CN102482565A - 在煤层操作中控制煤粉 - Google Patents

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Abstract

通过将煤粉与纳米颗粒(例如具有约30nm的平均粒度的氧化镁晶体)接触降低、抑制或限制了煤层中煤粉的移动。这些纳米颗粒可以在地下地层的压裂过程中涂覆支撑剂以由其中的煤层产生甲烷。该纳米颗粒还可以处理压裂煤层中的支撑剂填料。该纳米颗粒因此使该煤粉与该支撑剂粘合或结合在一起。因此，远离近井眼区域进入裂缝的大多数煤粉将被限制或控制在其来源或起源处附近，以所需水平生产甲烷将保持比与不使用纳米颗粒时的类似情况更长时间。

Description

在煤层操作中控制煤粉
相关申请的交叉引用
本申请是2007年10月31日提交的美国序列号11/931,501的部分连续专利申请和2008年11月25日提交的美国序列号12/277,825的部分连续专利申请，美国序列号12/277,825又是2007年10月31日提交的美国序列号11/931,706的部分连续专利申请。
技术领域
本发明涉及用于固定煤粉不迁移的方法和组合物，且更特别地在一个非限制性实施方案中，涉及用于在从地下煤层中采收甲烷的操作过程中固定地下地层中的煤粉不迁移或抑制其迁移的方法和组合物。
背景技术
煤层甲烷(CBM)或煤层气是从煤层中抽取的天然气的形式。近几十年来，其已经成为重要的能量来源。在一些领域中，其被称作煤层气。这种甲烷气体的取出称作煤层甲烷抽取。
该术语表示将甲烷吸附到该煤的固体基质中。因为其缺乏硫化氢，因此称作“低硫气体”。该气体的存在由于其在地下采煤中的出现而公知，其中其呈现出严重的安全风险。CBM与典型的砂岩、碳酸盐或其它常规气体储层不同，因为甲烷是通过吸附储存在该煤中的。该甲烷接近液态，作为煤(称作基质)中孔内部的内衬。该煤的开口裂缝(也称作裂隙)也可以包含游离气体或能够被水饱和。
因为该甲烷被吸收在该固体煤基质中，因此在对该煤缝减压时可以将其释放出来。这通常包括在该煤缝中钻孔，人工通过液压压裂技术(类似于从地下地层中采收烃中所用的那些)在该煤缝中引入裂缝。液压压裂产生长的由支撑剂支撑的裂缝以释放煤层中的甲烷和水。煤粉(平均粒度通常小于50微米)被甲烷和水携带，从所有方向流向裂缝，然后通过该裂缝到达井眼以在地表处产生。在该甲烷生产过程中，该煤粉将浓缩在近井眼区域附近并将堵塞其中的流道，这导致生产率的快速降低。
如果某方法和/或组合物在其所有形式和实施方案中将会用于帮助将煤粉就地固定或将其稳定，那么将会是所需的，特别是其中在该煤粉存在于流体中(例如悬浮在空气或水中)的情况下。在特别的情况中，如果将地下地层中煤层内的煤粉以降低、抑制或消除其迁移或移动的方式处理，那么将会是所需的。
发明简述
在一种非限制性的形式中，提供了用于固定地下地层中的煤粉的方法，其包括将地下地层中的煤粉与一定量的有效降低煤粉迁移和移动的颗粒添加剂接触。该颗粒添加剂可以具有100nm或更小的平均粒度。此外，该颗粒物添加剂可以是碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、后过渡金属氢氧化物、压电晶体、热电晶体及其混合物。
在一种非限制性的实施方案中，还提供了用于固定地下煤层中的煤粉的方法。该方法包括从该地下煤层中释放甲烷(如在CBM采收操作中那样)并将该地下煤层中的煤粉与一定量的有效降低煤粉迁移的颗粒添加剂接触。该煤粉存在于包括但不必限制于含水流体、烃流体、醇、二醇及其混合物的流体中。该颗粒添加剂可以是如前所述的。与不存在颗粒添加剂的相同流体相比，降低了煤粉的迁移。
另外在另一非限制性的实施方案中，还提供了包含煤粉的流体。该流体可以包括：可以包括但不必限制于含水流体(例如水和/或盐水)、烃流体、非水流体(例如醇和/或二醇)及其混合物的基础流体。该流体还包含煤粉和如前所述的颗粒添加剂。该颗粒添加剂在该流体内的含量足以抑制该煤粉在流体内移动的能力。
该颗粒添加剂(在本文中也称作纳米尺寸颗粒或纳米颗粒)(例如MgO和/或Mg(OH)2等)无论其是否带电都似乎将分散的煤粉固定或絮凝。这些颗粒添加剂之前已经证明能固定通常带电的粘土粉。我们相信煤粉通常是不带电的，而粘土粉通常确实带有电荷。至少部分由于其较小的尺寸，纳米颗粒的表面力(例如范德华力和静电力)帮助其将细粉结合、聚集或絮凝在一起成为更大的集合、结合体或聚集体。这种聚集或结合帮助将细粉就地固定并保持或抑制其不移动。在很多情况中，可以通过使用比煤层中的孔和孔喉通道、裂缝和通道更小得多的纳米尺寸颗粒添加剂提高该处理流体的细粉固定能力，由此成为无孔堵塞颗粒，其比煤粉本身对煤层渗透性损害更小。这种较小的尺寸可使该纳米颗粒容易进入煤层，然后将该细粉束缚或固定在其来源或起源处或附近，使得该细粉和纳米颗粒都保持在煤层中而不会移动远去-或者至少将其限制到对该煤层的近井眼区域的损害最小化的位置。
将碱土金属氧化物(例如氧化镁)、碱土金属氢氧化物(例如氢氧化钙)、过渡金属氧化物(例如氧化钛和氧化锌)、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物(例如氧化铝)、后过渡金属氢氧化物、压电晶体和/或热电晶体(例如ZnO和AlPO4)添加到随后引入地下地层中的含水流体或溶剂基流体(例如二醇)或油基流体中预期能防止或抑制或固定煤层中的麻烦细粉，并防止或最小化其可能对甲烷生产造成的损害。
附图简述
图1是流动通过不包含煤粉或纳米颗粒的砂填料的自来水的照片。
图2是具有包含煤粉的自来水流动通过其的砂填料的照片，显示了该煤粉与水一起迁移和移动。
图3是与图2中相似但还包含纳米颗粒的具有包含煤粉的自来水流动通过其的砂填料的照片，显示了与图3中的构造相比，远远更少的煤粉通过该填料；和
图4是分别收集图2和3中的构造中的流出物的烧瓶的并排比较照片。
发明详述
已经公开了在压裂工艺过程中用纳米颗粒(例如具有约30nm的平均粒度的氧化镁)涂覆支撑剂或用于处理断裂煤层中的支撑剂填料将抑制、防止和固定煤粉在该支撑剂填料和/或煤层内并大大防止其迁移或移动。在一种非限制性的解释中，该支撑剂填料中的纳米颗粒将通过该纳米颗粒的表面力(范德华力、静电力等)的作用保持煤粉并使其不移动。该工艺将大部分煤粉就地保持在远离近井眼区域的断层中，并维持适当速率的甲烷生产比未用纳米颗粒处理的煤层更长时间。
在CBM制备过程中以及在很多甲烷采收操作过程(包括但不必限于压裂程序等)中煤粉迁移是很麻烦的。并不认为迁移并然后收集和聚集而造成近井眼区域的损害和/或堵塞的许多煤粉具有电荷。在煤中可能存在电荷，特别是在煤中存在或矿化的杂质上。较低等级的煤通常具有与电荷相关的杂质。本文中所定义的煤粉是具有小于约50微米(可替代地小于约37微米(μm))的平均粒度的颗粒。
已经发现可以使用纳米尺寸的颗粒(例如氧化镁(MgO))将煤粉固定在地下煤层地层中以抑制、限制或防止其从其来源或起源处迁移或移动到近井眼区域以阻塞或损害甲烷生产。一些纳米尺寸的颗粒(本文中也称作纳米颗粒)不仅具有与其小尺寸相比高的表面积而且具有较高的表面电荷，这防止其将其它颗粒(包括其它带电颗粒以及其它不带电的颗粒)结合或连接在一起。在一种非限制性的实施方案中，该煤粉和该纳米尺寸颗粒之间的这种结合或连接是由于电吸引和其它分子间力或效应造成的。
如将要显示的那样，实验室测试证明较少量的MgO纳米颗粒能够固定和抑制分散的煤粉的移动。其它纳米颗粒(例如ZnO、Al2O3、二氧化锆(ZrO2)、TiO2、氧化钴(II)(CoO)、氧化镍(II)(NiO)和热电和压电晶体)也可以用于本文中的方法和组合物中。
可以用载流体将该纳米颗粒泵送到井下深处的地下地层中以将裂缝中的煤粉固定在煤层中。非必要地，这些纳米颗粒可以以干态或浆态涂覆在支撑剂或砂子的表面上或者在将裂缝填料放置在井下和施加砾石填料的过程中，以在这些程序过程中固定地下地层细粉。
已经发现碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物和后过渡金属氢氧化物、压电晶体、热电晶体及其混合物的纳米尺寸颗粒对于固定煤粉和抑制或防止其不期望的迁移和移动而不使其损害储层近井眼区域的生产具有特别的优点。
氧化镁颗粒和粉末在本文中已经适当用于固定微粒。然而，将认识到尽管在本说明书中所有地方都指出MgO颗粒是碱土金属氧化物和/或碱土金属氢氧化物颗粒的一个代表性或适合的类型，但是其它碱土金属氧化物和/或碱土金属氢氧化物和/或过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物和后过渡金属氢氧化物、压电晶体、热电晶体都可以用于本文中的方法和组合物中。此外，碱金属氧化物和/或氢氧化物可以单独使用或与碱土金属氧化物和氢氧化物结合使用和/或结合一种或多种过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、后过渡金属氢氧化物、压电晶体和热电晶体一起使用。
“后过渡金属”表示铝、镓、铟、锡、铊、铅和铋中的一种或多种。在本文中的另一非限制性的实施方案中，该纳米尺寸颗粒是前IUPAC美国族号第IA、IIA、IVA、IIB和IIIB族元素的氧化物和氢氧化物。这些元素包括但不必限制于Li、Na、K、Mg、Ca、Ti、Zn和/或Al。
本文中的纳米尺寸颗粒添加剂也可以是压电晶体颗粒(其包括热电晶体颗粒)。热电晶体在加热时产生电荷，压电晶体在挤压、压缩、受压时产生电荷。
在一种非限制性的实施方案中，具体适合的压电晶体颗粒可以包括但不必限制于ZnO、块磷铝矿(AlPO4)、钽酸锂(LiTaO3)、正磷酸镓(GaPO4)、BaTiO3、SrTiO3、PbZrTiO3、KNbO3、LiNbO3、LiTaO3、BiFeO3、钨酸钠、Ba2NaNb5O5、Pb2KNb5O15、酒石酸钠钾、电气石、黄玉及其混合物。ZnO的总热电系数是-9.4C/m2K。ZnO和这些其它晶体通常是不溶于水的。
在一种非限制性的解释中，在将混合有非常小的热电晶体(例如纳米尺寸的ZnO)的含水载流体泵送到井下高温和/或高压的地下地层中时，该热电晶体被加热和/或加压，产生高的表面电荷。这些表面电荷可将该晶体颗粒结合、联接、连接或以其它方式联系煤粉在一起以将其固定在一起且也固定到周围的地下地层表面上。预期使用该纳米尺寸颗粒添加剂不会损害地下地层。
在一种非限制性的实施方案中，可用于本文中的纳米尺寸的固体颗粒和粉末包括但不必限制于可缓慢溶于水的碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物或其混合物。在一种非限制性的实施方案中，在这些添加剂中的碱土金属可以包括但不必限制于镁、钙、钡、锶、其组合等。在一种非限制性的实施方案中，MgO可以以至少95wt％的高纯度得到，而余量可以是杂质，例如Mg(OH)2、CaO、Ca(OH)2、SiO2、Al2O3等。
在另一非限制性的实施方案中，该添加剂和试剂的粒度独立地在约1纳米直到约500纳米的范围内。在另一非限制性的实施方案中，该粒度独立地在约4纳米直到约100纳米的范围内。在另一非限制性的变型中，该颗粒可以具有约100nm或更小的平均粒度，可替代地为约90nm或更小，在另一可能的变型中为约50nm或更小，可替代地为40nm或更小。
纳米尺寸颗粒在该含水流体中的含量可以在约2-约300pptg(约0.24-约36kg/1000升)范围内。可替代地，该比例范围的下阈值可以为约5pptg(约0.6kg/1000升)，而该颗粒比例的上阈值独立地可以为约100pptg(约12kg/1000升)。
在一种非限制性的实例中，本文中的纳米尺寸颗粒可以以干的粉末形态添加到干支撑剂颗粒中。在另一非限制性的实例中，在泵送到井下或其它应用之前，该纳米尺寸颗粒可以以粉末态添加到该含水处理流体中。在另一非限制的实例中，可以在使用之前将本文中的纳米尺寸颗粒以浆态(例如在水、盐水、二醇、二醇醚、醇、柴油、油、混合物等作为非限制性的实例内浆化)添加到含水处理流体中。本文中的纳米尺寸颗粒可以在泵送到井下或其它应用之前与含水处理流体一起添加，或者可以在将支撑剂颗粒添加到裂缝或其它处理流体中之前、期间或之后添加。含水基础流体能够是例如水、盐水、水基泡沫或水-醇混合物。盐水基础流体能够是任何盐水、常规的或待开发用作各种组分的适合介质的。为方便起见，对于非限制性的实例，在很多情况中，盐水基础流体可以是在压裂流体或其它应用中所用位置处可得到的盐水。
更特别地且在非限制性的实施方案中，盐水可以使用盐(包括但不必局限于NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、NH4Cl、CaBr2、NaBr、甲酸钠、甲酸钾和其它常用的盐水盐)制成。用于制备盐水的盐的浓度可以为水的约0.5wt％直到给定盐在新鲜水中接近饱和，例如水重量的10％、20％、30％和更高比例的盐。盐水可以是一种或多种上述盐的组合，例如使用KCl、NaCl和CaCl2或者NaCl、CaCl2和CaBr2作为非限制性实例制备的盐水。在应用中，该MgO的纳米尺寸颗粒添加剂(或其它颗粒)可以以粉末态或浆态与载流体在将其泵送到井下之前在地表混合。该载流体在泵送到井下时可能不包含其它颗粒或支撑剂。然而，在很多情况中，该载流体将包含其它固体，例如支撑剂颗粒。在添加支撑剂颗粒时，在最初混合和处理流体放置过程中，可以将纳米颗粒的至少一部分覆盖到或固定到该支撑剂上。不需要涂覆剂以将该纳米颗粒涂覆到含水处理流体中的支撑剂上。即，可以将该颗粒添加剂作为干粉末添加到载流体或处理流体中，或者另外或可替代地，在将该支撑剂添加到该载流体或处理流体中之前添加到该干支撑剂中。然而，在很多情况中，可以使用涂覆剂提高、加速或促进将该纳米尺寸颗粒覆盖到含水载流体中的支撑剂颗粒上。
在另一非限制性的实施方案中，可以在处理过程中将本文中的纳米尺寸颗粒添加到非水流体中。例如，能够将该MgO纳米颗粒添加到作为载流体的二甲苯、d-柠檬烯、柴油、矿物油或其它烃中，并然后将其泵送到井下位置。在一种非限制性的实例中，在非水流体中的纳米颗粒可以是在水力压裂、压裂-充填或砾石充填处理之前或之后的前置液(即前冲洗)或后冲洗流体阶段。
在另一非限制性的实施方案中，另外提供包含基础流体(其可以是含水基的、醇基的或油基的，但预期通常是含水基的)、选自由砂子、砾石、陶瓷珠、玻璃珠及其组合构成的组的支撑剂、可以包括与基础流体相同或不同(如果该基础流体是油基的)的油的涂覆剂、和有效量的用于降低煤粉迁移的颗粒添加剂的流体。用该涂覆剂将至少一部分该纳米尺寸颗粒添加剂涂覆在该支撑剂上。
适合的涂覆剂包括但不必限制于：柴油、植物油、鱼油、芳香烃、溶剂、矿物油或其它满足本文中所述的方法和组合物目的的烃。植物油和/或鱼油的非限制性实例包括：大豆油、玉米油、菜籽油、亚麻籽油、花生油、橄榄油、向日葵油、胡桃油、椰子油、棉籽油、鲑鱼油、鱼肝油、鲱鱼油、精制和/或混合鱼油等。鱼油的实例包括来自Bioriginal Food& Science Corporation的Salmon Oil 6：9和Fish Oil 18：12TG。溶剂的非限制性实例包括甲苯、二甲苯、萘、d-柠檬烯、苯甲酸甲酯、乙酸乙酯等。特别地，适合的矿物油的非限制性实例包括ConocoPhillips PURE
Figure BDA0000137965650000081
Base Oil，例如80N、110N、225N和600N油。预期煤粉控制产品将包括在该涂覆剂油中的纳米颗粒，例如在600N矿物油中约15wt％的纳米尺寸MgO颗粒。该煤粉控制产品将以较少的量添加到含水基流体中，在一种实施方案中为约5-约100gptg。已经发现在混合过程中，该煤粉控制产品(即油中的纳米颗粒)将覆盖到或至少部分涂覆该颗粒(例如支撑剂颗粒)。即，因为该基础流体是含水的，那么疏水油将被水排斥，且将涂覆该颗粒(例如支撑剂)。该颗粒的涂覆量取决于浓度，基于支撑剂的用量和煤粉控制产品的用量。在非限制性实例中，该煤粉控制产品可以另外具有表面活性剂，例如油润湿表面活性剂，例如脱水山梨糖醇单油酸酯(即来自Uniqema的SPAN 80)，以促进和/或增强该煤粉控制产品对该支撑剂颗粒的油润湿。在另一非限制性实例中，表面活性剂的存在可以优先降低油层(例如在支撑剂颗粒上的600N矿物油层)的厚度。降低油层厚度可以增强纳米颗粒对支撑剂颗粒的暴露。可以使用除SPAN 80以外的其它试剂以优化在支撑剂颗粒上涂覆或润湿的油的类型和量，试剂包括但不必限制于：脱水山梨糖醇酯、乙氧基化脱水山梨糖醇酯、乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、烷基二羧酸、磺基丁二酸酯、磷脂、烷基胺、季胺、烷基硅氧烷等。不是必须使用树脂作为涂覆剂或粘合剂，在一种非限制性的实施方案中，不使用树脂。
预期至少一部分该颗粒或支撑剂可以被该煤粉控制剂“预涂覆”，例如可以在工作之前预涂覆选择部分的支撑剂。例如，可以在该干支撑剂的制造地点或其它地方进行预涂覆。在一种非限制性变型中，可以在将支撑剂置于含水处理流体中之前将该煤粉控制剂喷涂到该干支撑剂(或其它颗粒)上。
在一种非限制性的实例中，已经发现将矿物油作为涂覆剂与该纳米颗粒一起使用是适合的，原因有两点。首先，与其余的作为在水基流体内部相的包含纳米颗粒的油滴相比，矿物油和类似的物质对涂覆颗粒(例如支撑剂颗粒)具有亲合力。显然该煤粉控制剂一旦放置在含水处理流体中其最稳定的形态就是“覆盖”或涂覆或至少部分涂覆存在的任何颗粒。已经发现该煤粉控制剂在放置到含水流体中时对均匀涂覆到该颗粒或支撑剂上具有亲合力。而且涂覆的程度主要取决于浓度。第二，已经发现高分子量矿物油涂覆剂将不会干扰包含聚合物胶凝剂或VES胶凝剂的含水流体的流体性质，因此其是用于将纳米颗粒沉积到支撑剂上而不干扰含水流体性质的理想介质。
理论上，纳米颗粒保留在该支撑剂颗粒上主要是由于纳米颗粒和支撑剂颗粒表面之间的静电和其它电荷，然而可能存在其它吸引力或耦合力以最初或长期保持该纳米颗粒涂覆在该支撑剂颗粒上。本发明人不希望限制于任何特定的理论。推测在大多数情况中，该油载流体仅有助于该纳米颗粒最初涂覆到该支撑剂颗粒上的过程。然而，其它试剂可能添加到该油载流体中，其可能进一步提高纳米颗粒与石英、玻璃、陶瓷等支撑剂颗粒组合物的最初和/或长期吸引。此外，可以用可以促进该纳米颗粒与该支撑剂的全面吸引的试剂处理该支撑剂或选定量的支撑剂的表面。
该前冲洗、后冲洗和/或基础处理流体也可以包含其它CBM抽取工业常用的常规添加剂，例如水润湿表面活性剂、非乳化剂等。在另一非限制性的实施方案中，该冲洗或处理流体可以包含其它添加剂，包括但不必限制于增粘剂、其它不同的表面活性剂、粘土稳定添加剂、防垢剂、溶垢剂、聚合物和生物聚合物降解添加剂、脱泡剂、杀虫剂和其它常用和/或非必要的组分。
将关于以下实施例进一步描述本发明，其并不意于限制本发明，而是进一步说明各种实施方案。
实施例
用20/40目(850/425微米)砂填料(模拟支撑剂填料)进行的实验室测试显示在不经纳米颗粒处理(或涂覆)的情况下，84％的煤粉通过12英寸长(30cm)的砂填料。在通过该砂填料之前该煤粉流体浊度为602FAU(Formazin Attenuation Unit)，在砂填料之后仍高达505FAU。然而，仅2.5％的煤粉通过用0.1％纳米颗粒处理的相同的砂填料，其中在砂填料之前该煤粉流体浊度为815FAU，而在通过该经纳米颗粒处理的砂填料之后仅为21FAU。该纳米颗粒是具有约30nm平均粒度的MgO晶体。该纳米颗粒基于流体总量的比例约为8.4pptg。
图1是流动通过上述不包含煤粉或纳米颗粒的砂填料的自来水的照片。图2是显示黑色流体流动通过未经纳米颗粒处理的砂填料的照片，其中将其中具有煤粉的水从顶部引入并将几乎相同的黑色流体在底部流出该填料。图3是显示与图2中所用相同的包含煤粉的黑色流体从顶部流动通过经纳米颗粒处理的砂填料且取而代之清洁的滤液在底部流出该砂填料的照片。图4是来自图2照片的流出物(左侧)和图3照片的流出物(右侧)的并排比较，显示了两种流出物之间的明显对比。左侧烧杯中的水是黑色浑浊的，而右侧烧杯中的水是透明清澈的。
在之前的描述中，显然在不脱离后附权利要求中提出的本发明的较宽精神或范围的情况下可以进行各种改进和变化。因此，本说明书被认为具有解释性而非限制性的意义。例如，落入要求保护的参量范围但没有在特定组合物中特别指出或尝试的碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、后过渡金属氢氧化物、压电晶体和热电结构、各种尺寸、盐水、涂覆剂和其它组分的特别组合预期都在本发明的范围内。
权利要求中通篇的词语“包括”应解释为“包括但不局限于”。
本发明可以适合地包括所公开的要素、由其构成或基本上由其构成，且可以在没有未公开的要素存在下实施。

Claims (20)

1.用于将煤粉固定在地下地层中的方法，包括将地下地层中的煤粉与一定量的有效降低煤粉迁移的颗粒添加剂接触，其中该颗粒添加剂：
具有100nm或更小的平均粒度，且
选自由碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、后过渡金属氢氧化物、压电晶体、热电晶体及其混合物构成的组。
2.权利要求1的方法，其中该煤粉存在于选自含水流体、烃流体、醇、二醇及其混合物的流体中。
3.权利要求1的方法，其中：
该碱土金属选自由镁、钙、锶和钡构成的组；
该碱金属选自由锂、钠和钾构成的组；
该过渡金属选自由钛和锌构成的组；和
该后过渡金属是铝，及其混合物。
4.权利要求2的方法，其中该颗粒添加剂的有效量基于该流体在约2-约300pptg(约0.24-约36kg/1000升)的范围内。
5.权利要求1的方法，其中该颗粒添加剂的平均粒度为90nm或更小。
6.权利要求2的方法，其中与不存在颗粒添加剂的相同流体相比降低了在流体中的煤粉迁移。
7.用于将煤粉固定在地下煤层中的方法，包括：
从该地下煤层中释放甲烷；
将该地下煤层中的煤粉与一定量的有效降低煤粉迁移的颗粒添加剂接触，其中：
该煤粉存在于选自含水流体、烃流体、醇、二醇及其混合物的流体中；
该颗粒添加剂：
具有100nm或更小的平均粒度，且
选自由碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、后过渡金属氢氧化物、压电晶体、热电晶体及其混合物构成的组；且
与不存在颗粒添加剂的相同流体相比降低了煤粉迁移。
8.权利要求7的方法，其中：
该碱土金属选自由镁、钙、锶和钡构成的组；
该碱金属选自由锂、钠和钾构成的组；
该过渡金属选自由钛和锌构成的组；和
该后过渡金属是铝，及其混合物。
9.权利要求7的方法，其中该颗粒添加剂的有效量基于该流体在约2-约300pptg(约0.24-约36kg/1000升)的范围内。
10.权利要求7的方法，进一步包括在有效压力下用流体压裂该地下煤层，所述流体是包含支撑剂的压裂流体。
11.权利要求10的方法，进一步包括用该颗粒添加剂至少部分涂覆该支撑剂。
12.权利要求11的方法，其中用该颗粒添加剂涂覆该支撑剂进一步包括非水涂覆剂。
13.权利要求11的方法，其中用该颗粒添加剂涂覆该支撑剂进一步包括在将该支撑剂添加到该压裂流体中之前将该支撑剂与干颗粒添加剂接触。
14.权利要求11的方法，其中用该颗粒添加剂涂覆该支撑剂进一步包括在将该支撑剂包括在该压裂流体中之前、期间或之后将该压裂流体与干颗粒添加剂接触。
15.权利要求11的方法，其中该颗粒添加剂的平均粒度为90nm或更小。
16.包含煤粉的流体，包括：
选自含水流体、烃流体、醇、二醇及其混合物的基础流体；
煤粉；和
颗粒添加剂，其中该颗粒添加剂：
具有100nm或更小的平均粒度，且
选自由碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、后过渡金属氧化物、后过渡金属氢氧化物、压电晶体、热电晶体及其混合物构成的组。
17.权利要求16的流体，其中该颗粒添加剂在该流体中的含量足以与不存在颗粒添加剂的相同流体相比抑制煤粉在流体中移动的能力。
18.权利要求16的流体，其中：
该碱土金属选自由镁、钙、锶和钡构成的组；
该碱金属选自由锂、钠和钾构成的组；
该过渡金属选自由钛和锌构成的组；和
该后过渡金属是铝，及其混合物。
19.权利要求16的流体，其中该颗粒添加剂的量基于该流体在约2-约300pptg(约0.24-约36kg/1000升)的范围内。
20.权利要求16的流体，其中该颗粒添加剂的平均粒度为90nm或更小。
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