MX338668B

Radiation-induced thickening and radiation-induced triggering for set-on-command sealent compositions and methods of use.

Abstract

The present invention includes methods and compositions relating to the setting of fluids or slurries in a wellbore. In one embodiment, a method of isolating a portion a wellbore includes preparing a sealant composition having a fluid component, a polymeric additive constituent, and a set modifier component. The sealant composition is placed into a wellbore and subjected to ionizing radiation. The ionizing radiation can cause bonding between polymeric additive constituents and create a polymer matrix within the sealant composition that increases the mechanical strength of the sealant composition. The ionizing radiation also alters the set modifier component, triggering the thickening of the sealant composition.

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13 claims: 6 independent, 7 dependent

  1. 1
    CLAIMS REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:Having described the invention as above, the content of the following claims is claimed as property: A wellhead isolation method within an underground formation comprising: Un método de aislamiento de boca de pozo dentro de una formación subterránea que comprende: colocar una composición selladora que comprende un aditivo polimérico, que es seleccionado de un poli(alquileneóxido), poli(pirrolidona de vinilo), poli (alcohol vinílico), una poliacrilamida, un poliacrilato, poli(vinilmetiléter) y combinaciones de los mismos;y un modificador del asentamiento, seleccionado de un grupo que consiste de un acelerador, un agente oxidante, un retardador del asentamiento, un retardador sensibilizado y combinaciones de los mismos;en una boca de pozo que penetra una formación subterránea y someter la composición selladora a radiación ionizante. placing a sealant composition comprising a polymeric additive, which is selected from a poly (alkylene oxide), poly (vinyl pyrrolidone), poly (vinyl alcohol), a polyacrylamide, a polyacrylate, poly (vinyl methyl ether) and combinations thereof;and a settling modifier, selected from a group consisting of an accelerator, an oxidizing agent, a settling retarder, a sensitized retarder, and combinations thereof;in a wellhead penetrating an underground formation and subjecting the sealing composition to ionizing radiation.
  2. 7
    An agreement method 7. Un método de acuerdo 20 reivindicación precedente, cualquier componente con en el cual el polimérico es un aglutinante, una capa de encapsulación o una combinación de los mismos, el cual inhibe la liberación de uno o más modificadores de del asentamiento. twenty preceding claim, any component with which the polymer is a binder, an encapsulation layer or a combination thereof, which inhibits the release of one or more settling modifiers.
  3. 9
    9, en el cual se selecciona el componente polimérico a partir del grupo que consiste en:poliisobutileno, fluoroelastómeros, caucho de silicona, politetrafuoroetileno, poliacetales, copolímeros de polipropileno-etileno, polimetilpenteno, polimetilmetacrilato, propileno etileno fluorado, celulosa acetato, polimetilacrilonitrilo, polihexilsulfona, celulosa acetato butirato y combinaciones poliésteres, polipropileno, de los mismos. 9, in which the polymeric component is selected from the group consisting of: polyisobutylene, fluoroelastomers, silicone rubber, polytetrafuoroethylene, polyacetals, polypropylene-ethylene copolymers, polymethylpentene, polymethylmethacrylate, propylene fluoroethylene, polymethylacrylonitrile, , cellulose acetate butyrate and polyester, polypropylene combinations thereof. 11. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el modificador del asentamiento comprende un acelerador añadido en una cantidad que oscila desde, aproximadamente, 0,1% hasta alrededor de 20% según el peso de la composición selladora. eleven. A method according to any preceding claim, in which the settlement modifier comprises an added accelerator in an amount ranging from about 0.1% to about 20% depending on the weight of the sealant composition. 12. A method according to any preceding claim, in which the modifier of the 12. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el modificador del 109 Settlement comprises a settling retarder added in an amount ranging from about 0.1% to about 10% depending on the weight of the sealant composition. 109 asentamiento comprende un retardador del asentamiento añadido en una cantidad que oscila desde, aproximadamente, 0,1% hasta alrededor de 10% según el peso de la composición selladora. I λ Α ΡΤ ÍJ.Va.1. I λ Α ΡΤ ÍJ.Va.1. INS. '.' Tl'T'J MEXÍCAAO / ί'CELA f'kGL.ELV.OC ~ I.MDUSTÍUAL INS.'.'Tl'T'J MEXÍCAAO /ί'CELA f'kGL.ELV.O C ~I.MDUSTÍUAL 13. A method according to any preceding claim, wherein the settling modifier comprises an oxidizing agent added in an amount ranging from about 0.05% to about 5% depending on the weight of the sealant composition. 13. Un método de acuerdo con cualquier 5 reivindicación precedente, en el que el modificador del asentamiento comprende un agente oxidante añadido en una cantidad que oscila desde, aproximadamente, 0,05% hasta alrededor de 5% según el peso de la composición selladora. 14. A method according to any one of Claims 3 to 13, in which subjecting the sealing composition to ionizing radiation enables an oxidizing agent to degrade a retarder and reduce its retarding effect. 14. Un método de acuerdo con una cualquiera de las 10 reivindicaciones 3 a la 13, en el cual someter la composición selladora a radiación ionizante permite a un agente oxidante degradar un retardador y reducir su efecto retardante. 15. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 14, en el cual el material fifteen. A method according to any one of claims 2 to 14, in which the material 15 sensibilizador comprende un compuesto de boro. fifteen sensitizer comprises a boron compound. 16. A method according to any preceding claim, in which the polymeric additive is a homopolymer, a copolymer, a terpolymer, a hyperbranch, a dendritic polymer or a comb polymer. 16. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el aditivo polimérico es un homopolímero, un copolímero, un terpolímero, un hiperramificado, un polímero dendrítico o un polímero peine 20 que contiene dos o más grupos colgantes polialquilenoxido de longitud de cadena diferente. twenty containing two or more polyalkylene oxide pendant groups of different chain length . 17. A method according to any preceding claim, in which the polymeric additive is a comb polymer having anchor groups of 17. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el aditivo polimérico es un polímero de peine que tiene grupos de anclaje de 25 cement and hanging ionizable dispersing groups. 25 cemento y grupos dispersantes ionizables colgantes. tí 1Γ you 1Γ ... V ... V· 110 agreement or an oli to whoever 110 acuerdo u un ólí al quier 18. A method of 18. Un método de IM í N S7 i τ J7 - ) Μ Ί /.iΙ.ΛΛ 'D De LA rkOPiEC.· D l?«üli3T¡UAL reivindicación precedente, en el cual la composición selladora comprende además uno o seleccionados del grupo que consiste en: una resina, un cemento, un lodo de perforación ajustable, un fluido de pérdida de circulación, un fluido de conformidad y combinaciones de los mismos. IM í N S7 i τ J7 -) Μ Ί /.iΙ.ΛΛ 'D From LA rkOPiEC. · D l? «Üli3T¡UAL preceding claim, in which the sealing composition further comprises one or selected from the group consisting of: a resin, a cement, an adjustable drilling mud, a loss of circulation fluid, a compliance fluid, and combinations thereof. 19. A method according to any preceding claim, in which the ionizing radiation is selected from the group consisting of: alpha rays, beta rays, gamma rays, neutron rays, proton rays, UV rays, X-rays and combinations of the themselves. 19. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la radiación ionizante se selecciona entre el grupo que consiste de: rayos alfa, rayos beta, rayos gamma, rayos de neutrones, rayos de protones, rayos UV, rayos X y combinaciones de los mismos. mas componentes more components 20. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la composición selladora comprende, además, al menos un material centelleador, capaz de emitir radiación secundaria al exponerse a la radiación ionizante, que se selecciona del grupo que consiste de: LiF/ZnS:Ag, Li-glass, LiI:Eu, NaI:Tl+, BÍ4Ge30i2 (GSO) , Gd2SiOs:Ce3+, ZnS:Ag, Csl, Nal, BaF2, CaF2:E, GS0:Ce, Yal: CaTiO3:Ce y combinaciones de los mismos. twenty. A method according to any preceding claim, in which the sealing composition further comprises at least one scintillating material, capable of emitting secondary radiation upon exposure to ionizing radiation, which is selected from the group consisting of: LiF / ZnS: Ag, Li-glass, LiI: Eu, NaI: Tl+, BÍ4Ge30i2 (GSO), Gd2SiOs: Ce3+, ZnS: Ag, Csl, Nal, BaF2, CaF2: E, GS0: Ce, Yal: CaTiO3: Ce and combinations thereof. 21. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la radiación ionizante que se emite desde una fuente de neutrones de alto flujo, se selecciona del grupo que consiste de: plutonio-berilio, americio-berilio, americio-litio y combinaciones de los lll twenty-one. A method according to any preceding claim, in which the ionizing radiation emitted from a high flux neutron source is selected from the group consisting of: plutonium-beryllium, americium-beryllium, americium-lithium, and combinations of the lll IMPI IMPI INSTITUTO MEXICANO O£ LZ. PROPIEDAD mismos. —..... MEXICAN INSTITUTE O £ LZ. PROPERTY themselves. —..... 22. A method according to any preceding claim, in which the ionizing radiation is emitted from a high flux neutron source comprising a neutron generator based accelerator. 22. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la radiación ionizante se emite desde una fuente de neutrones de alto flujo que comprende un acelerador basado en generador de neutrones. 2. 3. A method according to any preceding claim, in which the sealing composition further comprises a radiocatalytic material. 23. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la composición selladora comprende además un material radiocatalítico. 24. A method according to claim 23, wherein subjecting the radiocatalytic material increases the radiolysis of water after exposure to ionizing radiation and produces radiolysis products such as hydroxyl radicals and solvated electrons. 24. Un método de acuerdo con la reivindicación 23, en el cual someter el material radiocatalítico aumenta la radiólisis del agua después de la exposición a la radiación ionizante y produce productos de radiólisis tales como los radicales hidroxilos y los electrones solvatados. 25. A method according to claim 24, in which the radiolysis products induce the formation of the polymeric radicals within the polymeric additive which combine through crosslinking, to produce a gelation of the polymer chains. 25. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, en el cual los productos de radiólisis inducen la formación de los radicales poliméricos dentro del aditivo polimérico que se combinan a través de reticulación, para producir una gelificación de la cadenas de polímero. 26. A method according to any one of claims 23 to 25, in which the radiocatalytic material comprises at least one metal oxide. 26. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 23 a la 25, en el cual el material radiocatalítico comprende, al menos, un óxido de metal. 27. A method according to any one of claims 23 to 26, in which the radiocatalytic material is selected from the group consisting of: 27. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 23 a la 26, en el cual el material radiocatalítico se selecciona del grupo que consiste de: T1O2, SÍO2, AIO2, CeO2, ZeO2, BeO and combinations of T1O2, SÍO2, AIO2, CeO2, ZeO2, BeO y combinaciones de los 112 my smo s. ————— 112 m i smo s . ————— 28. A method according to any preceding claim, in which the sealing composition comprises a radiocatalytic material and a material 28. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la composición selladora comprende un material radiocatalítico y un material 5 sensitizer. 5 sensibilizador. 29. A method according to any one of claims 23 to 28, in which the sealing composition comprises a radiocatalytic material, a sensitizing material and one or more metal oxide. 29. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 23 a la 28, en el cual la composición selladora comprende un material radiocatalítico, un material sensibilizador y uno o más de óxido de metal.
  4. 11
    15 material menos sensibilizador que comprende, al menos, una sal de estaño y al menos, un óxido de metal seleccionado del grupo que consiste en:AI2O3, CEO2, ZnO, BeO, NiO, S1O2 y combinaciones de los mismos. fifteen less sensitizing material comprising at least one tin salt and at least one metal oxide selected from the group consisting of: AI2O3, CEO2, ZnO, BeO, NiO, S1O2, and combinations thereof. 31. A method according to any 31. Un método de acuerdo con cualquier
  5. 12
    20 reivindicación precedente, en el cual la composición selladora comprende un material sensibilizador. twenty preceding claim, in which the sealing composition comprises a sensitizing material. 32. A method according to any one of claims 2 to 31, in which the sensitizing material can catalyze the crosslinking of the additive 32. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 31, en el cual el material sensibilizador puede catalizar la reticulación del aditivo
  6. 13
    25 polymeric in conditions of ionizing radiation. 25 polimérico en condiciones de radiación ionizarte. 113 113 33. A method according to any one of claims 2 to 32, in which the sensitizing material comprises at least one tin salt. 33. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 32, en el cual el material sensibilizador comprende, al menos, una sal de estaño. 3. 4. A method according to any one of claims 2 to 33, in which the sensitizing material is selected from the group consisting of:tin chloride, tin sulfate and combinations thereof. 34. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 33, en el cual el material sensibilizador se selecciona del grupo que consiste de: cloruro de estaño, sulfato de estaño y combinaciones de los mismos. 35. A method according to any one of claims 2 to 34, in which the sealing composition comprises a sensitizing material and one or more metal oxide. 35. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 34, en el cual la composición selladora comprende un material sensibilizador y uno o más de óxido de metal. 36. A method according to any one of claims 2 to 35, in which the one or more metal oxide is selected from the group consisting of: AI2O3, CEO2, ZnO, BeO, NiO, S1O2, and combinations thereof . 36. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 35, en el cual que el uno o más óxido de metal se selecciona del grupo que consiste en: AI2O3, CEO2, ZnO, BeO, NiO, S1O2 y combinaciones de los mismos. 37. A method according to any preceding claim, in which the sealing composition comprises one or more ethylenically unsaturated monomers, which is polymerizable by ionizing radiation. 37. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la composición selladora comprende uno o más monómeros etilénicamente insaturado, el cual es polimerizable mediante radiación ionizante. 38. A method according to claim 37, in which the one or more ethylenically unsaturated monomer can be any monomer containing one or more group 38. Un método de acuerdo con la reivindicación 37, en el cual el uno o más monómero etilénicamente insaturado puede ser cualquier monómero que contiene uno o más grupo CH2 = C <, which are polymerizable by ionizing radiation. CH2=C<, que son polimerizable mediante radiación ionizante. 114 114 39. A method according to the τ-ρινίηΓΚ ^ Ηήη 37 Λ 39. Un método de acuerdo con la τ-ρινίηΓΚ^Ηήη 37 Λ 38, en el cual el uno o más monómero etilénicamente insaturado se selecciona del grupo que consiste en: monómeros de vinilo, ésteres insaturados de ácidos orgánicos, ácidos insaturados, 38, in which the one or more ethylenically unsaturated monomer is selected from the group consisting of: vinyl monomers, unsaturated esters of organic acids, unsaturated acids, 5 unsaturated amides and combinations thereof. 5 amidas insaturadas y combinaciones de los mismos. 40. A method according to any one of claims 2 to 39, in which the one to more ethylenically unsaturated monomer is selected from the group consisting of: N-vinyl-2-pyrrolidone, 2-hydroxyethyl acrylate, 40. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a la 39, en el cual el uno a más monómero etilénicamente insaturado se selecciona del grupo que consiste en: N-vinil-2-pirrolidona, 2-hidroxietil acrilato, 10 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, and combinations thereof. 10 2-hidroxietilo metacrilato, ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilamida, metacrilamida y combinaciones de los mismos. 41. A method according to any preceding claim, in which the sealing composition 41. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la composición selladora 15 comprende además un barredor de oxígeno o antioxidante. fifteen It also includes an oxygen scavenger or antioxidant. 42. A method according to claim 41, in which the oxygen scavenger is selected from the group consisting of: tin salts, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium, 42. Un método de acuerdo con la reivindicación 41, en el cual el barredor de oxigeno se selecciona de entre el grupo consiste en: sales de estaño, tetraquis(hidroximetil)fosfonio, 20 tetraquis(hidroximetil)fosfonio sulfato, formaldehído sulfoxialte de sodio, dióxido de tiourea, diotionite de sodio, hidrato hidroximetanosulfinate de sodio, sodio hidrosulfito (ditionito de sodio), ácido formamidinesulfinico (dióxido de tiourea) y combinaciones de los mismos. twenty tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium sulfate, formaldehyde sodium sulfoxialte, thiourea dioxide, sodium diothionite, sodium hydroxymethanesulfinate hydrate, sodium hydrosulfite (sodium dithionite), formamidinesulfinic acid (thiourea dioxide), and combinations thereof. 43. A method according to any 43. Un método de acuerdo con cualquier 115 preceding claim, in which the polymeric additive contains at least one functional group that can bind to the surface of the cement particles and a second functional group that is soluble in water and can form crosslinks or crosslinks when exposed to ionizing radiation. 115 reivindicación precedente, en el cual el aditivo polimérico contiene, al menos, un grupo funcional que se puede unir a la superficie de las partículas de cemento y un segundo grupo funcional que es soluble en agua y puede formar enlaces cruzados o reticulaciones cuando se expone a la radiación ionizante. 44. A method according to any preceding claim, in which the sealing composition further comprises photocatalytic particles capable of improving the degradation of the polymer component after exposure to ionizing radiation. 44. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la composición selladora comprende, además, partículas fotocatalíticas capaces de mejorar la degradación del componente polimérico tras la exposición a la radiación ionizante. 45. Un método de acuerdo con la reivindicación 44, en el cual las partículas fotocatalíticas se seleccionan del grupo que consiste de T1O2, T1O2 dopado y combinaciones de los mismos. Four. Five. A method according to claim 44, in which the photocatalytic particles are selected from the group consisting of T1O2, doped T1O2, and combinations thereof. 46. A method according to any preceding claim, which further comprises a bridging agent capable of reacting with the polymeric additive. 46. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, el cual comprende, además, un agente puente capaz de reaccionar con el aditivo polimérico. 47. A method according to claim 46, wherein the bridging agent is selected from the group consisting of: ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, poly methyl vinyl ether, polyacrylamide, polyols (alcohols containing multiple groups hydroxyl functional), polyacrylates and combinations thereof. 47. Un método de acuerdo con la reivindicación 46, en el cual el agente puente se selecciona de entre el grupo que consiste en: etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, polivinilpirrolidona, alcohol polivinílico, éter poli metil vinil, poliacrilamida, polioles (alcoholes que contienen múltiples grupos funcionales hidroxilo), poliacrilatos y combinaciones de los mismos. 116 116 DE LA ?KO?ílI-'. FROM THE? KO? ÍlI- '. INDU3TSI INDU3TSI 48. A method according to any preceding claim, which further comprises a multi-functional crosslinking or crosslinking agent. 48. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, el cual comprende, además, un agente de reticulación o entrecruzamiento multifuncional. 49. A method according to claim 48, 49. Un método de acuerdo con la reivindicación 48, 5 in which the multifunctional crosslinking agent is selected from the group consisting of: poly (ethylene glycol) diacrylates, poly (ethylene glycol) dimethacrylates, trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), ethoxylated TMPTA, trimethylolpropane trimethacrylate, 5 en el cual el agente de reticulación multifuncional se selecciona del grupo que consiste de: diacrilatos poli(etilenglicol), dimetacrilatos poli(etilenglicol) , trimetilolpropano triacrilato (TMPTA), TMPTA etoxilado, trimetacrilato trimetilolpropano, 10 trimethylolpropanotriacrylate, hexanediol diacrylate, N, Nmethylene bisacrylamide, hexanedioldivinylether, triethylene glycol diacrylate, pentaerythritoltriacrylate, tripropylene glycol diacrylate, 1,3,5-triallyl-l, 3,5-triazine2,4, 5, 1, 5 4.6 Triallyloxy-l, 3,5-triazine, bisphenol A 10 trimetilolpropanotriacrilato, hexanodiol diacrilato, N,Nmetilen bisacrilamida, hexanedioldivinileter, trietilenglicol diacrilato, pentaeritritoltriacrilato, tripropilenglicol diacrilato, 1,3,5-trialilo-l,3,5-triazina2,4,6(1H,3H,5H)triona, 2,4,6Trialliloxi-l,3,5-triazina, bisfenol A 15 diacrilato alcoxilado, similares y mezclas de los mismos. fifteen alkoxylated diacrylate, the like, and mixtures thereof. - 117 - - 117 -