CN104995280A - 树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法 - Google Patents

树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104995280A
CN104995280A CN201480005631.0A CN201480005631A CN104995280A CN 104995280 A CN104995280 A CN 104995280A CN 201480005631 A CN201480005631 A CN 201480005631A CN 104995280 A CN104995280 A CN 104995280A
Authority
CN
China
Prior art keywords
particle
active agent
resin combination
tensio
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480005631.0A
Other languages
English (en)
Inventor
詹姆斯·J·拉波尔特
迈克尔·圣雷利
森修子
浅见昌克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Durez Corp
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Durez Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51227529&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN104995280(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd, Durez Corp filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Publication of CN104995280A publication Critical patent/CN104995280A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • C09K8/805—Coated proppants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

一种树脂组合物，用于形成表面层，该表面层被覆被填充到地下层中形成的裂缝内的粒子的外表面的至少一部分，该树脂组合物含有热固性树脂和亲水性高分子。该树脂组合物优选进一步含有表面活性剂。根据本发明，利用热固性树脂的作用防止核粒子的碎片散逸的效果与利用亲水性高分子的作用提高对水的亲和性(即对烃的流体排斥性)的效果协同发挥，由此提高被覆粒子的填充部位(地下层的裂缝)的流体渗透性。

Description

树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法
技术领域
本发明涉及树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法。
背景技术
近年来，积极进行从地下层回收油状或者气体状的烃(流体)的作业。具体而言，形成到达含有烃的地下层的钻孔(掘削穴)，介由该钻孔回收烃。该情况下，地下层必须具备允许流体流入钻孔的充分的流体渗透性(传导性)。
为了确保该地下层的流体渗透性，例如，进行水压破碎。水压破碎的作业中，首先，将粘性流体介由钻孔以足够的速度和压力注入地下层而使地下层形成裂缝。其后，向形成的裂缝内填充粒子，由此防止裂缝闭合。
作为这样的粒子，例如，Cooke，Jr.(US3935339A)中公开了用环氧树脂等被覆硅砂、玻璃珠这样的核粒子而得的被覆粒子(参照第3栏第7～第21行)，Graham et al.(US4336842A)中公开了用酚醛树脂等被覆硅砂这样的核粒子而得的被覆粒子(参照第2栏第55行～第3栏第52行)。
上述被覆粒子由于核粒子被树脂所被覆，所以即便因地中的压力使核粒子崩解，也可防止其碎片散逸。因此，能够防止被覆粒子彼此间的空间被碎片堵塞，能够确保地下层的流体渗透性。然而，从提高烃的回收量的观点考虑，要求开发出一种能够确保地下层具有更高的流体渗透性的被覆粒子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种被填充到形成于地下层的裂缝内、能够确保地下层的高流体渗透性的被覆粒子，用于形成该被覆粒子的表面层的树脂组合物，含有被覆粒子的注入剂和将注入剂注入裂缝的方法。
这样的目的通过下述(1)～(32)记载的本发明实现。
(1)一种树脂组合物，用于形成表面层，该表面层被覆被填充到地下层中形成的裂缝内的粒子的外表面的至少一部分，该树脂组合物含有热固性树脂和亲水性高分子。
(2)根据上述(1)所述的树脂组合物，其中，上述热固性树脂的重均分子量为200～20000。
(3)根据上述(1)或(2)所述的树脂组合物，其中，上述热固性树脂含有酚醛树脂。
(4)根据上述(1)～(3)中任1项所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物中含有的上述热固性树脂的量为70～99重量％。
(5)根据上述(1)～(4)中任1项所述的树脂组合物，其中，上述亲水性高分子的重均分子量为100～8000。
(6)根据上述(1)～(5)中任1项所述的树脂组合物，其中，上述亲水性高分子在其1分子中含有1～20个羟基。
(7)根据上述(1)～(6)中任1项所述的树脂组合物，其中，上述亲水性高分子含有聚烷撑二醇。
(8)根据上述(1)～(7)中任1项所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物中含有的上述亲水性高分子的量为0.001～15重量％。
(9)根据上述(1)～(8)中任1项所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物进一步含有表面活性剂。
(10)根据上述(9)所述的树脂组合物，其中，上述表面活性剂含有非离子表面活性剂。
(11)根据上述(10)所述的树脂组合物，其中，上述非离子表面活性剂含有氟系表面活性剂和炔系表面活性剂中的至少1种。
(12)根据上述(9)～(11)中任1项所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物中含有的上述表面活性剂的量为0.001～10重量％。
(13)一种被覆粒子，是被填充到地下层中形成的裂缝内的多个被覆粒子，
各被覆粒子具备：具有外表面的核粒子和被覆该核粒子的上述外表面的至少一部分的表面层，
上述表面层含有热固性树脂和亲水性高分子。
(14)根据上述(13)所述的被覆粒子，其中，上述表面层的平均厚度为0.5～20μm。
(15)根据上述(13)或(14)所述的被覆粒子，其中，上述表面层被覆上述核粒子的上述外表面的50～100％。
(16)根据上述(13)～(15)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述多个核粒子含有砂粒子和陶瓷粒子中的至少1种。
(17)根据上述(13)～(16)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述多个核粒子的平均粒子尺寸为100～3000μm。
(18)根据上述(13)～(17)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述热固性树脂为固化状态或者未固化状态。
(19)根据上述(13)～(18)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述热固性树脂含有酚醛树脂。
(20)根据上述(13)～(19)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述表面层中含有的上述热固性树脂的量为70～99重量％。
(21)根据上述(13)～(20)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述亲水性高分子的重均分子量为100～8000。
(22)根据上述(13)～(21)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述亲水性高分子在其1分子中含有1～20个羟基。
(23)根据上述(13)～(22)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述亲水性高分子含有聚烷撑二醇。
(24)根据上述(13)～(23)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述表面层中含有的上述亲水性高分子的量为0.001～15重量％。
(25)根据上述(13)～(24)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述表面层进一步含有表面活性剂。
(26)根据上述(25)所述的被覆粒子，其中，上述表面活性剂含有非离子表面活性剂。
(27)根据上述(26)所述的被覆粒子，其中，上述非离子表面活性剂含有氟系表面活性剂和炔系表面活性剂中的至少1种。
(28)根据上述(25)～(27)中任1项所述的被覆粒子，其中，上述表面层中含有的上述表面活性剂的量为0.001～10重量％。
(29)一种注入剂，被注入到地下层中形成的裂缝，含有：上述(13)～(28)中任1项所述的多个被覆粒子、和用于分散该被覆粒子并将上述被覆粒子输送至上述裂缝的流体。
(30)根据上述(29)所述的注入剂，其中，上述流体含有溶剂、粘度调节剂、表面活性剂、破乳剂(breaker)、粘度稳定剂、胶凝剂和稳定剂中的至少1种。
(31)根据上述(29)或(30)所述的注入剂，其中，该注入剂中含有的上述多个被覆粒子的量为1～99重量％。
(32)一种方法，将上述(29)～(31)中任1项所述的注入剂介由到达上述地下层的钻孔输送至地下层中形成的裂缝，并将上述注入剂注入上述裂缝。
根据本发明，利用热固性树脂的作用防止核粒子的碎片散逸的效果和利用亲水性高分子的作用提高对水的亲和性(即对烃的流体排斥性)的效果协同发挥，由此提高被覆粒子的填充部位(地下层的裂缝)的流体渗透性。
附图说明
图1是表示本发明的被覆粒子的实施方式的局部截面图。
图2是表示对图1所示的被覆粒子赋予压力的状态的局部截面图。
图3是用于说明从地下层回收烃的方法的概念图。
图4是用于说明测定流体渗透性的方法的图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的优选的实施方式对本发明的树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法进行详细说明。
图1是表示本发明的被覆粒子的实施方式的局部截面图，并且图2是表示对图1所示的被覆粒子赋予压力的状态的局部截面图。
本发明的被覆粒子被填充到地下层中形成的裂缝，以防止该裂缝闭合，并且确保地下层的被覆粒子的填充部位(地下层的裂缝)的流体渗透性。由此，能够提高地下层所含的烃向形成于地下层的钻孔流入的效率。如图1所示，各被覆粒子1具有核粒子2和被覆核粒子2的外表面的至少一部分的表面层3。
在被覆粒子1被填充到裂缝时，核粒子2在裂缝内作为支撑材发挥功能。该核粒子2可以使用具有较高的机械强度的各种粒子，不限定于特定的种类。作为核粒子2的具体例，例如可举出砂粒子、陶瓷粒子、二氧化硅粒子、金属粒子、有机物粒子等。
其中，多个核粒子2优选含有砂系粒子和陶瓷系粒子中的至少1种。砂系粒子和陶瓷系粒子均具有高的机械强度，并较低廉且可容易获得。
多个核粒子2的平均粒子尺寸优选为100～3000μm左右，更优选为150～1200μm左右。通过使用这样尺寸的核粒子2，能够防止得到的被覆粒子1彼此聚集。另外，能够充分确保填充有被覆粒子1的裂缝的流体渗透性。
应予说明，多个核粒子2的粒子尺寸可以存在偏差，可以含有粒子尺寸差10倍左右不同的粒子。即，测定多个核粒子2的粒度分布时，由山形函数表示的粒度分布曲线的峰的半峰宽可以为较大的值。
应予说明，图1中，核粒子2的截面形状显示成大致圆形，但可以为椭圆形、多角形、异形等。这些情况下，核粒子2的粒子尺寸规定为横截面中的最大长度。
使用陶瓷粒子作为核粒子2时，优选截面形状尽量接近圆形。该陶瓷粒子具有特别高的机械强度。另外，通过使用该陶瓷粒子制造被覆粒子1，能够提高制造的被覆粒子1的球形度。因此，将被覆粒子1填充到裂缝时，被覆粒子1彼此进行点接触。因此，还能够增大在它们之间形成的空间(流路)的容积。
另外，作为核粒子2，还可以直接使用自然产出的砂粒子。通过使用该砂粒子，能够实现被覆粒子1的生产率提高和成本减少。并且，作为核粒子2，可以使用陶瓷粒子和砂粒子的混合物。该情况下，陶瓷粒子与砂粒子的混合比以重量比计优选为1:9～9:1左右，更优选为3:7～7:3左右。
各核粒子2的外表面的至少一部分被表面层3被覆。该表面层3如图2所示，即使被填充到地下层的裂缝内的核粒子2因地中的压力而崩解时，也发挥防止核粒子2的碎片散逸的作用。因此，能够防止被覆粒子1彼此间的空间(流路)被核粒子2的碎片堵塞。由此，能够更可靠地确保填充有被覆粒子1的裂缝的流体渗透性。
表面层3优选被覆核粒子2的外表面的整体。然而，表面层3只要在即便核粒子2因地中的压力而崩解时，也能够防止核粒子2的碎片散逸，则可以仅被覆核粒子2的外表面的一部分。由此，表面层3优选被覆核粒子2的外表面的50～100％左右，更优选被覆70～100％左右，进一步优选被覆90～100％左右。
另外，表面层3的平均厚度不限于特定的值，优选为0.5～20μm左右，更优选为1～10μm左右。通过将表面层3的平均厚度设定成上述数值范围内的值，抑制被覆粒子1的尺寸不必要地增大，同时充分发挥防止核粒子2的碎片散逸的效果。
这样的表面层3含有热固性树脂和亲水性高分子。热固性树脂通过固化而对表面层3赋予高的机械强度，可靠地防止核粒子2的碎片散逸。另一方面，亲水性高分子提高被覆粒子1对水的亲和性(即对烃的流体排斥性)。
应予说明，热固性树脂只要在被覆粒子1被填充到地下层的裂缝中的状态下进行固化即可。因此，在将被覆粒子1向裂缝填充前，热固性树脂可以为固化状态或者未固化状态中的任一种。未固化状态的热固性树脂在被覆粒子1被填充到地下层的裂缝时，受地中的热而固化。
作为这样的热固性树脂，例如可举出酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、脲树脂、呋喃树脂、二甲苯型甲醛树脂等。应予说明，热固性树脂可以单独使用这些树脂中的1种或者组合使用2种以上。其中，特别优选使用含有酚醛树脂的热固性树脂。这是由于酚醛树脂通过进行热固化，能够对表面层3赋予特别高的机械强度，并且与各种亲水性高分子的亲和性也高。
作为酚醛树脂，可举出酚醛清漆型酚醛树脂、芳烷基型酚醛树脂、双环戊二烯型酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂、苯酚型呋喃树脂等。应予说明，酚醛树脂可以单独使用这些树脂中的1种或者组合使用2种以上。其中，酚醛树脂优选使用酚醛清漆型酚醛树脂。这是由于酚醛清漆型酚醛树脂容易得到，费用低，且性能好。
作为上述酚醛清漆型酚醛树脂，例如，优选使用将酚系化合物与醛系化合物在酸性催化剂下缩聚而得的酚醛树脂。
这里，作为酚系化合物，例如可举出苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、二甲苯酚、对叔丁基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚、对枯基苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、双酚、槚如坚果壳液(CNSL)或者它们的混合物等。
另一当面，作为醛系化合物，例如可举出甲醛、低聚甲醛、苯甲醛、乙醛、乙二醛等。另外，作为酸性催化剂，例如可举出草酸、硫酸、乙酸、甲酸、苯酚磺酸、对甲苯磺酸、磺酸、磷酰硫酸(ホスフォリン酸)等。
另外，作为环氧树脂，例如可举出联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、茋型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三苯酚甲烷型环氧树脂、含有三嗪核的环氧树脂、双环戊二烯改性苯酚型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂等。应予说明，环氧树脂可以单独使用这些树脂中的1种或者组合使用2种以上。
另外，可以使用用于使热固性树脂固化的固化剂。即，表面层3可以含有固化剂。该表面层3可以通过向制造填充到裂缝的多个被覆粒子1时使用的树脂组合物中预先添加固化剂来容易地形成。表面层3仅含有固化剂时，是热固性树脂没有固化的未固化状态，或者是热固性树脂的固化已经开始的固化状态(包括半固化状态)，没有特别限定。
固化剂根据热固性树脂的种类适当地选择，因此没有特别限定。热固性树脂为酚醛清漆型酚醛树脂时，固化剂优选使用例如六亚甲基四胺。热固性树脂为环氧树脂时，固化剂优选使用例如胺、咪唑、酚醛清漆型酚醛树脂。热固性树脂为呋喃树脂时，固化剂优选使用对甲苯磺酸等有机酸、无机酸。
此外，为了调整热固性树脂的固化速度，还可以使用固化助剂。然而，是否使用固化助剂没有特别限定。
表面层3中含有的热固性树脂的量不限于特定的值，但优选为70～99重量％左右，更优选为85～99重量％左右。如果表面层3中的热固性树脂的量为上述范围，则即便表面层3的厚度较薄，通过热固性树脂的固化也能够对表面层3赋予充分的机械强度。
与这样的热固性树脂的亲和性高的化合物优选作为亲水性高分子使用。该亲水性高分子的重均分子量优选为100～8000左右，更优选为200～6000左右。具有该重均分子量的亲水性高分子由于其分子链长，所以容易缠绕在固化后的热固性树脂的三维网眼结构。因此，该亲水性高分子不易从表面层3脱离，能够更可靠地发挥其效果。
作为亲水性高分子，优选其1分子中含有1～20个羟基的化合物，更优选其1分子中含有1～10个羟基的化合物。通过使用含有这些个数的羟基的亲水性高分子，能够进一步提高地下层的被覆粒子1的填充部位(地下层的裂缝)的流体渗透性。
另外，作为亲水性高分子，例如可举出聚烷撑二醇、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、马来酸酐共聚物、水溶性聚酰胺、淀粉、纤维素、或者它们的衍生物等。应予说明，亲水性高分子可以单独使用这些化合物中的1种或者组合使用2种以上。
其中，作为亲水性高分子，更优选使用聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇这样的聚烷撑二醇、三甲基壬基聚乙二醇、聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇十八烷基醚、聚乙烯-聚乙二醇、聚乙烯-聚丙二醇-聚乙二醇，进一步优选使用聚乙二醇。这是由于聚乙二醇具有极高的亲水性和与热固性树脂(特别是酚醛树脂)的高亲和性。
表面层3中含有的亲水性高分子的量优选为0.001～15重量％左右，更优选为0.05～6重量％左右。表面层3通过以这样的量含有亲水性高分子，能够充分提高地下层的被覆粒子1的填充部位的流体渗透性。
表面层3优选进一步含有表面活性剂。表面层3通过含有表面活性剂，能够进一步提高热固性树脂与亲水性高分子的亲和性，能够进一步提高亲水性高分子产生的效果。另外，通过表面活性剂本身的作用，也发挥提高被覆粒子1的表面对水的亲和性的效果。由此，能够进一步提高地下层的被覆粒子1的填充部位的流体渗透性。
作为表面活性剂，例如可举出非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂，特别优选使用非离子表面活性剂。这是由于非离子表面活性剂与热固性树脂和亲水性高分子的亲和性特别高，并且即便从表面层3脱离而浸润于地下层，对环境造成的负荷也少。
另外，作为非离子表面活性剂，例如可举出氟系表面活性剂、炔系表面活性剂、烷基苯酚乙氧基化物系表面活性剂、伯醇乙氧基化物系表面活性剂、仲醇乙氧基化物系表面活性剂、芳香族系醇乙氧基化物系表面活性剂、芳烷基聚乙氧基化物系表面活性剂等。应予说明，非离子表面活性剂可以单独使用这些化合物中的1种或者组合使用2种以上。
其中，非离子表面活性剂优选含有氟系表面活性剂和炔系表面活性剂中的至少1种。这是由于这些表面活性剂提高地下层的被覆粒子1的填充部位的流体渗透性的效果特别优异。
应予说明，作为这样的氟系表面活性剂，例如，Sumitomo 3MLimited制的“NOVAC FC-4434”、“NOVAC FC-4430”和“NOVACFC-4432”，DuPont制的“Capstone FS-3100”和“Zonyl”可作为市售品获得。另外，作为炔系表面活性剂，例如，Nissin Chemical IndustryCo.,Ltd.制的“Surfynol 420”、“Surfynol 440”、“Surfynol 465”和“Surfynol 104”可作为市售品获得。
此外，作为非离子表面活性剂，也可以使用醚系表面活性剂、脂肪酸酯系表面活性剂。作为醚系表面活性剂，例如，花王制的“Emulgen106”、“Emulgen147”、“Emulgen350”、“Emulgen408”、“Emulgen LS-106”和“Emulgen A-60”可作为市售品获得。另外，作为脂肪酸酯系表面活性剂，例如，花王制的“Rheodol SP-L10”、“RheodolSP-O30V”、“Rheodol TW-L120”和“Rheodol MS-50”可作为市售品获得。
表面层3中含有的表面活性剂的量优选为0.001～10重量％左右，更优选为0.01～5重量％左右。即便是这样的少量，通过使用表面活性剂，也能够充分提高地下层的被覆粒子1的填充部位的流体渗透性。
表面层3除含有上述的成分以外，还可以含有其它的成分。作为其它的成分，例如可举出润滑剂(蜡)、偶联剂、强化剂等。例如，润滑剂具有提高流体与树脂(表面层3)的融合性(なじみ性)的功能，偶联剂具有提高核粒子2与表面层3的密合性的功能。
作为润滑剂，例如可举出乙撑双硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、羟基硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、羟甲基硬脂酸酰胺、烃蜡、硬脂酸等。另一方面，作为偶联剂，例如可举出氨基硅烷系、环氧硅烷系、乙烯基硅烷系这样的硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂等。
应予说明，在图1中，以核粒子2与表面层3直接接触的方式示出。然而，在核粒子2与表面层3之间，可以设置具有任意功能的至少1层。作为该功能，例如可举出提高核粒子2与表面层3的密合性的功能等。
这样的被覆粒子1例如可以通过如下方式制造，即准备含有上述的热固性树脂、亲水性高分子、表面活性剂等成分的树脂组合物(本发明的树脂组合物)，经过该树脂组合物与核粒子2的混炼、将树脂组合物向核粒子2的外表面涂布、喷雾等操作，由此用树脂组合物被覆核粒子2的外表面的至少一部分而制造。另外，该操作可以反复进行多次。该情况下，多次操作中，树脂组合物的组成可以相同也可以不同。应予说明，各成分如上所述。
树脂组合物中，热固性树脂的重均分子量优选为200～20000左右，更优选为2000～4000左右。含有该重均分子量的热固性树脂的树脂组合物具有较低的粘度。因此，能够容易且可靠地进行树脂组合物与核粒子2的混炼。
树脂组合物中含有的热固性树脂的量根据表面层3中的热固性树脂的目标量设定，因此不限于特定的值，但优选为70～99重量％左右，更优选为85～99重量％左右。
另外，树脂组合物中含有的亲水性高分子的量根据表面层3中的亲水性高分子的目标量设定，因此不限于特定的值，但优选为0.001～15重量％左右，更优选为0.05～6重量％。
此外，树脂组合物含有表面活性剂时，树脂组合物中含有的表面活性剂的量也根据表面层3中的表面活性剂的目标量设定，因此不限于特定的值，但优选为0.001～10重量％左右，更优选为0.01～5重量％左右。
应予说明，通过将树脂组合物中的热固性树脂、亲水性高分子或者表面活性剂的量设定为上述范围内的值，能够防止树脂组合物的粘度变高。其结果，能够容易地处理树脂组合物。
树脂组合物可以含有能溶解或者分散上述成分的液体剂。由此，能够容易地调节树脂组合物的粘度。树脂组合物含有液体剂时，优选用树脂组合物被覆核粒子2的外表面的至少一部分后，例如，通过风干等从树脂组合物除去液体剂。由此，能够防止树脂组合物(表面层3)从核粒子2脱落，并且还能够使表面层3的厚度均匀。
作为上述液体剂，例如可举出水、甲醇、乙醇、丙醇这样的醇系液体剂，丙酮、甲乙酮这样的酮系液体剂，乙酸甲酯、乙酸乙酯这样的酯系液体剂等。应予说明，液体剂可以使用这些化合物的1种或者组合使用2种以上。
如上说明的多个被覆粒子1在填充到地下层中形成的裂缝时，被分散于用于将被覆粒子1输送至裂缝的流体，被制成注入剂。该注入剂介由到达地下层的钻孔而被输送，被注入到裂缝。
作为用于制备注入剂的流体，优选与在地下层形成裂缝时使用的流体相同的流体。特别是2％KCl水溶液这种高粘度溶液典型地用于裂缝。该流体在25℃的粘度优选为10～500mPa·s左右，更优选为15～300mPa·s左右，进一步优选为20～100mPa·s左右。通过使用这样的粘度的流体，能够可靠地形成裂缝。另外，能够提高被覆粒子1在注入剂中的分散性，将被覆粒子1高效地输送和填充到裂缝。
这样的流体优选以水为主成分，且含有溶剂、粘度调节剂、表面活性剂、破乳剂、粘度稳定剂、胶凝剂和稳定剂中的至少1种化合物。通过使用这样的化合物，能够将液体的粘度容易且可靠地配成如上所述范围的值。应予说明，破乳剂能够切断凝胶的交联。
注入剂中含有的被覆粒子1的量优选为1～99重量％左右，更优选为5～90重量％左右。含有该量的被覆粒子1的注入剂，无论流体的粘度如何，均能够稳定地分散被覆粒子1。
接下来，对从地下层回收烃(页岩气和/或页岩油)的方法进行说明。
图3是用于说明从地下层回收烃的方法的概念图。
[1]首先，如图3所示，从地表S沿垂直方向挖掘钻孔91直到含有烃的目标地下层L。其后，在钻孔91到达地下层L后，改变挖掘方向，沿地下层L内的水平方向以规定的距离挖掘钻孔91。
[2]接下来，将流体以规定的速度和压力介由钻孔91注入地下层L。此时，流体缓慢破坏地下层L的脆弱部分，在地下层L中形成与钻孔91连通的多个裂缝92。
[3]接着，代替流体而将注入剂以规定的速度和压力介由钻孔91注入地下层L。此时，注入剂被注入到各裂缝92，多个被覆粒子1被填充到各裂缝92。即，本工序[3]相当于将本发明的注入剂注入裂缝92的方法。
应予说明，该工序[3]优选缓慢增加注入剂中的被覆粒子1的量而进行。由此，能够将被覆粒子1可靠且高密度地填充到各裂缝92。
如此，通过向各裂缝92填充被覆粒子1，能够防止各裂缝92因地中的压力而闭合。特别是，本发明中，通过被覆粒子1的表面层3含有亲水性高分子，能够确保填充有被覆粒子1的各裂缝的流体渗透性。因此，显著提高烃从地下层L向钻孔91流入的效率，能够提高烃的回收效率。
[4]接下来，利用设置于地表S的泵P并介由各裂缝92和钻孔92，将烃从地下层L回收。
应予说明，被覆粒子1带来的流体渗透性可以利用下述的实施例所示的方法进行评价，除此之外，例如也可以基于使用图4所示的测定装置测得的测定值进行评价。图4是用于说明测定流体渗透性的方法的图。
图4所示的测定装置10具备：可送液的泵11、可收纳被覆粒子且能对收纳的被覆粒子进行加压的加压机12、连接泵11与加压机12的导管13、以及同加压机12的与泵11相反的一侧连接的导管14。另外，在导管13、14分别设有能够测定其内部流通的液体的压力的压力传感器15、16。
这样的测定装置10中，将液体从泵11介由导管13输送至加压机12，通过加压机12内的液体介由导管14被排出。此时，利用压力传感器15、16测定导管13、14的内部流通的液体的压力，求出其压力差，可以将该压力差作为加压机12的内部(被覆粒子1的填充部位)的液体渗透性。
应予说明，实际测定流体渗透性时，优选使用2％KCl水溶液作为液体，将由泵11送液的液体的压力设定在10Kpsi。
以上，基于实施方式对本发明的树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法进行了说明，但本发明不限于这些。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行更具体的说明。
1.被覆粒子的制造
(实施例1)
向具备冷却器和搅拌装置的反应容器中投入苯酚1000重量份、草酸10重量份和37％福尔马林603重量份。接下来，边对其进行搅拌边加热，在95～100℃反应4小时而得到反应物后，将该反应物在大气压下加热至140℃而进行脱水。其后，在减压下进行反应物的脱酚直至反应物的软化点变成90℃。由此，得到重均分子量为3000的酚醛清漆型酚醛树脂926重量份。
向得到的酚醛清漆型酚醛树脂100重量份中添加作为亲水性高分子的重均分子量为400的聚乙二醇0.5重量份、作为硅烷偶联剂的氨基硅烷3.0重量份，得到树脂组合物(混合物)103.5重量份。
接下来，准备平均粒子尺寸为400μm的压裂砂(Frac Sand，砂粒子)作为核粒子。将该压裂砂100重量份加热至160℃后，投入混合机，然后添加上述得到的树脂组合物3重量份，进行120秒钟混炼而得到混炼物。接着，向混炼物添加把2.25重量份的六亚甲基四胺溶解于水5.25重量份而得的六亚甲基四胺水溶液，进行300秒钟混炼，而得到被覆粒子。
应予说明，表面层被覆了压裂砂各粒子的外表面的整体(100％)。该被覆粒子的表面的状态(表面层的状态)用光学显微镜观察。
(实施例2～30和比较例)
制备并使用表1所示的组成的树脂组合物，除此之外，与实施例1同样地进行而得到被覆粒子。此外，与实施例1同样地进行，观察各实施例2～30和比较例中得到的被覆粒子的表面的状态，结果表面层被覆了压裂砂各粒子的外表面的整体(100％)。
2.评价
2-1.破碎试验
将各实施例和比较例中得到的被覆粒子40g投入砂破坏用破碎试验装置(有限公司奥山金型制作所制)，以压力14000psi升压1分钟、保压2分钟，由此进行破碎试验。
2-2.传导性(流体渗透性)
传导性(conductivity)基于按以下工序进行的渗透性试验中得到的渗透性(permeability)进行评价。
首先，准备底部与带阀的管(直径:10mm)连接的不锈钢制的圆筒容器(直径:60mm，高度:210mm)，在该圆筒容器内安装#100的金属网。接下来，向圆筒容器内投入(填充)各实施例和比较例中得到的被覆粒子200g。
接下来，将2％KCl水溶液200g供给到圆筒容器内后，打开阀，每隔1分钟回收一次从圆筒容器排出的KCl水溶液。应予说明，KCl水溶液的回收持续进行至供给的量的90％被排出。其后，测定各时间回收的KCl水溶液的重量。应予说明，渗透性试验中的上述工序全部在室温下实施。将测定的值的平均值作为指标，进行传导性(流体渗透性)的评价。
将这些结果示于表1。应予说明，表1中所示的简称如下。
PEG200：重均分子量为200的聚乙二醇
PEG400：重均分子量为400的聚乙二醇
PEG1500：重均分子量为1500的聚乙二醇
PEG1540：重均分子量为1540的聚乙二醇
PEG6000J：重均分子量为6000的聚乙二醇
FC-4434：氟系表面活性剂(Sumitomo 3M Limited制的“NOVACFC-4434”)
FC-4430：氟系表面活性剂(Sumitomo 3M Limited制的“NOVACFC-4430”)
FC-4432：氟系表面活性剂(Sumitomo 3M Limited制的“NOVACFC-4432”)
Capstone：氟系表面活性剂(DuPont制的“Capstone FS-3100”)
Zonyl：氟系表面活性剂(DuPont制的“Zonyl”)
Surfynol420：炔系表面活性剂(Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制的“Surfynol 420”)
Surfynol440：炔系表面活性剂(Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制的“Surfynol 440”)
Surfynol465：炔系表面活性剂(Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制的“Surfynol 465”)
Surfynol104：炔系表面活性剂(Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制的“Surfynol 104”)
Emulgen106：醚系表面活性剂(花王制的“Emulgen106”：聚氧乙烯月桂基醚)
Emulgen147：醚系表面活性剂(花王制的“Emulgen147”：聚氧乙烯月桂基醚)
Emulgen350：醚系表面活性剂(花王制的“Emulgen350”：聚氧乙烯硬脂基醚)
Emulgen408：醚系表面活性剂(花王制的“Emulgen408”：聚氧乙烯油基醚)
Emulgen LS-106：醚系表面活性剂(花王制的“EmulgenLS-106”：聚氧化烯烷基醚)
Emulgen A-60：醚系表面活性剂(花王制的“EmulgenA-60”：聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚)
Rheodol SP-L10：脂肪酸酯系表面活性剂(花王制的“RheodolSP-L10”：失水山梨醇单月桂酸酯)
Rheodol SP-O30V：脂肪酸酯系表面活性剂(花王制的“RheodolSP-O30V”：失水山梨醇三油酸酯)
Rheodol TW-L120：脂肪酸酯系表面活性剂(花王制的“RheodolTW-L120”：聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯)
Rheodol MS-50：脂肪酸酯系表面活性剂(花王制的“RheodolMS-50”：甘油单硬脂酸酯)
如表1所示，各实施例中得到的被覆粒子与比较例中得到的被覆粒子相比，破碎试验产生的微粉产生量没有差别，但流体渗透性明确显示出更高的值。特别是通过组合使用亲水性高分子和表面活性剂，有流体渗透性更高的趋势。

Claims (32)

1.一种树脂组合物，用于形成表面层，该表面层被覆被填充到地下层中形成的裂缝内的粒子的外表面的至少一部分，
该树脂组合物含有热固性树脂和亲水性高分子。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述热固性树脂的重均分子量为200～20000。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述热固性树脂含有酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物中含有的所述热固性树脂的量为70～99重量％。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述亲水性高分子的重均分子量为100～8000。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述亲水性高分子在其1分子中含有1～20个羟基。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述亲水性高分子含有聚烷撑二醇。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物中含有的所述亲水性高分子的量为0.001～15重量％。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物进一步含有表面活性剂。
10.根据权利要求9所述的树脂组合物，其中，所述表面活性剂含有非离子表面活性剂。
11.根据权利要求10所述的树脂组合物，其中，所述非离子表面活性剂含有氟系表面活性剂和炔系表面活性剂中的至少1种。
12.根据权利要求9所述的树脂组合物，其中，该树脂组合物中含有的所述表面活性剂的量为0.001～10重量％。
13.一种被覆粒子，是被填充到地下层中形成的裂缝内的多个被覆粒子，
各被覆粒子具备：具有外表面的核粒子和被覆该核粒子的所述外表面的至少一部分的表面层，
所述表面层含有热固性树脂和亲水性高分子。
14.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述表面层的平均厚度为0.5～20μm。
15.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述表面层被覆所述核粒子的所述外表面的50～100％。
16.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述多个核粒子含有砂粒子和陶瓷粒子中的至少1种。
17.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述多个核粒子的平均粒子尺寸为100～3000μm。
18.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述热固性树脂为固化状态或者未固化状态。
19.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述热固性树脂含有酚醛树脂。
20.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述表面层中含有的所述热固性树脂的量为70～99重量％。
21.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述亲水性高分子的重均分子量为100～8000。
22.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述亲水性高分子在其1分子中含有1～20个羟基。
23.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述亲水性高分子含有聚烷撑二醇。
24.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述表面层中含有的所述亲水性高分子的量为0.001～15重量％。
25.根据权利要求13所述的被覆粒子，其中，所述表面层进一步含有表面活性剂。
26.根据权利要求25所述的被覆粒子，其中，所述表面活性剂含有非离子表面活性剂。
27.根据权利要求26所述的被覆粒子，其中，所述非离子表面活性剂含有氟系表面活性剂和炔系表面活性剂中的至少1种。
28.根据权利要求25所述的被覆粒子，其中，所述表面层中含有的所述表面活性剂的量为0.001～10重量％。
29.一种注入剂，被注入到地下层中形成的裂缝，含有如下物质：
权利要求13所述的多个被覆粒子、和
用于分散该被覆粒子并将所述被覆粒子输送至所述裂缝的流体。
30.根据权利要求29所述的注入剂，其中，所述流体含有溶剂、粘度调节剂、表面活性剂、破乳剂、粘度稳定剂、胶凝剂和稳定剂中的至少1种。
31.根据权利要求29所述的注入剂，其中，该注入剂中含有的所述多个被覆粒子的量为1～99重量％。
32.一种方法，将权利要求29所述的注入剂介由到达所述地下层的钻孔输送至地下层中形成的裂缝，并将所述注入剂注入所述裂缝。
CN201480005631.0A 2013-01-22 2014-01-21 树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法 Pending CN104995280A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361755321P 2013-01-22 2013-01-22
US61/755,321 2013-01-22
PCT/JP2014/051156 WO2014115738A1 (ja) 2013-01-22 2014-01-21 樹脂組成物、被覆粒子、注入剤および注入剤を亀裂に注入する方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104995280A true CN104995280A (zh) 2015-10-21

Family

ID=51227529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480005631.0A Pending CN104995280A (zh) 2013-01-22 2014-01-21 树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2949723A4 (zh)
CN (1) CN104995280A (zh)
AU (1) AU2014208552B2 (zh)
BR (1) BR112015017444A2 (zh)
CA (1) CA2898419C (zh)
CL (1) CL2015002028A1 (zh)
MX (1) MX2015009419A (zh)
PE (1) PE20151444A1 (zh)
RU (1) RU2015128498A (zh)
WO (1) WO2014115738A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10344204B2 (en) 2015-04-09 2019-07-09 Diversion Technologies, LLC Gas diverter for well and reservoir stimulation
US10012064B2 (en) 2015-04-09 2018-07-03 Highlands Natural Resources, Plc Gas diverter for well and reservoir stimulation
US10982520B2 (en) 2016-04-27 2021-04-20 Highland Natural Resources, PLC Gas diverter for well and reservoir stimulation
CN109294538A (zh) * 2018-11-20 2019-02-01 北京大德广源石油技术服务有限公司 油气井专用化学堵漏药剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336842A (en) * 1981-01-05 1982-06-29 Graham John W Method of treating wells using resin-coated particles
CN1839034A (zh) * 2003-04-15 2006-09-27 氦克逊特种化学品公司 含有热塑性高弹体的微粒物质及其制备和使用方法
CN101432132A (zh) * 2004-09-20 2009-05-13 禾逊专业化学公司 用作支撑剂或用于砾石充填的颗粒，及其制造和使用方法
CN101563436A (zh) * 2006-12-19 2009-10-21 陶氏环球技术公司 用于支撑剂的新包覆组合物及其制备方法
WO2012066125A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Process for the production of coated proppants

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3935339A (en) 1973-07-16 1976-01-27 Exxon Production Research Company Method for coating particulate material thereof
US20050244641A1 (en) * 2004-04-12 2005-11-03 Carbo Ceramics Inc. Coating and/or treating hydraulic fracturing proppants to improve wettability, proppant lubrication, and/or to reduce damage by fracturing fluids and reservoir fluids
US8227026B2 (en) * 2004-09-20 2012-07-24 Momentive Specialty Chemicals Inc. Particles for use as proppants or in gravel packs, methods for making and using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336842A (en) * 1981-01-05 1982-06-29 Graham John W Method of treating wells using resin-coated particles
CN1839034A (zh) * 2003-04-15 2006-09-27 氦克逊特种化学品公司 含有热塑性高弹体的微粒物质及其制备和使用方法
CN101432132A (zh) * 2004-09-20 2009-05-13 禾逊专业化学公司 用作支撑剂或用于砾石充填的颗粒，及其制造和使用方法
CN101563436A (zh) * 2006-12-19 2009-10-21 陶氏环球技术公司 用于支撑剂的新包覆组合物及其制备方法
WO2012066125A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Process for the production of coated proppants

Also Published As

Publication number Publication date
EP2949723A1 (en) 2015-12-02
AU2014208552B2 (en) 2016-07-07
AU2014208552A1 (en) 2015-07-30
WO2014115738A1 (ja) 2014-07-31
CL2015002028A1 (es) 2015-12-11
EP2949723A4 (en) 2016-11-23
BR112015017444A2 (pt) 2017-07-11
PE20151444A1 (es) 2015-10-10
MX2015009419A (es) 2016-01-12
RU2015128498A (ru) 2017-03-02
CA2898419C (en) 2017-09-19
CA2898419A1 (en) 2014-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104995280A (zh) 树脂组合物、被覆粒子、注入剂和将注入剂注入裂缝的方法
RU2441051C2 (ru) Легкосыпучие покрытые частицы, способ их получения и их применение
RU2312121C2 (ru) Гранулированный материал, имеющий множество отверждаемых покрытий, способы их получения и применения
CN103173195B (zh) 一种耐高温防砂支撑剂及耐高温防砂固化体系
US4694905A (en) Precured coated particulate material
CN103160271B (zh) 一种块状防砂支撑剂的制备方法
CN104592965A (zh) 双涂层包胶防砂颗粒及其制备方法
AU2015318276B2 (en) Low temperature curable proppant
CN109321223B (zh) 一种防砂剂、其制备方法以及用于油井防砂的用途
RU2591571C2 (ru) Способ получения проппантов с покрытием
MX2010011368A (es) Particulas recubiertas a baja temperatura para el uso como materiales de sosten o en rellenos de grava, metodos para la elaboracion y uso de los mismos.
CN105441043B (zh) 一种暂堵微球及其制备方法
CN101020817A (zh) 油田固井防气窜封堵液
CN108495910B (zh) 轻质支撑剂及其制造和使用方法
CN102432786A (zh) 一种酚醛树脂及其制备方法以及一种支撑剂及其制备方法
CA2913027C (en) Resin composition, injection material and packing method
US10106729B2 (en) Resin composition, coated particles, injection material and method for injecting injection material into fracture
US4413931A (en) Method for treating subterranean formations
JPH08506054A (ja) エステル硬化無ベーク鋳型用結合剤系
CN105408445A (zh) 被覆粒子、注入剂和填充方法
CN111732722B (zh) 一种聚合物及其制备方法与在作为或制备控砂剂中的应用
CN109385262A (zh) 一种低密度覆膜材料的制备工艺
CN118272061A (zh) 一种具有油水选择性的自生颗粒堵水材料及制备方法
JP4794881B2 (ja) 充填材および充填工法
CN109321230A (zh) 一种低密度覆膜材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151021

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication