技术摘要：
实施方案提供了一种用于控释在井眼中使用的水泥添加剂的方法。该方法包括以下步骤：将芳香族酰胺胶囊与水泥浆料混合以形成包含添加剂的浆料；以及将该包含添加剂的浆料引入井眼中。通过界面聚合形成芳香族酰胺胶囊，其中芳香族酰胺聚合物形成包封水泥添加剂的半透膜。
背景技术：
在许多井眼中，水泥可以用于在套管和地层之间形成层。由于各种原因，将添加剂 递送到水泥中可能存在问题。首先，添加剂必须与水泥浆料混合，并与浆料一起递送到井下 位置。第二，添加剂必须在极端井下条件下保持完整，以发挥其添加剂的性能。第三，在井下 环境中控制添加剂的释放速率可能存在困难。 基于包封的体系在石油和天然气工业中的诸如化学添加剂保存、小分子释放、颗 粒递送和自密封材料之类的应用中受到关注。使用了许多方法来包封相关的化学添加剂以 用于内容物的控释。示例性的包封材料包括聚合物涂层、无机壳和介孔材料。 当将水泥置于井眼中时，要考虑多种添加剂(通常为大量)并将其添加到浆料中以 满足适合于不同的井眼条件的各种功能需要。然而，即使在将浆料引入井眼中之前，使用大 量的某些添加剂(例如，缓凝剂和降滤失剂)也可能使浆料在地表处不稳定。
技术实现要素：
本申请公开了用于水泥浆料的组合物和方法。具体而言，公开了用于在固井作业 期间控制井下环境的组合物和方法。 实施方案提供了一种用于包封的负载物(cargo)的控释的系统，该系统利用了可 渗透性聚合物壳壁的经设计的特征。使用囊泡或胶囊，可以使水泥添加剂在未经物理或化 学改变的情况下被递送。利用囊泡与各种包封剂的许多组合可以设计各种水泥配方。囊泡 系统特别适用于递送试剂，如化学添加剂和小分子，以在水泥浆料应用中提供有益的相互 作用。这种水泥浆料应用包括在井下放置浆料期间的化学递送和化学添加剂的控释。 在第一方面中，一种用于包封在井眼中使用的水泥添加剂的方法包括将连续溶剂 和表面活性剂混合以产生连续相的步骤。该方法包括将分散溶剂、分散单体和水泥添加剂 混合以产生分散相的步骤。分散溶剂和连续溶剂不混溶。该方法包括以下步骤：将连续相和 分散相混合以形成具有乳液的混合物，使得分散相作为液滴分散在连续相中。界面限定了 分散在连续相中的分散相的液滴。该方法包括向混合物中添加交联剂的步骤。该方法包括 以下步骤：使芳香族酰胺聚合物形成在液滴的界面上，使得芳香族酰胺聚合物形成围绕芯 部的半透膜。芯部包括分散相，使得围绕芯部的半透膜形成芳香族酰胺胶囊。该方法包括使 芳香族酰胺胶囊从混合物中沉降的步骤。该方法包括使用分离方法从混合物中分离芳香族 酰胺胶囊的步骤。 在某些方面中，分散溶剂可以包括水、乙醇和甲醇。在某些方面中，分散单体包含 胺基。在某些方面中，分散单体可以包括乙二胺、间苯二胺、对苯二胺和己二胺。在某些方面 中，连续溶剂可以包括油、矿物油、环己烷和氯仿。在某些方面中，交联剂可以包括1,3,5-苯 5 CN 111587280 A 说　明　书 2/12 页 三甲酰氯和癸二酰氯。在某些方面中，水泥添加剂为水溶性的，并且可以包括密封剂、防气 窜添加剂、高温缓凝剂、降滤失添加剂、促进剂和高效减水剂。 在第二方面中，一种用于在井眼中使用的水泥添加剂的控释的方法，包括将芳香 族酰胺胶囊与水泥浆料混合以形成包含添加剂的浆料的步骤。该方法包括将包含添加剂的 浆料引入井眼中的步骤。通过将连续溶剂和表面活性剂混合以产生连续相的步骤形成芳香 族酰胺胶囊。通过将分散溶剂、分散单体和水泥添加剂混合以产生分散相的步骤形成芳香 族酰胺胶囊。分散溶剂和连续溶剂不混溶。通过以下步骤形成芳香族酰胺胶囊：将连续相和 分散相混合以形成具有乳液的混合物，使得分散相作为液滴分散在连续相中。界面限定了 分散在连续相中的分散相的液滴。通过向混合物中添加交联剂的步骤形成芳香族酰胺胶 囊。通过以下步骤形成芳香族酰胺胶囊：使芳香族酰胺聚合物形成在液滴的界面上，使得芳 香族酰胺聚合物形成围绕芯部的半透膜。芯部包括分散相，使得围绕芯部的半透膜形成芳 香族酰胺胶囊。通过使芳香族酰胺胶囊从混合物中沉降的步骤形成芳香族酰胺胶囊。通过 使用分离方法从混合物中分离芳香族酰胺胶囊的步骤形成芳香族酰胺胶囊。 在某些方面中，该方法还包括使水泥添加剂穿过半透膜从芯部渗透到水泥浆料中 的步骤。该方法还包括使水泥添加剂与水泥浆料产生有益的相互作用的步骤。在某些方面 中，该方法还包括使包含添加剂的浆料凝固以形成硬化水泥的步骤。芳香族酰胺胶囊嵌入 硬化水泥中。该方法还包括使水泥添加剂穿过半透膜从芯部渗透到硬化水泥中的步骤。该 方法还包括使水泥添加剂与硬化水泥产生有益的相互作用的步骤。在某些方面中，硬化水 泥的无侧限抗压强度的范围为约3,000磅/平方英寸(psi)至约3,400psi。在某些方面中，该 方法还包括使包含添加剂的浆料凝固以形成硬化水泥的步骤。芳香族酰胺胶囊嵌入硬化水 泥中。该方法还包括以下步骤：使半透膜破裂，从而使得水泥添加剂从芳香族酰胺胶囊中释 放并迁移穿过硬化水泥。该方法还包括使水泥添加剂与硬化水泥产生有益的相互作用的步 骤。在某些方面中，硬化水泥的无侧限抗压强度的范围为约3,000psi至约3,400psi。 在某些方面中，分散溶剂可以包括水、乙醇和甲醇。在某些方面中，分散单体包含 胺基。在某些方面中，分散单体可以包括乙二胺、间苯二胺、对苯二胺和己二胺。在某些方面 中，连续溶剂可以包括油、矿物油、环己烷和氯仿。在某些方面中，交联剂可以包括1,3,5-苯 三甲酰氯和癸二酰氯。在某些方面中，水泥添加剂为水溶性的，并且可以包括密封剂、防气 窜添加剂、高温缓凝剂、降滤失添加剂、促进剂和高效减水剂。在某些方面中，芳香族酰胺胶 囊的芳香族酰胺聚合物以水泥的至少约3重量％的浓度存在于包含添加剂的浆料中。在某 些方面中，经由水溶性聚合物的位点隔离将水泥添加剂束缚在芳香族酰胺胶囊的芯部中。 在第三方面中，一种在水泥环境中使用的芳香族酰胺胶囊包括含有芳香族酰胺聚 合物的半透膜。半透膜形成具有芯部的壳，使得芯部包括水泥添加剂。半透膜能够允许水泥 添加剂穿过半透膜从芯部渗透到水泥环境中。芳香族酰胺胶囊包括水泥添加剂。水泥添加 剂能够对水泥环境产生有益的相互作用。芳香族酰胺聚合物包括衍生自单体的包含双官能 团氨基的亚单元和衍生自交联剂的包含酰基氯的亚单元。 在某些方面中，芳香族酰胺胶囊还包括直链聚合物。直链聚合物为水溶性的，并且 能够经由位点隔离将水泥添加剂束缚在芯部中。在某些方面中，直链聚合物可以包括聚乙 二醇、聚苯乙烯、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮。在某些方面中，单体可以包括乙 二胺、间苯二胺、对苯二胺和己二胺。在某些方面中，交联剂可以包括1,3,5-苯三甲酰氯和 6 CN 111587280 A 说　明　书 3/12 页 癸二酰氯。在某些方面中，水泥添加剂为水溶性的，并且可以包括密封剂、防气窜添加剂、高 温缓凝剂、降滤失添加剂、促进剂和高效减水剂。 附图说明 参照以下描述、权利要求和附图，将更好地理解本公开的范围的这些和其他特征、 方面和优点。然而，应当注意，附图仅示出了若干实施方案，因此不应被视为限制本公开的 范围，因为本公开的范围可以允许其他等效实施方案。 图1为在环境条件下通过光学显微镜成像的嵌入水泥浆料中的芳香族酰胺胶囊的 照片图示。 图2为示出从芳香族酰胺胶囊样品中释放的包封剂随时间的紫外/可见(UV/Vis) 吸光度的图示。 图3为在环境条件下通过光学显微镜成像的芳香族酰胺胶囊的照片图示。 图4为示出具有在芳香族酰胺胶囊样品内的包封剂的水泥浆料的粘度的图示，其 中芳香族酰胺胶囊样品具有不同的单体浓度。 图5为示出具有芳香族酰胺胶囊样品的水泥浆料的粘度随时间变化的图示。 图6为示出水泥样品的无侧限抗压强度的图示。 在附图中，类似的部件或特征或上述两者可具有类似的附图标记。