９又は請求項３０に記載の生成する方法。
【請求項３２】
前記混合物又は分散は、発泡性界面活性剤を更に備える、
請求項３１に記載の生成する方法。
【請求項３３】
前記界面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウム、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、ＰＡＥ界面活性剤、ＡＰＥ界面活性剤、ＳＡＥ、ＮＰＥ、ＯＰＥ、又はＥＯ／ＰＯコポリマのうちの１種又は複数種を備える、
請求項３２に記載の生成する方法。
【請求項３４】
前記ポリマ材料は、架橋ポリマを備える、
請求項２７又は請求項２８に記載の生成する方法。
【請求項３５】
前記架橋ポリマを、１５０ｏＦと４５０ｏＦとの間の温度の熱にさらすステップを備える、
請求項３４に記載の生成する方法。
【請求項３６】
前記架橋ポリマは、グアー、ＨＰＧ、ＣＭＧ、ＣＭＨＰＧ、ポリアクリルアミド又はそれらのコポリマ、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルセルロースのうちの１種又は複数種を備える、
請求項３４又は請求項３５に記載の生成する方法。
【請求項３７】
前記ポリマ材料は、硬化性樹脂を備え、
前記ポリマ材料をさらす前記ステップは、前記硬化性樹脂を硬化剤と接触させるステップを備える、
請求項２７又は請求項２８に記載の生成する方法。
【請求項３８】
前記硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、又はフラン樹脂のうちの１種又は複数種を備える、
請求項３７に記載の生成する方法。
【請求項３９】
前記ポリマ材料は、油溶性ポリマを備え、
前記ポリマ材料をさらす前記ステップは、前記油溶性ポリマを前記油と接触させるステップを備える、
請求項２７又は請求項２８に記載の生成する方法。
【請求項４０】
前記油溶性ポリマは、ポリスチレン、ポリジメチルシロキサン、及び１つ又は複数のケトン又はアルデヒド官能基を備えるポリマのうちの１種又は複数種を備える、
請求項３９に記載の生成する方法。
【請求項４１】
前記ポリマ材料は、ポリ尿素又はポリ尿素系薬剤を備え、
前記ポリマ材料をさらす前記ステップは、ポリ尿素を約１５０ｏＦの温度にさらすステップを備える、
請求項２７又は請求項２８に記載の生成する方法。
【請求項４２】
前記ポリマ材料は、前記油井に配置されたときに低密度材料を含む組成物内に存在する、
請求項２７乃至請求項４１のいずれか１項に記載の生成する方法。
【請求項４３】
前記低密度材料は、剛体球を備える、
請求項４２に記載の生成する方法。
【請求項４４】
前記剛体球は、マイクロバブルを備える、
請求項４３に記載の生成する方法。
【請求項４５】
前記マイクロバブルは、ガラスマイクロバブルである、
請求項４４に記載の生成する方法。
【請求項４６】
前記ポリマ材料は、前記低密度材料の外表面に融着又はコーティングされる、
請求項４２乃至請求項４５のいずれか１項に記載の生成する方法。
【請求項４７】
油井内のパッカー貫入体に隣接してゲル又は複合組成物を生成する方法であって：
前記パッカー貫入体の電気部品の位置又はその付近の前記油井にコロイダルナノシリカを配置するステップと；
前記油井内の油分から前記電気部品を隔離するゲル又は複合物を形成するように、前記コロイダルナノシリカを塩又はｐＨ７未満にさらすステップと；を備える、
油井内のパッカー貫入体に隣接してゲル又は複合組成物を生成する方法。
【請求項４８】
前記ゲル又は複合物の密度は、７９０ｋｇ／ｍ３未満である、
請求項４７に記載の生成する方法。
【請求項４９】
前記コロイダルナノシリカは、前記油井に配置されたときには、低密度材料を含む組成物内に存在する、
請求項４７又は請求項４８に記載の生成する方法。
【請求項５０】
前記低密度材料は、剛体球を備える、
請求項４９に記載の生成する方法。
【請求項５１】
前記剛体球は、マイクロバブルを備える、
請求項５０に記載の生成する方法。
【請求項５２】
前記マイクロバブルは、ガラスマイクロバブルである、
請求項５１に記載の生成する方法。
【請求項５３】
前記コロイダルナノシリカは、前記低密度材料の外表面に融着又はコーティングされる、
請求項４９乃至請求項５２のいずれか１項に記載の生成する方法。
【請求項５４】
組成物であって：
コロイダルシリカと；
活性剤と；
中空ガラスマイクロスフェア（ＨＧＭｓ)と；を備える、
組成物。
【請求項５５】
前記組成物の密度は、７９０ｋｇ／ｍ３未満である、
請求項５４に記載の組成物。
【請求項５６】
前記コロイダルシリカは、ナノシリカを備える、
請求項５４又は請求項５５に記載の組成物。
【請求項５７】
前記活性剤は、塩又は低ｐＨ溶液を備える、
請求項５４乃至請求項５６のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５８】
前記ＨＧＭは、前記組成物内に約１０％から約７０％の重量パーセントで存在する、
請求項５４乃至請求項５７のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５９】
前記組成物の密度は、約０．１ｇ／ｃｃから０．８ｇ／ｃｃである、
請求項５４乃至請求項５８のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６０】
組成物であって：
油膨潤性ポリマと；
ＨＧＭと；
流体キャリヤと；を備える、
組成物。
【請求項６１】
前記油膨潤性ポリマは、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ、及びシリコーンのうちの１種又は複数種を備える、
請求項６０に記載の組成物。
【請求項６２】
前記流体キャリヤは、水又はディーゼル燃料を備える、
請求項６０又は請求項６１に記載の組成物。
【請求項６３】
前記ＨＧＭは、前記組成物内に約１０％から約７０％の重量パーセントで存在する、
請求項６０乃至請求項６２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６４】
前記組成物の密度は、約０．１ｇ／ｃｃから０．８ｇ／ｃｃである、
請求項６０乃至請求項６３のいずれか１項に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
本出願は、２０１７年６月２日に出願された米国仮特許出願第６２／５１４，０６７号の優先権を主張する。上記の内容全体は、参照により組み込まれる。
【０００２】
本開示は、腐食性雰囲気及び地下（例えば油井内）で遭遇する化学物質から、電気ケーブル及びコネクタを含む金属部品を保護するための材料及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電動水中ポンプ（ＥＳＰ）は、石油生産井で一般的に用いられる人工採油設備である。ＥＳＰパッカー貫入体（パッカーペネトレータ）システムを用いて地表の制御盤から坑井内のＥＳＰの電気モータへ電力ケーブルを搬入する。しかし、ダウンホールにはさまざまな化学物質があるので、電力ケーブルの電気コネクタのための金属線及び絶縁材は、腐食性が高い有害な環境にさらされることが多い。実際、ＥＳＰの故障の多くの原因は、ＥＳＰパッカーの下にある電気コネクタの腐食によるパッカー貫入体の故障である。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書は、腐食性の雰囲気及び化学物質から電気コネクタを長期間保護するための材料及び方法について述べる。本書で述べるように、例えば、電気コネクタと電線をダウンホールの化学物質から隔離するために用いることができる低密度のゲル／複合物のシステムを生成する方法がこれまでに開発されている。例えば、低密度のポリマ材料又は複合物を含む混合物を地表で調製してから、ことによってはキャリヤ流体とともに、バイパス配管を経て地下のモータ近傍へ圧送することができる。混合物は密度が低いので坑井内を上方に移動し、ダウンホール流体の上に浮くことができる。坑井内の高温にさらされると、又は、油分、特定のｐＨ、特定の化学物質若しくは化学物質の組み合わせにさらされると、混合物は硬質のゲル又は複合物を形成できる。このゲル又は複合物は、電気コネクタとダウンホール流体との間の防壁として機能し、電気コネクタを隔離し、有害な環境から保護することができる。場合によっては、混合物は、後でＥＳＰを取り出すのに十分な柔らかさのゲルを形成できる。
【０００５】
一の態様では、本書は低密度のゲル又は複合物の生成方法を取り上げる。この方法は、混合物を形成するためにポリマ材料と低密度材料とを組み合わせるステップと、原油非透過性のゲル又は複合物を形成させるのに十分な条件に混合物をさらすステップとを含むことができる。ゲル又は複合物の密度は７９０キログラム／立方メートル（ｋｇ／ｍ３）未満である。ポリマ材料は、油分膨潤性エラストマを含むことができ、さらすステップは、混合物を油分（例えば、油井内の原油）に接触させるステップを含むことができる。油分膨潤性エラストマは、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマゴム（ＥＰＤＭ）、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ、及びシリコーンのうちの１つ又は複数を含むことができるが、これらに限定されない。油分膨潤性エラストマは、水系流体（例えば、水）中の混合物又は分散の形態で存在できる。混合物は、発泡性界面活性剤（例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、第一級アルコールエトキシレート（ＰＡＥ）界面活性剤、アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥ）界面活性剤、第二級アルコールエトキシレート（ＳＡＥ）、ノニルフェノールエトキシレート（ＮＰＥ）、オクチルフェノールエトキシレート（ＯＰＥ）、又はエチレンオキシド／プロピレンオキシド（ＥＯ／ＰＯ）コポリマのうちの１種又は複数種）を更に含むことができる。ポリマ材料は架橋ポリマ（ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ）を含むことができる。ポリマ材料は架橋性ポリマ（ｃｒｏｓｓｌｉｎｋａｂｌｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）を含むことができ、さらすステップは、混合物を架橋剤に接触させるステップ、又は混合物を熱（例えば、華氏１５０ｏＦ（６５．６℃）と４５０ｏＦ（２３２℃）との間の温度）にさらして架橋ポリマを生成するステップを含むことができる。架橋ポリマは、グアー（ｇｕａｒ）、ヒドロキシプロピルグアー（ＨＰＧ）、カルボキシメチルグアー（ＣＭＧ）、カルボキシメチルヒドロキシプロピルグアー（ＣＭＨＰＧ）、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミドコポリマ、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルセルロースのうちの１種又は複数種を含むことができる。ポリマ材料は硬化性樹脂（ｃｕｒａｂｌｅ  ｒｅｓｉｎ）を含むことができ、さらすステップは、硬化性樹脂を硬化剤と接触させるステップを含むことができる。硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、又はフラン樹脂のうちの１種又は複数種を含むことができる。ポリマ材料は、油溶性ポリマを含むことができ、さらすステップは、混合物を油分（例えば、油井内の原油）に接触させるステップを含むことができる。油溶性ポリマは、ポリスチレン、ポリジメチルシロキサン、及び１つ又は複数の官能基（例えば、ケトン又はアルデヒド）を含むポリマのうちの１種又は複数種を含むことができる。ポリマ材料は、ポリ尿素又はポリ尿素系薬剤（ｐｏｌｙｕｒｅａ−ｂａｓｅｄ  ａｇｅｎｔ）を含むことができ、さらすステップは、混合物を約１５０ｏＦの温度にさらすステップを含むことができる。先の何れの実施の形態の低密度材料も���剛性球（ｒｉｇｉｄ  ｓｐｈｅｒｅｓ）（例えば、ガラスマイクロバブルなどのマイクロバブル）を含むことができる。場合によっては、１種又は複数種のポリマ材料（例えば、油溶性ポリマ、油膨潤性エラストマ、又は、油溶性ポリマ及び油膨潤性エラストマ）を低密度材料の外表面に融着又はコーティングすることができる。低密度のゲル又は複合物は、その外表面に融着又はコーティングされた１種又は複数種の油膨潤性ポリマ又は油溶性ポリマを更に含むことができる。
【０００６】
別の態様において、本書は低密度のゲル又は複合物を生成する方法を取り上げる。この方法は、混合物を形成するために、コロイダルナノシリカと低密度材料とを組み合わせるステップと、混合物がゲル又は複合物を形成するように、この混合物を塩又はｐＨ７未満にさらすステップとを含む。ゲル又は複合物の密度は７９０ｋｇ／ｍ３未満とすることができる。低密度材料は、剛性球（例えば、ガラスマイクロバブルなどのマイクロバブル）を含むことができる。コロイダルナノシリカは、マイクロバブルの外表面に融着又はコーティングすることができる。
【０００７】
別の態様において、本書は、油井内のパッカー貫入体に隣接してゲル又は複合組成物を生成する方法を取り上げる。この方法は、油井内のパッカー貫入体の電気部品の位置又はその傍らにポリマ材料を配置するステップと、油井内の油分から電気部品を隔離するゲル又は複合物を形成するためにポリマ材料をさらすステップとを含むことができる。ゲル又は複合物の密度は、７９０ｋｇ／ｍ３未満とすることができる。ポリマ材料は油膨潤性エラストマを含むことができ、さらすステップは、油膨潤性ポリマを油分に接触させるステップを含むことができる。油膨潤性エラストマは、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ、及びシリコーンのうちの１種又は複数種を含むことができる。油膨潤性エラストマは、水中の混合物又は分散内に存在できる。混合物は、発泡性界面活性剤（例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、ＰＡＥ界面活性剤、ＡＰＥ界面活性剤、ＳＡＥ、ＮＰＥ、ＯＰＥ、又はＥＯ／ＰＯコポリマの１種又は複数種）を更に含むことができる。ポリマ材料は架橋ポリマを含むことができる。ポリマ材料は架橋性ポリマを含むことができ、さらすステップは、架橋ポリマを架橋剤に接触させるステップ、又は架橋ポリマを熱（例えば、１５０ｏＦと４５０ｏＦの間の温度）にさらすステップを含むことができる。架橋ポリマは、グアー、ＨＰＧ、ＣＭＧ、ＣＭＨＰＧ、ポリアクリルアミド又はポリアクリルアミドコポリマ、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロプロピルセルロースのうちの１種又は複数種を含むことができる。ポリマ材料は硬化性樹脂を含むことができ、さらすステップは、硬化性樹脂を硬化剤に接触させるステップを含むことができる。硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、又はフラン樹脂のうちの１種又は複数種を含むことができる。ポリマ材料は油溶性ポリマを含むことができ、さらすステップは、油溶性ポリマを油に接触させるステップを含むことができる。油溶性ポリマは、ポリスチレン、ポリジメチルシロキサン、及び１種又は複数種の官能基（例えば、ケトン又はアルデヒド）を含むポリマのうちの１種又は複数種を含むことができる。ポリマ材料は、ポリ尿素又はポリ尿素系薬剤を含むことができ、さらすステップは、ポリ尿素を約１５０ｏＦの温度にさらすステップを含むことができる。ポリマ材料は、油井に配置されるときには低密度材料を含む組成物内に存在できる。低密度材料は、剛性球（例えば、ガラスマイクロバブルなどのマイクロバブル）を含むことができる。ポリマ材料は、低密度材料の外表面に融着又はコーティングすることができる。場合によっては、１種又は複数種のポリマ材料（例えば、油溶性ポリマ、油膨潤性エラストマ、又は、油溶性ポリマと油膨潤性エラストマ）を低密度材料の外表面に融着又はコーティングすることができる。低密度のゲル又は複合物は、その外表面に融着又はコーティングされた１種又は複数種の油膨潤性又は油溶性のポリマを更に含むことができる。
【０００８】
さらに別の態様において、本書は、油井内のパッカー貫入体に隣接してゲル又は複合組成物を生成する方法を取り上げる。この方法は、油井におけるパッカー貫入体の電気部品がある位置又はその傍らにコロイダルナノシリカを配置するステップと、コロイダルナノシリカを塩又はｐＨ７未満にさらして油井内の油分から電気部品を隔離するゲル又は複合物を形成するステップとを含むことができる。ゲル又は複合物の密度は７９０ｋｇ／ｍ３未満とすることができる。コロイダルナノシリカは、低密度材料を含む組成物内に存在できる。低密度材料は、油井に配置されるときに、剛性球（例えば、ガラスマイクロバブルなどのマイクロバブル）を含むことができる。コロイダルナノシリカは、低密度材料の外表面に融着又はコーティングすることができる。
【０００９】
本書は、コロイダルシリカと、活性剤と、中空ガラスマイクロスフェア（ガラス微小中空球）（ｈｏｌｌｏｗ  ｇｌａｓｓ  ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ）（ＨＧＭ）とを含む組成物も取り上げる。組成物の密度は７９０ｋｇ／ｍ３未満とすることができる。コロイダルシリカはナノシリカを含むことができる。活性剤は塩又は、ｐＨ７未満（例えば、６から６．９、５から６、４から５、又は４未満）の溶剤を含むことができる。ＨＧＭは、約１０％から約７０％の重量パーセントで組成物内に存在できる。組成物の密度は、約０．１グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｃ）から０．８ｇ／ｃｃとすることができる。
【００１０】
さらに、本書は、油膨潤性ポリマと、ＨＧＭと、流体キャリヤとを含む組成物を取り上げる。油膨潤性ポリマは、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ、及びシリコーンのうちの１種又は複数種を含むことができる。流体キャリヤは、水又はディーゼル燃料を含むことができる。ＨＧＭは、約１０重量パーセント（％）から約７０重量％の範囲で組成物内に存在できる。組成物の密度は、約０．１ｇ／ｃｃから０．８ｇ／ｃｃとすることができる。
【００１１】
本明細書で述べる主題の１つ又は複数の実施の詳細は、添付の図面及び後の説明で明らかになる。本主題の他の特徴、態様、及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、地表の制御装置からＥＳＰのモータへ電気ケーブルを搬入するパッカー貫入体システムを有するＥＳＰを示す図である。
【００１３】
【図２】図２は、ヘキサン層の上にある低密度ＰＬＥＮＣＯ（登録商標）樹脂複合物（ウィスコンシン州シボイガンのＰｌａｓｔｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を示す画像である。流体の底層は水である。
【００１４】
【図３】図３は、膨張前（左側画像）及び膨張後（右側画像）のＰＬＩＯＬＩＴＥ（登録商標）（オハイオ州フェアローンのＯｍｎｏｖａ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ製のＰｅｘｏｔｒｏｌとも呼ばれる合成ポリマ）を示す一対の顕微鏡画像である。膨張したポリマがゲルを形成した。
【００１５】
【図４】図４は、ＰＬＩＯＬＩＴＥ（登録商標）ポリマを水及びマイクロガラスバブルと混合することにより生成されたペーストを示す画像である。
【００１６】
【図５】図５は、ディーゼル燃料の表面に浮かぶ一滴の複合物ペーストを示す画像である。
【００１７】
【図６】図６は、加熱後のディーゼル燃料の上にある複合物を示す画像であり、これにより、下にある流体を封止する複合物の栓が生成された。
【００１８】
【図７】図７は、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）ＤＥ中空ポリマバブル（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ，スンツバル，スウェーデン）を、ＰＬＩＯＬＩＴＥ（登録商標）ＤＦ０１ビニルトルエンアクリルコポリマ樹脂ゲル（Ｏｍｎｏｖａ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，フェアローン市，ハイオ州）及びディーゼル燃料と組み合わせて形成された低密度複合物を示す画像である。混合物はディーゼル燃料よりも軽く、加熱後にシール形成した。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
石油生産井で用いられるようなＥＳＰシステムは、通常、電力ケーブルを、地表の制御盤から地下の石油の位置又はその近傍にある電気モータまで搬入するパッカー貫入体を含む。しかし、ダウンホール内にはさまざまな化学物質があるので、電力ケーブルの電気コネクタ用の金属線と絶縁材は、腐食性条件のある有害な環境にさらされる可能性がある。ＥＳＰの故障は、ＥＳＰパッカーのダウンホールにある電気コネクタの腐食によるパッカー貫入体の故障に起因する可能性が高い。実際、ＥＳＰ故障の約３０％は、ＥＳＰパッカー貫入体の接続における電気的接触損失に起因しており、その修理及び改修は高額になる。
【００２０】
本開示は、ＥＳＰシステムの電線及びコネクタを腐食性の貯留流体及びガスから隔離するための材料及び方法を提供し、その隔離によりＥＳＰの寿命を大幅に長くすることができる。特に、本開示は、ＥＳＰパッカー貫入体の接続部を、生産パッカーのダウンホールにある油井流体及びガスから隔離できる非透過性の中実塊（例えば、ゲル又は複合物）を形成するための流体ポリマ材料の利用について述べる。この材料の密度は、通常、原油の密度より低いので、ケーシングと生産配管との間のアニュラス（環形）内の静的油柱の上のアップホールに浮かぶことになる。本書で用いる用語「低密度」は、原油の密度より低い密度のことを指す。原油中の炭化水素の量によるが、原油の密度は、通常、約７９０ｋｇ／ｍ３（「軽」原油の場合）から約９７０ｋｇ／ｍ３ （「重」原油の場合）である。したがって、本書で述べる低密度のゲル、複合物、及び構成要素の密度は、約９７０ｋｇ／ｍ３未満（例えば、約９００ｋｇ／ｍ３未満 、約８５０ｋｇ／ｍ３未満、約８００ｋｇ／ｍ３未満、約７９０ｋｇ／ｍ３未満、又は約７５０ｋｇ／ｍ３未満）である。使用するゲル又は複合物の密度は、ゲル又は複合物が配置される油井の原油の種類に基づくことができる。いったん低密度の組成物が油井内のＥＳＰパッカー貫入体近傍に達すると、材料は触発されて化学的又は熱的メカニズムにより架橋してゲル化又は凝固する。
【００２１】
ＥＳＰの基本的な姿を図１に示す。図１は、油井１０内から地表へ流体を圧送するためのＥＳＰ１２が収まっている油井１０を示す。ＥＳＰ１２は、電動モータ１４と、モータ１４のアップホールにあるシール部１６とを含む。シール部１６は、モータ１４への油井流体の入り込みを封止する。ＥＳＰ１２は、シール部１６のアップホールに配置されたポンプ組立体１８を含むポンプ部も含む。さらに、電力ケーブル２０はＥＳＰ１２に沿って延び、ケーブル２０をモータ１４に電気的に結合するコネクタ２２を終端とする。
【００２２】
本明細書で述べる材料及び方法を用いると、図１に示すＥＳＰ装置のケーブル２０及びコネクタ２２のように、電気ケーブル及びコネクタを油井内の流体及びガスによる損傷から保護することができる。場合によっては、電気接続を貯留流体及びガスから隔離するための封止メカニズムとして、ゲル又は複合物を生成できる。例えば、油分に接触すると膨潤するポリマを含む流体組成物を用い坑井条件下でゲルを形成することができる。別の実施例として、架橋ポリマ又は架橋性ポリマ（例えば、グアー、ＨＰＧ、ＣＭＧ、ＣＭＨＰＧ、ポリアクリルアミド又はポリアクリルアミドコポリマ、ヒドロキシエチルセルロース、及びヒドロキシプロピルセルロース）、又はコロイダルシリカのような化合物を油井内のＥＳＰパッカー貫入体の位置付近に配置してから、必要に応じて熱的又は化学的手段により架橋してゲルを形成できる。適切な架橋剤は、通常は、使用する１種又は複数種の架橋性ポリマに基づいて特定される。例えば、グアー系材料は、ホウ酸塩系又は金属架橋剤（例えば、ジルコニウム系、クロム系又はチタン系の架橋剤）で架橋できる。アクリルアミド系ポリマは、アミン又は金属架橋剤（例えば、ジルコニウム系、クロム系又はチタン系の架橋剤）で架橋できる。セルロース系ポリマは、金属架橋剤（ジルコニウム系、クロム系又はチタン系の架橋剤）でも架橋できる。場合によっては、膨潤性ポリマ又は架橋性ポリマを油井で用いてＥＳＰ構成部品用の保護防壁を形成する場合、本書に述べるように、そのポリマの密度が油井の原油の密度未満（約９７０ｋｇ／ｍ３未満、約９００ｋｇ／ｍ３未満、約８５０ｋｇ／ｍ３未満、約８００ｋｇ／ｍ３未満、約７９０ｋｇ／ｍ３未満、又は約７５０ｋｇ／ｍ３未満）であるように、ポリマ自体が低い密度を有することができる。したがって、場合によっては、密度が原油の密度以上のポリマ（例えば、低密度ポリエチレンを含むポリエチレン）は、この文書で述べる方法での使用に適さない場合がある。
【００２３】
場合によっては、ポリマ（例えば、油膨潤性の、架橋ポリマ又は架橋性ポリマ）、又は、ゲル若しくは複合物を形成できる別の成分を含む組成物の密度は、１種又は複数種の高強度で軽量な賦形剤（filler）を組成物に添加することで下げることができる。１種又は複数種の賦形剤は、原油の密度より低い密度を組成物に与えることができる。例えば、大気圧で又は減圧下で気体が満たされた中空のガラス球又はポリマ球で形成されたマイクロスフェア（微小球）又は「マイクロバブル」（例えば、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）マイクロバブル，ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ、又は、ＨＧＳ１９Ｋ４６ガラスバブル，３Ｍ（登録商標），セントポール，ミネソタ州）は、本書に述べる組成物に含めることができ、組成物の浮力を原油よりも高めることができる。したがって、場合によっては、本書に述べる方法で用いられる組成物は、外表面に油性ポリマが融着した中空ガラスマイクロスフェア（ＨＧＭ）を含むことができる。場合によっては、組成物は、ｐＨが７未満に低下したとき、又は塩が添加されたとき、架橋を引き起こすことができるコロイダルシリカ（例えば、コロイダルナノシリカ）と組み合わせてＨＧＭを含むことができる。例えば、ガラスマイクロスフェアとコロイダルシリカを、ｐＨを下げてシリカの架橋を引き起こすことができる塩又は化学物質のような活性剤と組み合わせることができ、得られた流体又はスラリを油井に注入できる。ｐＨ降下剤は、塩酸（ＨＣｌ）、有機酸、又は酢酸ナトリウムなどの酸若しくはエステルを含むことができるが、これらに限定されない。ガラス球によって与えられた浮力は、混合物をカラム内の油分よりも上のアップホールに上昇させることができる。他の低密度成分を用いることもできる。これには、材料でできた小さな球、ビーズ、又は塊の形態をとる粒子が含まれる。場合によっては、低密度成分の平均直径又は幅は３ミリメートル（ｍｍ）又はそれ未満（例えば、２．５ｍｍ又はそれ未満、２ｍｍ又はそれ未満、１．５ｍｍ又はそれ未満、１ｍｍ又はそれ未満、２ｍｍから３ｍｍ、１ｍｍから２ｍｍ、５００ミクロン（μｍ）から１ｍｍ、２５０μｍから５００μｍ、１００μｍから２５０μｍ、５０μｍから１００μｍ、又は１０μｍから５０μｍ）とすることができる。
【００２４】
ＨＧＳシリーズのガラスバブルの密度は、通常、約０．１ｇ／ｃｃから０．６ｇ／ｃｃであり、本書に述べる方法で用いられる組成物の密度は、追加されるガラスバブルの割合に基づいて調整できる。複合物中のガラスバブルの重量パーセントは、約１％から約９９％（例えば、約１％から５％、５％から１０％、１０％から２０％、２０％から３０％、３０％から４０％、４０％から５０％、５０％から６０％、６０％から７０％、７０％から８０％、８０％から９０％、９０％から９９％、１％から２０％、１０％から２５％、１０％から７０％、２０％から５０％、２５％から５０％、５０％から７５％、７５％から８０％、又は８０％から９５％）とすることができる。組成物中のガラスバブルの割合は、組成物中の他の材料の密度に基づいて選択できる。本書により提供される組成物の最終密度は、通常、約０．１ｇ／ｃｃから０．８ｇ／ｃｃ（例えば、０．１ｇ／ｃｃから０．２ｇ／ｃｃ、０．２ｇ／ｃｃから０．３ｇ／ｃｃ、０．３ｇ／ｃｃから０．５ｇ／ｃｃ、０．５ｇ／ｃｃから０．７ｇ／ｃｃ、又は０．７ｇ／ｃｃから０．８ｇ／ｃｃ）になることがある。
【００２５】
場合によっては、硬化性樹脂系（例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂）を用いて、ＥＳＰパッカー貫入体の電気ケーブル及びコネクタをダウンホールの化学物質から保護できる。例えば、硬化性樹脂をＨＧＭ及び１種又は複数種の硬化剤と混合できる。混合物は、パレットとして、又は特定の大きさ（通常は、数ミリメートル未満、例えば、３ｍｍ又はそれ未満、２．５ｍｍ又はそれ未満、２ｍｍ又はそれ未満、１．５ｍｍ又はそれ未満、又は１ｍｍ又はそれ未満）の球形で油井へ送ることができる。適切な硬化剤には、ジエチレントリアミン（ＤＴＡ）、ジエチルアミノプロピルアミン（ＤＥＡＰＡ）、Ｎ−アミノエチルピペラジン（Ｎ−ＡＥＰ）、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）、エポキシ樹脂用のジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、及びフェノール樹脂用のヘキサメチレンテトラミンが含まれるが、これらに限定されない。軽量の硬化性樹脂組成物が油井内のＥＳＰパッカー貫入体の領域に（例えば、コイル状チューブを用いて）圧送され、坑井温度に達すると、樹脂が硬化して電気コネクタの周りに防壁を形成できる。場合によっては、硬化システムに含まれる１種又は複数種の硬化剤に基づいて最終的な樹脂の固さを調整できる。
【００２６】
場合によっては、油膨潤性のゴム又はエラストマを用いることができる。膨潤の程度は、通常、流体の状態並びにエラストマの種類及び設計に依存する。有用な油膨潤性ゴムの例には、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマゴム（ＥＰＤＭ）、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマ、及びシリコーン（例えば、ポリジメチルシロキサン）が含まれるが、これらに限定されない。１種又は複数種の油膨潤性エラストマをＨＧＭと混合し、パレットとして又は特定の大きさ（通常は数ミリメートル未満；例えば３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、又は１ｍｍ未満）の球形として、混合物をＥＳＰパッカー貫入体の領域へ（例えば、コイル状チューブを用いて）圧送することにより油井へ運ぶことができる。坑井内の油分にさらされると、軽量エラストマ組成物は膨潤して、電気コネクタ周りの空きスペースを占有できる。低密度の油膨潤性ゴムを調製中に挽いて、約０．１ミクロンから約１００ミクロン（例えば、約１ミクロンから５０ミクロン、約２ミクロンから４０ミクロン、又は約３ミクロンから３０ミクロン）の粒子サイズを得ることができる。次に、その固体ゴムを水と混合し、乳化して、油中水エマルジョンスラリ（ｗａｔｅｒ−ｉｎ−ｏｉｌ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｓｌｕｒｒｙ）を形成できる。スラリは、発泡性界面活性剤（例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、第一級アルコールエトキシレート（ＰＡＥ）界面活性剤、アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥ）界面活性剤、第二級アルコールエトキシレート（ＳＡＥ）、ノニルフェノールエトキシレート（ＮＰＥ）、オクチルフェノールエトキシレート（ＯＰＥ）、又はエチレンオキシド／プロピレンオキシド（ＥＯ／ＰＯ）コポリマ）を添加することによって形成が進み、更に密度を低減できる。次に、スラリを、アニュラス内の油柱からアップホールに浮くように、油井へ注入できる。いったんエマルジョンが破壊し水相が沈むと、油膨潤性ゴム粒子が油分にさらされ、膨張し、アニュラスに密なパッキングを形成して、シール部周りの空間を隔離する。
【００２７】
場合によっては、物理的吸着又は化学的結合によって、１種又は複数種の油溶性又は油膨潤性ポリマを、ＨＧＭの外表面に付着又はコーティングすることができる。例えば、ガラス球の外表面は、化学反応によってポリマが結合できるヒドロキシル又はアミン末端基を含むことができる。場合によっては、中空ガラスビーズの外表面を、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅａｇｅｎｔ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，中国）のようなシランカップリング剤を用いて又は用いずとも、水酸化ナトリウム、塩酸、又は硫酸で前処理し、ポリマの付着を強化できる。ポリマコーティングされた低密度ＨＧＭを油井に注入できる。油井では、生産配管とケーシングとの間の油井アニュラスの流体柱の上に浮くことができる。次に、コーティング材料（油溶性又は油膨潤性ポリマ）は膨張して、油井アニュラス内の貯留流体と生産パッカーとの間を封止する剛性のある非透過性ゲルを形成できる。場合によっては、低密度剛性材料（例えば、マイクロバブル）を１種又は複数種の油膨潤性エラストマでコーティングすることによって、低密度の油膨潤性エラストマ複合粒子を形成できる。低密度の油膨潤性エラストマ複合粒子は、油溶性ポリマで更にコーティングすることができ、これによって、油井への複合物の展開中に膨潤プロセスを遅らせることができる。有用な油溶性ポリマには、ポリスチレン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、及びケトンとアルデヒドのような官能基を含むポリマが含まれるが、これらに限定されない。アルデヒド基を含むポリマの例には、不飽和脂肪族アルデヒド類が含まれるが、これらに限定されない。場合によっては、ポリマは、アクロレイン、メタクロレイン、ベータホルマールアクリル酸エステル、マレイン酸ジアルデヒド、又はフマル酸ジアルデヒドのうちの１種又は複数種を含むことができる。ケトン基を含む適切なポリマの例には、例えば不飽和脂肪族ケトン類が含まれる。
【００２８】
場合によっては、組成物はポリ尿素又はポリ尿素系化合物を含むことができ、これらは増粘剤（ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）として作用して、ＥＳＰを貯留流体及びガスから隔離する剪断感受性ゲル（ｓｈｅａｒ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｇｅｌ）を形成できる。増粘剤は、尿素結合、又は、尿素とウレタンの結合を含むポリマとすることができる。尿素結合、又は、尿素とウレタンの結合を含むポリマを形成する方法の適切な非限定的な実施例には、以下が含まれる。
【００２９】
場合によっては、例えば、尿素結合を含むポリマは、以下のように、２つ又は２超のイソシアネート官能基を含む化合物と、２つ又は２超のアミン官能基を含む化合物とを組み合わせることにより形成することができる。即ち、（１）ジイソシアネートの第１のモノマ（単量体）とジアミンの第２のモノマとを重合する；（２）プレポリイソシアネートを形成し、次いでプレポリイソシアネートをジアミンの最終モノマと重合する；（３）プレポリアミンを形成し、次いでプレポリアミンをジイソシアネートのモノマと重合する；又は、（４）プレポリイソシアネートとプレポリアミンを形成し、次いで、両方のプレポリマを重合する。
【００３０】
場合によっては、尿素とウレタンの結合を含むポリマは、２つ又は２超のイソシアネート官能基を持つ化合物、２つ又は２超のアミン官能基を持つ化合物、２つ又は２超のヒドロキシル官能基を持つ化合物、又は、イソシアネートと、アミンと、ヒドロキシル官能基との組み合わせを持つ化合物から形成できる。尿素とウレタンの結合を含むポリマは以下により生成することができる。即ち、（１）ジイソシアネートのモノマを、モノマであるジオールとジアミンとの混合物と重合させる；（２）プレポリウレタンを形成し、次いでプレポリウレタンをジアミンのモノマと重合させる；（３）ポリイソシアネート、ポリアミン、又はポリオールプレポリマを形成し、次いでプレポリマを必要な官能基を含む残りのモノマと重合させる（例えば、プレポリアミンを形成し、次いでジオール及びジアミンを含むモノマの混合物とプレポリアミンを重合する）；又は（４）複数のプレポリマを形成し、次いですべてのプレポリマに加え、必要な官能基を含む残りのモノマを重合させる。必要な官能基を含む上記のいずれの化合物も、モノマ又はプレポリマの一部とすることができる。プレポリマは、必要な官能基を複数含むことができる。さらに、ポリマ及びプレポリマのいずれも、天然ポリマ又は樹脂を含む合成ポリマとすることができる。
【００３１】
２つ又は２超のイソシアネート官能基を含む適切な化合物（例えば、モノマ又はプレポリマ）の例には、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）；トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）；２，２’−、２，４’−及び４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン（ＭＤＩ）；ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート（ＰＭＤＩ）；ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）；１，６−ジイソシアナト−２，２，４−トリメチルヘキサン；イソホロンジイソシアネート；（３−イソシアナトメチル）−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（ＩＰＤＩ）；トリス（４−イソシアナト−フェニル）−メタン；リン酸トリス−（４−イソシアナト−フェニルエステル）；及び、チオリン酸トリス−（４−イソシアナト−フェニルエステル）が含まれるが、これらに限定されない。
【００３２】
２つ又は２超のアミン官能基を含む適切な化合物（例えば、モノマ又はプレポリマ）の例には、ヒドラジン；エチレンジアミン；１，２−プロピレンジアミン；１，３−プロピレンジアミン；１−アミノ−３−メチルアミノプロパン；１，４−ジアミノブタン；Ｎ，Ｎ’−ジメタ−１−エチレンジアミン；１，６−ジアミノヘキサン；１，１２−ジアミノドデカン；２，５−ジアミノ−２，５−ジメチルヘキサン；トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン； ジエチレントリアミン；Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリメチルジエチレントリアミン；トリエチレンテトラアミン；テトラエチレンペンタミン；ペンタエチレンヘキサミン；及び、２５０と１０，０００との間の数平均分子量を有するポリエチレンイミン；ジプロピレントリアミン；トリプロピレンテトラアミン；ビス−（３−アミノプロピル）アミン；ビス−（３−アミノプロピル）−メチルアミン；ピペラジン；１，４−ジアミノシクロヘキサン；イソホロンジアミン；Ｎ−シクロヘキシル−１，３−プロパンジアミン；ビス−（４−アミノ−シクロヘキシル）メタン；ビス−（４−アミノ−３−メチル−シクロヘキシル）−メタン；ビスアミノメチルトリシクロデカン（ＴＣＤ−ジアミン）；ｏ−、ｍ−及びｐ−フェニレンジアミン；１，２−ジアミノ−３−メチルベンゼン；１，３−ジアミノ−４−メチルベンゼン（２，４−ジアミノトルエン）；１，３−ビスアミノメチル−４，６−ジメチルベンゼン；２，４−及び２，６−ジアミノ−３，５−ジエチルトルエン；１，４−及び１，６−ジアミノナフタレン；１，８−及び２，７−ジアミノナフタレン；ビス−（４−アミノ−フェニル）−メタン；ポリメチレンポリフェニルアミン；２，２−ビス−（４−アミノフェニル）−プロパン；４，４’−オキシビスアニリン；１，４−ブタンジオールビス−（３−アミノプロピルエーテル）；２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール；２，６−ジアミノヘキサン酸；アミノ基を含み、５００と１０，０００との間の数平均分子量を有する液体ポリブタジエン又はアクリロニトリル／ブタジエンコポリマ；及び、アミノ基を含むポリエーテル；が含まれるが、これらに限定されない。
【００３３】
２つ又は２超のヒドロキシル官能基を含む適切な化合物（例えば、モノマ又はプレポリマ）の例には、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、及び、列挙した化合物の任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【００３４】
場合によっては、ポリ尿素増粘剤の粉末粒子を炭化水素系のキャリヤ流体（例えば、ディーゼル燃料、鉱油、灯油、イソパラフィン、環状アルカン（例えばシクロパラフィン）、脂肪酸、エステル、エーテル、アルコール、アミン、アミド、イミド、アルケンなどの不飽和炭化水素、又は１種又は複数種のそのようなキャリヤ流体の組み合わせ）と混合してスラリを形成できる。スラリが約１５０ｏＦの温度にさらされると、ポリ尿素が増粘して、剪断に敏感なゲルを形成できる。場合によっては、スラリをマイクロバブルと混合することによって、スラリの密度を下げることができる。油井に注入されると、スラリはアップホールで、アニュラスの油柱の上に浮くことができる。ポリ尿素の加熱によって引き起こされる増粘反応は、ダウンホールの炭化水素環境からＥＳＰを分離するパッカー（パッキング装置）として機能するゲルの形成に導くことができる。さらに、ゲル化ポリ尿素パッカーは、本質的に剪断減粘性（シアシニング、ｓｈｅａｒ−ｔｈｉｎｎｉｎｇ）であるため、ダウンホールパイプの移動が容易になる。
【実施例】
【００３５】
［実施例１−軽量樹脂複合物］
低密度複合物を生成するために、２０グラム（ｇ）の３Ｍ（商標）ＨＧＳ１９Ｋ４６ガラスバブル（密度：０．４６グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）；粒子サイズ範囲：２０ミクロンから２９ミクロン）をビーカに加え、オーバーヘッドミキサを用いて毎分６００回転（ｒｐｍ）で混合しながら４５０ｏＦまで加熱した。その温度に達したら、ＰＬＥＮＣＯ（登録商標）１４５４２樹脂（フェノール−ホルムアルデヒドノボラック熱硬化性樹脂，Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，シボイガン，ウィスコンシン州）２０ｇを１９００ｒｐｍの剪断速度で１分間混合した。次に、３（ｇ）のヒキサメチレンテトラミン硬化剤（Ｈｅｘｉｏｎ Ｉｎｃ．，コロンバス，オハイオ州）を添加した。混合後、組成物は黄に変色し、かなり硬化した。樹脂：硬化剤の比率は、通常、約２：１から約１：２の範囲（例えば、１：１の比率）が用いられるが、注記すると、樹脂：硬化剤の比率は、樹脂及び硬化剤の分子量、組成物及び配合（例えば、溶媒又は他の添加剤の割合）によって異なるだろう。
【００３６】
低密度複合物がヘキサン層の頂部に浮くことができるかどうかを特定するために、以下の実験を実施した。１０ミリリットル（１０ｍＬ）の水道水と１０ｍＬのヘキサンとを試験管で混合し、この混合物にＰＬＥＮＣＯ（登録商標）樹脂製の既製の軽量複合物を加えた。粘性振動（ｖｉｓｃｏｕｓ  ｓｈａｋｉｎｇ）を加えた後も、黄色の複合物は頂部ヘキサン層に浮いた（図２）。
【００３７】
［実施例２−油膨潤性複合物］
油膨潤性材料を使った場合の有効性をテストするため、ＰＬＩＯＬＩＴＥＤＦ０１（登録商標）（ビニールトルエンアクリル共重合体樹脂ゲル，Ｏｍｎｏｖａ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，フェアローン，オハイオ州）をディーゼル燃料と混合し、２００ｏＦ（９３．３℃）まで加熱した。ＰＬＩＯＬＩＴＥＤＦ０１（登録商標）は、油分を吸収し、高温で膨張するポリマである。図３は、膨張前（左側画像）と膨張後（右側画像）のＰＬＩＯＬＩＴＥ（登録商標）の顕微鏡画像を示す。膨張したポリマはゲルを形成した。
【００３８】
複合物密度を下げて原油の密度より低くするために、図４に示すように、ポリマ（非膨張）を水及びマイクロガラスバブルに混合してペーストを生成した。ペーストの粘度を、追加する水の量で調節し、配管を介してペーストを圧送することができた。各成分の密度にペーストのかさ（嵩）中の各成分の体積分率を乗じ、ペーストのかさ（嵩）体積で除して、その各々の合計としてペーストの密度を算出した。複合物ペーストの密度はディーゼル燃料の密度よりも小さく、その範囲は０．５８グラム／ミリリットル（ｇ／ｍｌ）から０．７５ｇ／ｍｌであり、ポリマとマイクロガラスバブルとの比率によって異なる。図５は、ディーゼル燃料の表面に浮かぶ複合物の一滴を示す。次に、ディーゼル燃料の上にある複合物をオーブンで２００ｏＦまで加熱して、図６に示すように、下にある流体を封止する化学システムを生成した。
【００３９】
さらに、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ）を用いて研究を行って、ＰＬＩＯＬＩＴＥＤＦ０１（登録商標）ポリマの密度を下げた。ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）は非常に低密度の中空ポリマバブルの材料である。４立方センチメートル（ｃｃ）の水に入れた３ｇのＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）ＤＥと１ｇのＰＬＩＯＬＩＴＥＤＦ０１（登録商標）との混合物の密度はディーゼル燃料の密度より低く、摂氏９５ｏ（Ｃ）まで加熱した後、図７に示すように、混合物はディーゼル燃料の上にシールを形成した。
【００４０】
［他の実施の形態］
本願は詳細な説明と併せて述べられているが、先の説明は例示を意図したものであり、本願の範囲を限定するものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義されることを理解されたい。他の態様、利点、及び改変は、以下の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    油井
１２    ＥＳＰ
１４    モータ
１６    シール部
１８    ポンプ組立体
２０    ケーブル
２２    コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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