[发明专利]作为用于油气应用的凝胶延迟剂的聚合物电解质络合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2007年3月12日提交的序号60/906,455的美国临时申请并且要求其优先权，该美国临时申请通过引用纳入本申请。

技术领域

本发明涉及油气田应用的组合物和方法。更具体而言，本发明涉及可用于控制和/或延迟水性组合物在地下区域中的凝胶化的组合物。

背景技术

本领域技术人员公知的是，某些聚合物和其它化合物可用在油气田作业中。这样的油气田化学品包括凝胶剂或者交联剂。

Allison等的美国专利No.4,773,481描述了通过使聚亚烷基亚胺和聚亚烷基多元胺(polyalkylenepolyamine)的水溶性聚合物与某些阴离子型或者能够水解形成阴离子型聚合物的聚合物交联而使地层渗透性降低的方法。所述阴离子型聚合物的实例有：聚丙烯酰胺和烷基聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺和烷基聚丙烯酰胺与乙烯、丙烯和苯乙烯的共聚物；聚马来酸酐；和聚丙烯酸甲酯；以及其水解产物。如该专利中所述，当将所述水溶性聚合物和所述阴离子型聚合物混合时，迅速形成粘稠的凝胶。Hardy的美国专利No.6,196,317教导了使用金属离子(例如锆)作为螯合剂以降低凝胶时间。

因此，仍然需要这样的改进方法和组合物：利用水溶性聚合物组分，通过有效并简单地控制所述组分的交联而使地下区域的渗透性降低。在本发明中，使用聚合物电解质络合物作为凝胶剂，但是希望将凝胶化时间延迟一段时间。到目前为止，聚合物电解质已经广泛用于制药业以改善药物递送。参见例如Prokop等，题为Micro-particulate and nano-particulatepolymeric delivery system的美国专利No.6,726,934；Tiyaboonchai等，Formulation and Characterization of Amphotericin B-polyethylenimine-dextransulfate nanoparticles，Int′l Journal of Pharmaceutics，90，902-914(2001)；Tiyaboonchai  等，Insulin containing polyethylenimine-dextran sulfatenanoparticles，Int′l Journal ofPharmaceutics，225，139-151(2003)。本发明涉及这样的聚合物电解质络合物作为控制凝胶剂或者延迟凝胶剂的新用途。

发明内容

本发明涉及用于控制和延迟地下区域中的凝胶化的新型组合物。所述组合物包括：聚合物电解质(polyelectrolyte)凝胶剂，其包含与聚合物阳离子(polycation)络合的聚合物阴离子(polyanion)；和能够被所述聚合物电解质凝胶剂交联的水溶性聚合物。所述聚合物电解质络合物形成尺寸在纳米粒子范围内的粒子。在示例性方面中，将包括聚合物阳离子聚乙烯亚胺(“PEI”)和聚合物阴离子葡聚糖硫酸酯(“DS”)的聚合物电解质凝胶剂与可作为935商购得到的水溶性聚合物，即聚(丙烯酰胺-共聚丙烯酸)混合，并且所述组合物几天内缓慢地形成凝胶。PEI缓慢地从所述聚合物电解质络合物离解，然后使935交联。通常在7、8、9、10、11、12或者更多天之后发生凝胶化。

还提供形成本发明的聚合物电解质络合物的方法。通常，将聚合物阴离子和聚合物阳离子一起在溶液中混合并且形成纳米粒子。所述纳米粒子可使用透析或本领域技术人员已知的其它技术分离。

本发明的组合物可用于控制或者延迟地下区域例如油井或者气井中含水溶液的凝胶化。用于将液体或浆料注入到此类井中的各种技术是本领域中已知的并且可用于本发明组合物的注入。

本发明的另外的方面以及其所具有的优点和新特征将在说明书的以下部分阐明，并且在本领域技术人员查看以下内容后，将部分地变得明晰，或者其可从本发明的实践获知。本发明的目的和优点可通过在所附权利要求中具体指出的手段和组合而实现和获得。

附图说明

图1显示改变葡聚糖硫酸酯(“DS”)与壳聚糖(“CS”)的质量比容许根据所用聚合物电解质分子量(参见图例)来控制(A)粒度和(B)ζ电位。当质量比(CS∶DS)接近0.2时形成大的沉淀。在(A)中着重于纳米尺寸范围。

图2是根据实施例1中所述过程制备的DS/CS纳米粒子的透射电子显微镜(“TEM”)图像。