[发明专利]井下条件下热塑性复合材料的降解控制

说明书

在一个方面，组合物可以包括可降解聚合物复合材料，和制造聚合物复合材料的方法，其中所述可降解聚合物复合材料包含由一种或多种与一种或多种内部催化剂共混的聚合物形成的基质。另一方面，在井筒中使用可降解聚合物复合材料的方法可包括将可降解聚合物复合材料放置在穿过地下地层的井筒中，其中所述可降解聚合物复合材料含有由一种或多种与一种或多种内部催化剂共混的聚合物形成的基质；并使可降解聚合物复合材料与含水流体接触；并使可降解聚合物复合材料至少部分地降解。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月18日提交的标题为“Control of thermoplasticcomposite degradation in downhole conditions”的美国申请序列号62/220497的权益，其通过引用整体并入本文。

背景技术

在地下地层或区域中的天然资源，例如天然气、石油和水可以通过在地层中钻出井筒并同时使各种井筒流体循环来回收。在随后的井筒作业中，许多工具和流体可能被放置在井筒内以执行各种功能。例如，可以使用诸如压裂塞、桥塞和封隔器之类的井筒工具通过建立抵靠着所放置套管或沿着井筒壁的密封件来将地层的一个压力区与另一压力区隔离。

一旦井筒完成，可以在油气生产之前将生产油管和/或筛网放置在地层的一个或多个层段内。在生产作业过程中，采用防砂方法和/或装置来防止地层中的砂粒进入并堵塞生产筛管，以延长井的使用寿命。

在井筒作业的所有阶段中使用的工具可以由适合于在井下环境中遇到的温度和压力下进行活动的各种材料构造。此外，井下工具也可以配备有由性能材料制成的特殊部件，所述性能材料与工具本体的其余部分相同或不同，所述特殊部件例如密封件、人字形密封件、o形环、封隔器元件、垫圈和可移动部件，例如铲斗、套管和坠锤。

发明内容

提供本概述来介绍一系列概念，这些概念将在以下详述中进一步描述。本概述既不意图认定要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图用来帮助限制要求保护的主题的范围。

在一个方面，本公开的实施方案涉及包含可降解聚合物复合材料的组合物，其中所述可降解聚合物复合材料含有由一种或多种与一种或多种内部催化剂共混的聚合物形成的基质。

另一方面，本公开的实施方案涉及使用方法，其包括将可降解聚合物复合材料放置在穿过地下地层的井筒中，其中所述可降解聚合物复合材料包含由一种或多种聚合物形成的基质，所述聚合物与一种或多种内部催化剂共混；并使可降解聚合物复合材料与含水流体接触；并使可降解聚合物复合材料至少部分降解。

另一方面，本公开的实施方案涉及制造方法，其包括将一种或多种内部催化剂与一种或多种可降解聚合物树脂混合；以及通过注射模塑、纤维缠绕、树脂传递模塑、手工铺叠、手工喷涂、压缩模塑或挤出中的至少一种来形成可降解聚合物复合材料，其中所述可降解聚合物复合材料含有由一种或多种与一种或多种内部催化剂共混的聚合物形成的基质。

本方明的其他方面和优势通过以下描述和附加权利要求书而变得显而易知。

附图说明

在下面的详述中，通过本公开的非限制性实例、参考所述的多个附图来进一步描述本公开，其中在附图的几个视图中相同的参考数字表示类似的零件。

图1是显示根据本公开的实施方案的并入催化剂和碳纤维添加剂的图；

图2是根据本公开的实施方案的聚酰胺/ZnCl₂复合材料和玻璃增强材料的热重分析(TGA)光谱的图示；

图3是根据本公开的实施方案的与聚酰胺相比，聚酰胺/ZnCl₂复合材料的差示扫描量热法(DSC)曲线的图示；

图4是根据本公开的实施方案将聚酰胺和聚酰胺/ZnCl₂复合材料进行比较的傅里叶变换红外(FTIR)光谱的图示；