КОМПОЗИЦИЯ РАЗБУХАЮЩЕГО ПАКЕРА С ЗАДЕРЖКОЙ СРАБАТЫВАНИЯ

1. Скважинный герметизирующий материал, включающий:
композицию, содержащую:
полимер;
абсорбент;
первичную сшитую сетчатую структуру, включающую первичные связи между цепями полимера; и
вторичную сшитую сетчатую структуру, которая является недолговечной.
2. Скважинный герметизирующий материал по п. 1, в котором вторичная сшитая сетчатая структура включает вторичные связи между абсорбентом и сшивающим реагентом.
3. Скважинный герметизирующий материал по п. 2, в котором вторичные связи являются нестабильными сравнительно с первичными связями.
4. Скважинный герметизирующий материал по п. 3, в котором вторичные связи представляют собой ковалентные связи, ионные связи, водородные связи, физические связи, или их комбинацию.
5. Скважинный герметизирующий материал по п. 3, в котором вторичные связи разрываются при величине рН от около 8 до около 10.
6. Скважинный герметизирующий материал по п. 3, в котором вторичные связи разрушаются при температуре от около 95°С до около 150°С.
7. Скважинный герметизирующий материал по п. 3, в котором вторичные связи разрушаются при давлении от около 20 МПа до около 105 МПа.
8. Скважинный герметизирующий материал по п. 2, в котором сшивающий реагент выбирают из титаната, цирконата, аминокарбоновой кислоты, металлохелата, акрилата, бората, кеталя или их комбинации.
9. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором сшивающий реагент представляет собой титанат, который имеет структуру, приведенную формулой 1,
Формула 1
,
в которой "А" представляет атом галогена или кислорода;
1
2
3
4
2
R, R, R и R независимо представляют атом водорода, необязательно замещенный алкил, необязательно замещенный фторалкил, необязательно замещенный циклоалкил, необязательно замещенный гетероциклоалкил, необязательно замещенный арил, необязательно замещенный арилалкил, необязательно замещенный гетероарил, необязательно замещенный гетероарилалкил, необязательно замещенный, необязательно замещенный алкенил, необязательно замещенный алкинил, необязательно замещенный NH, необязательно замещенную аминогруппу, необязательно замещенную алкиленаминогруппу, необязательно замещенную ариленаминогруппу, необязательно замещенную алкениленаминогруппу; и
4
R не присутствует, если "А" представляет собой галоген.
10. Скважинный герметизирующий материал по п. 9, в котором титанат выбирают из бис(ацетилацетонато)диизопропоксида титана(IV); изопропоксида титана(IV); бутоксида титана(IV); этоксида титана(IV); хлортриизопропоксититана(IV); бис(аммонийлактато)дигидроксида титана(IV); трет-бутоксида титана(IV); 2-этилгексилоксида титана(IV); изопропоксида титана(IV); метоксида титана(IV); пропоксида титана(IV); (триэтаноламинато)изопропоксида титана(IV); 2-этилгексилоксида титана(IV); тетрагидрофурфурилоксида титана(IV); бис(2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандионато)диизопропоксида титана(IV); тетра-2-этилгексаноата титана(IV); октиленгликолята титана; или их комбинации.
11. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором титанат присутствует в количестве от около 0,01 вес.% до около 10 вес.% в расчете на вес полимера.
12. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором сшивающий реагент представляет собой цирконат, который имеет структуру, приведенную формулой 2,
Формула 2
в которой "А" представляет атом галогена или кислорода;
1
2
3
4
R, R, R и R независимо представляют собой атом водорода,
2
необязательно замещенный алкил, необязательно замещенный фторалкил, необязательно замещенный циклоалкил, необязательно замещенный гетероциклоалкил, необязательно замещенный арил, необязательно замещенный арилалкил, необязательно замещенный гетероарил, необязательно замещенный гетероарилалкил, необязательно замещенный, необязательно замещенный алкенил, необязательно замещенный алкинил, необязательно замещенный NH, необязательно замещенную аминогруппу, необязательно замещенную алкиленаминогруппу, необязательно замещенную ариленаминогруппу, необязательно замещенную алкениленаминогруппу; и
4
R не присутствует, если "А" представляет галоген.
13. Скважинный герметизирующий материал по п. 12, в котором цирконат выбирают из ацетилацетоната циркония(IV); акрилата циркония(IV), бутоксида циркония(IV), трет-бутоксида циркония(IV), карбоната циркония(IV); основного карбоната циркония(IV); карбоксиэтилакрилата циркония(IV), бис(2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандионато)диизопропоксида циркония; этоксида циркония(IV); пропоксида циркония(IV); метоксида циркония(IV); основного ацетата циркония(IV); бис(диэтилцитрато)дипропоксида циркония(IV); изопропоксида циркония(IV); трифторацетилацетоната циркония(IV); или их комбинации.
14. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором цирконат присутствует в количестве от около 0,01 вес.% до около 10 вес.% в расчете на вес полимера.
15. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором сшивающий реагент представляет собой аминокарбоновую кислоту, которую выбирают из аланина; 1,2-бис-(орто-аминофенокси)этан-Ν,Ν,Ν',Ν'-тетрауксусной кислоты; 1,2-диаминоциклогексан-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты; 1,4,7,10-тетраазациклододекан-N,N',N''-триуксусной кислоты; 2,2',2'',2'''-(1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетраил)-тетрауксусной кислоты; диэтилентриаминпентауксусной кислоты; этилендиамин-N,N'-бис(2-гидроксифенил)уксусной кислоты; этилендиаминтетрауксусной кислоты; этилен-бис(оксиэтиленнитрило)-тетрауксусной кислоты; 2-{6-[бис(карбоксиметил)амино]-5-(2-{2-[бис(карбоксиметил)амино]-5-метилфенокси}этокси)-1-бензофуран-2-ил}-1,3-оксазол-5-карбоновой кислоты; N,N'-ди-(2-гидроксибензил)этилендиамин-N,N'-диуксусной кислоты; (гидроксиэтил)этилендиаминтриуксусной кислоты; 1,4,7-трис(карбоксиметил)-10-(2'-гидрокси)пропил)-1,4,7,10-тетраазоциклодекана; иминодиуксусной кислоты; 2-[4-(бис(карбоксиметил)амино)-3-[2-[2-(бис(карбоксиметил)амино)-5-метилфенокси]этокси]фенил]-1H-индол-6-карбоновой кислоты; (метилимино)диуксусной кислоты; 2,2',2''-(1,4,7-триазанонан-1,4,7-триил)триуксусной кислоты; нитрилотриуксусной кислоты; 2,2',2'',2'''-(1,4,8,11-тетраазациклотетрадекан-1,4,8,11-тетраил)-тетрауксусной кислоты; 3,6,9,12-тетракис(карбоксиметил)-3,6,9,12-тетраазатетрадекандиовой кислоты; их производных; их солей; или их комбинации.
16. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором аминокарбоновая кислота присутствует в количестве от около 0,01 вес.% до около 10 вес.% в расчете на вес полимера.
17. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором сшивающий реагент представляет собой металлохелат, который включает металл, связанный с хелатирующим соединением, выбранным из лактата, малата, цитрата, аминокарбоновой кислоты по п. 15, или их комбинации.
18. Скважинный герметизирующий материал по п. 17, в котором металл выбирают из натрия, калия, магния, кальция, стронция, бария, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цинка, циркония, серебра, кадмия, олова, ртути, свинца, алюминия, тория, или их комбинации.
19. Скважинный герметизирующий материал по п. 17, в котором металлохелат представляет собой:
хелатный комплекс титана, выбранный из ацетилацетоната титана, триэтаноламинного комплекса титана, лактата титана, (диаммонийлактат) титаната, цитрата титана, комплекса "титан-EDTA", комплекса "титан-BAPTA", комплекса "титан-DCTA", комплекса "титан-D03A", комплекса "титан-DTPA", комплекса "титан-EGTA", комплекса "титан-HBED", комплекса "титан-HEDTA", комплекса "титан-HP-DO3A", комплекса "титан-Indo-1", комплекса "титан-NOTA", комплекса "титан-TETA", комплекса "титан-TTHA", или их комбинации;
хелатный комплекс циркония, выбранный из ацетилацетоната циркония, триэтаноламинного комплекса циркония, лактата циркония, (диаммонийлактат) цирконата, цитрата циркония, комплекса "цирконий-EDTA", комплекса "цирконий-BAPTA", комплекса "цирконий-DCTA", комплекса "цирконий-DО3A", комплекса "цирконий-DTPA", комплекса "цирконий-EGTA", комплекса "цирконий-HBED", комплекса "цирконий-HEDTA", комплекса "цирконий-HP-DO3A", комплекса "цирконий-Indo-1", комплекса "цирконий-NOTA", комплекса "цирконий-TETA", комплекса "цирконий-TTHA", или их
комбинации; или
их комбинации.
20. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором металлохелат присутствует в количестве от около 0,01 вес.% до около 10 вес.% в расчете на вес полимера.
21. Скважинный герметизирующий материал по п. 17, в котором металл металлохелата связан с полимером.
22. Скважинный герметизирующий материал по п. 17, в котором атом углерода или кислорода хелатирующего соединения в металлохелате связан с полимером.
23. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором сшивающий реагент представляет собой акрилат, который выбирают из диакрилата 1,4-бутандиола, диметакрилата 1,4-бутандиола, диакрилата 1,3-бутиленгликоля, диметакрилата 1,3-бутиленгликоля, диакрилата диэтиленгликоля, диметакрилата диэтиленгликоля, диакрилата этиленгликоля, диметакрилата этиленгликоля, диакрилата этоксилированного бисфенола А, диметакрилата этоксилированного бисфенола А, диакрилата 1,6-гександиола, диметакрилата 1,6-гександиола, диметакрилата неопентилгликоля, диакрилата полиэтиленгликоля, диметакрилата полиэтиленгликоля, диакрилата триэтиленгликоля, диметакрилата триэтиленгликоля, диакрилата трипропиленгликоля, диакрилата тетраэтиленгликоля, диметакрилата тетраэтиленгликоля, пентаакрилата дипентаэритрита, тетраакрилата пентаэритрита, триакрилата пентаэритрита, триакрилата триметилолпропана, триметакрилата триметилолпропана, циклопентадиенилдиакрилата, триакрилата трис(2-гидроксиэтил)изоцианурата, триметакрилата трис(2-гидроксиэтил)изоцианурата, или их комбинации.
24. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором акрилат присутствует в количестве от около 0,01 вес.%  до около 10 вес.% в расчете на вес полимера.
25. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором сшивающий реагент представляет собой борат, который представляет собой собой тетраборат натрия, борную кислоту, метаборат кальция, метаборат натрия, метаборат калия, тетраборат калия, тетраборат натрия, тетрагидрат метабората натрия, декагидрат тетрабората натрия, или их комбинацию.
26. Скважинный герметизирующий материал по п. 8, в котором сшивающий реагент представляет собой кеталь, который имеет следующую формулу:
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
в которой "m" и "n" независимо представляют целое число от 1 до 10; радикалы R, R, R, R, R, R, и R независимо представляют низший алкил, алкенил, или арил; и любые из радикалов R, R, R, R могут быть связаны друг с другом с образованием циклической структуры.
27. Скважинный герметизирующий материал по п. 26, в котором кеталь представляет собой 2,2-диметоксипропан, 2,2-бис(этенилокси)пропан, 2,2-диметил-1,3-диоксолан, 1-этокси-1-метоксициклопентан, 2-бис[2,2'-ди(N-винилформамидо)этокси]пропан (BDEP), 2-(N-винилформамидо)этиловый простой эфир (NVFEE), N-этенил-N-[(2-{2-[этенил(формил)амино]этокси}этокси)метил]формамид или их комбинацию.
28. Скважинный герметизирующий материал по п. 1, в котором первичная сшитая сетчатая структура представляет собой продукт сшивания полимера серой.
29. Скважинный герметизирующий материал по п. 1, в котором первичная сшитая сетчатая структура представляет собой продукт сшивания полимера пероксидом.
30. Скважинный герметизирующий материал по п. 1, в котором полимер включает нитрильный полимер.
31. Скважинный герметизирующий материал по п. 1, в котором сополимер представляет собой акриламидный сополимер.
32. Скважинный герметизирующий материал по п. 1, в котором композиция дополнительно включает целлюлозный материал.
33. Скважинный герметизирующий материал по п. 32, в котором целлюлозный материал представляет собой карбоксиметилцеллюлозу.
34. Способ регулирования скорости разбухания скважинного герметизирующего материала, включающий стадии, в которых:
размещают скважинный герметизирующий материал, включающий полимер и абсорбент, в стволе скважины;
сохраняют первичную сшитую сетчатую структуру полимера; и
разлагают вторичную сшитую сетчатую структуру абсорбента сообразно условиям для регулирования скорости разбухания скважинного герметизирующего материала.
35. Способ по п. 34, дополнительно включающий стадию, на которой стимулируют вторичную сшитую сетчатую структуру для повышения скорости разбухания скважинного герметизирующего материала.
36. Способ по п. 34, дополнительно включающий стадию, на которой герметизируют ствол скважины скважинным герметизирующим материалом сообразно разложению вторичной сшитой сетчатой структуры.
37. Способ по п. 34, в котором скважинный герметизирующий материал разбухает с первой скоростью до разложения вторичной сшитой сетчатой структуры, и разбухает со второй скоростью после разложения вторичной сшитой сетчатой структуры.
38. Способ по п. 37, в котором первая скорость является меньшей или равной второй скорости.
39. Способ по п. 37, в котором первая скорость является большей, чем вторая скорость.
40. Способ по п. 34, в котором условие выбирают из изменения величины рН, температуры, давления, солености, или их комбинации.
41. Композиция, включающая:
полимер;
сополимер;
целлюлозный материал;
первичную сшитую сетчатую структуру; и
вторичную сшитую сетчатую структуру, которая является нестабильной по сравнению с первичной сшитой сетчатой структурой.
42. Система для герметизации ствола скважины, включающая:
скважинный герметизирующий материал, включающий:
полимер;
абсорбент;
первичную сшитую сетчатую структуру, включающую связи между цепями полимера; и
вторичную сшитую сетчатую структуру, включающую связи между абсорбентом и сшивающим реагентом, причем вторичная сшитая сетчатая структура является недолговечной; и
расщепляющий реагент для разложения вторичной сшитой сетчатой структуры.
43. Система по п. 42, в которой расщепляющий реагент выбирают из кислоты, основания, металла, хелатирующего соединения, брейкера, рассола или их комбинации.