MXPA00002532A - Propulsor compuesto, medios de filtración compuestos y métodos para elaborar y usar los mismos - Google Patents

Abstract

Las partículas compuestas elaboradas de resina y un material de relleno o carga se proporcionan para usarse en formaciones subterráneas. El material de relleno o carga es mineral finamente dividido y fibra opcional. Las partículas son propulsoresútiles para propulsar las fracturas de la formación subterránea abiertas. Las partículas también sonútiles para la filtración de agua, los métodos de elaboración de las partículas compuestas también se dan a conocer.

Description

"PROPULSOR COMPUESTO, MEDIOS DE FILTRACIÓN COMPUESTOS Y MÉTODOS PARA ELABORAR Y USAR LOS MISMOS" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con medios compuestos que van a usarse en la filtración y el propulsor compuesto que va a usarse en la producción de petróleo y gas para "sustentar/propulsar" una fractura hidráulica en la proximidad de un sondeo. El propulsor mantiene la fractura hidráulica abierta para la afluencia del petróleo y/o gas natural, y puede mejorar considerablemente el rendimiento por pozo. Más particularmente, la invención se relaciona con propulsores compuestos y medios de filtración compuestos, construidos de materiales de relleno apropiados ligados juntos con reticuladores/aglutinantes tridimensionales orgánicos y/o inorgánicos. La invención se relaciona asimismo con métodos para elaborar y usar estos medios de filtración y propulsores. 2. DESCRIPCIÓN DE LOS ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA Por lo general, los propulsores son extremadamente útiles para mantener las fracturas abiertas - - impuestas por fractura hidráulica en una formación subterránea, v.g., un estrato portador de aceite o gas. Típicamente, la fracturacisn se desea en la formación subterránea para aumentar la producción de aceite o gas. La fracturación se ocasiona inyectando un fluido de fracturación viscoso o una espuma a alta presión en el pozo para formar fracturas. A medida que se forma- la fractura, un material en partículas, a la cual se hace referencia como un "agente propulsor" o "propulsor" se coloca en la formación para mantener la fractura en una condición propulsada cuando se libera la presión de la inyección. A medida que se forma la fractura, los propulsores son llevados hacia el pozo suspendiendo los mismos en un fluido o espuma adicional para llenar la fractura con una suspensión espesa de propulsor en el fluido o espuma. Durante la liberación de la presión, los propulsores forman un paquete que sirve para retener abiertas las fracturas. La mira de usar los propulsores es aumentar la producción de aceite y/o gas proporcionando un canal altamente conductor en la formación. La selección de un propulsor es crítica para el éxito del estímulo del pozo. La fractura propulsada por lo tanto proporciona un canal altamente conductor en la formación. El grado de estímulo proporcionado mediante el tratamiento de fractura hidráulica depende grandemente de los parámetros de la formación, la permeabilidad de la fractura y el ancho propulsado de la fractura. Si el propulsor es un substrato no revestido, v.g., arena, y se somete a altos esfuerzos que existen en un pozo de gas/aceite, el substrato puede aplastarse para producir finos del propulsor aplastado. Los finos subsecuentemente reducirán la conductividad dentro del paquete del propulsor. Sin embargo, un revestimiento de resina mejorará la resistencia de aplastamiento de una partícula revestida por encima de aquella del substrato solo. Las cuentas de vidrio se han usado como materiales propulsores (véase la Patente Norteamericana Número 4,068,718, incorporada en la presente por referencia para el estado actual de la tecnología) . Sus desventajas incluyen los costos de energía y producción, como anteriormente, y la caída seria en la permeabilidad a presiones elevadas (por encima de aproximadamente 35 MPa) debido a su aplastamiento excesivo a las condiciones en el fondo del pozo. Por lo tanto, no se favorece en la actualidad. Se emplean en la actualidad tres tipos diferentes de materiales de propulsión, es decir, propulsores. El primer tipo de propulsor es una granulación/ partícula de cerámica sinterizada, usualmente óxido de aluminio, silice o bauxita, frecuentemente con aglutinantes semejantes a arcilla o con substancias duras incorporadas tales como carburo de silicio (v.g., Patente Norteamericana Número 4,977,116 concedida a Rumpf y otros, incorporada en la presente por referencia. Las Patentes Números 0 087 852, 0 102 761, o 0 207 668) . Las partículas de cerámica tienen la desventaja de que la sinterización debe llevarse a cabo a temperaturas elevadas, dando por resultado costos de energía elevados. Además, se usan materias primas costosas. tienen densidad volumétrica relativamente elevada, y frecuentemente tienen propiedades semejantes a aquellas de los materiales de trituración de corundo, que ocasionan gran desgaste en las bombas y líneas usadas para introducir los mismos en el agujero de perforación. El segundo tipo de propulsor está constituido de un grupo grande de materiales de propulsión conocidos a partir de arenas naturales relativamente gruesas, las partículas de las cuales son más o menos esféricas de tal manera que puedan permitir el flujo significativo (Inglés "arena de fracturación" (véase la Patente Norteamericana Numero 5,188,175 para el estado actual de la tecnología). El tercer tipo de propulsores incluye muestras del tipo uno y dos que pueden revestirse con una capa de resina sintética (Patente Norteamericana Número 5,420,174 concedida a Deprawshad y otros; Patente Norteamericana Número 5,218,038 concedida a Johnson y otros y Patente Norteamericana Número 5,639,806 concedida a Johnson y otros (las exposiciones de las Patentes Norteamericanas Números ,420,174, 5,218,038 y 5,639,806, incorporadas en la presente por referencia) ; Patente EP Número 0 542 397) . Las resinas conocidas usadas en los propulsores revestidos con resina incluyen epoxi, furano, resinas fenólicas y combinaciones de estas resinas. Las resinas son de aproximadamente 1 por ciento a aproximadamente 8 por ciento en peso de la partícula revestida total. El substrato en partículas para propulsores revestidos con resina puede ser arena, cerámica u otro substrato en partículas y típicamente tiene un tamaño de partícula dentro de la escala de los Números de tamiz de Prueba Normal USA de aproximadamente 8 a aproximadamente 100 (es decir, aberturas de tamiz de aproximadamente .238 centímetro a aproximadamente .0150 centímetro) . Los propulsores revestidos con resina vienen en dos tipos: precurados y curables. Los propulsores revestidos con resina precurada comprenden un substrato revestido con resina que se ha reticulado significativamente. El revestimiento de resina de los propulsores precurados proporciona resistencia a aplastamiento para el substrato. Puesto que el revestimiento de resina ya se ha curado antes de que - - introduzca en el pozo, aún bajo condiciones de alta presión y temperatura, el propulsor no se aglomera. Estos propulsores revestidos con resina precurada típicamente se mantienen en el pozo rodeándolos con esfuerzo. En algunas circunstancias de fracturación hidráulica, los propulsores precurados en el pozo fluirían de nuevo desde la fractura, especialmente durante la limpieza o producción en los pozos de aceite y gas. Cierta cantidad del propulsor puede transportarse fuera de las zonas fracturadas y hacia el sondeo mediante los fluidos producidos del pozo. Este transporte es conocido como contraflujo. Estos propulsores revestidos con resina fenólica curable trabajan mejor en medios ambientes en donde las temperaturas son lo suficientemente elevadas para consolidar y curar las resinas fenólicas. Sin embargo, las condiciones de las formaciones geológicas varían grandemente. En algunos pozos de gas/petróleo, hay presentes en el fondo dei pozo una temperatura elevada (> 82°C) y una presión elevada (> 421.80 kilogramos por centímetro cuadrado) . Bajo estas condiciones, la mayoría de los propulsores curables pueden curarse de manera efectiva. Además, los propulsores usados en estos pozos necesitan ser térmica y físicamente estables, es decir, no aplastarse apreciablemente a estas temperaturas y presiones.

Las resinas curables incluyen (I) resinas que se curan enteramente en la formación subterránea y (ii) resinas que están parcialmente curadas antes de inyectarse en la formación subterránea con el resto de la curación ocurriendo en la formación subterránea. Muchos pozos poco profundos frecuentemente tienen temperaturas en el fondo del pozo menores de 54°C, o aún menores de 38 °C. Los propulsores curables convencionales no se curarán apropiadamente a estas temperaturas. Algunas veces, puede usarse un activador para facilitar la curación a temperaturas bajas. Otro método es catalizar el propulsor curándose a temperaturas bajas usando un catalizador acídico en una técnica de sobrelavado. Los sistemas de este tipo de propulsor curable se han dado a conocer en la Patente Norteamericana Número 4,785,884 concedida a Armbruster y la exposición de esta patente se incorpora por refrenda en su totalidad. En el método de sobrelavado, después de que el propulsor curable se coloca en la fractura, se bombea un sistema de catalizador acidico a través del paquete del propulsor e inicia la curación aún a temperaturas tan bajas así como de aproximadamente 21°C. Esto ocasiona la ligazón de las partículas propulsoras. Debido a las variaciones diversas en las características geológicas de pozos de aceite y gas diferentes, ningún solo propulsor posee todas las propiedades que puedan satisfacer todos los requisitos de funcionamiento bajo distintas condiciones. La selección de si se debe usar un propulsor precurado o curable o ambos es asunto de experiencia y conocimiento como será bien conocido por una persona experta en la técnica. Durante el uso, el propulsor se suspende en el fluido de fracturación. De esta manera, las interacciones del propulsor y el fluido afectarán grandemente la estabilidad del fluido en. donde se suspende el propulsor. El fluido necesita permanecer viscoso y capaz de llevar el propulsor a la fractura y depositar el propulsor en ubicaciones apropiadas para uso. Sin embargo, si el fluido pierde prematuramente su capacidad de ser un portador, el propulsor puede depositarse en ubicaciones inapropiadas en la fractura o el sondeo. Esto puede requerir limpieza de sondeo extensa y remoción del propulsor colocado incorrectamente . Es también importante que el fluido- se desintegre (experimente una reducción en viscosidad) durante el tiempo apropiado después de la colocación apropiada del propulsor. Después de que el propulsor se coloca en la fractura, el fluido se convertirá en menos viscoso debido a la acción de los disruptores (agentes de reducción de viscosidad) presentes en el fluido. Esto permite que las partículas del propulsor sueltas y curables se junten permitiendo contacto intimo de las partículas para dar por resultado un paquete de propulsor sólido después de la curación. La falla para tenerse en contacto proporcionará un paquete de propulsor mucho más débil. La espuma, en vez del fluido viscoso puede emplearse para llevar el propulsor hacia la fractura y depositar el propulsor en las ubicaciones apropiadas para uso. La espuma es una espuma estable que puede suspender el propulsor hasta que se coloque en la fractura, en cuyo momento la espuma se rompe. Los agentes que no sean la espuma o un fluido viscoso se pueden emplear para llevar el propulsor hacia una fractura en donde sea apropiado. Asimismo, el material en partículas revestido con resina, v.g., las arenas pueden usarse en un sondeo para "control de arena" . En este uso, se llena una estructura cilindrica con los propulsores, v.g., material en partículas revestido con resina y se inserta en el sondeo para actuar como un filtro o tamiz a fin de controlar o eliminar el flujo hacia atrás de la arena, los otros propulsores o partículas de la formación subterránea. Típicamente, la estructura cilindrica es una estructura anular que tiene paredes interna y externa elaboradas de malla. El tamaño de la abertura de la pantalla de la malla siendo suficiente para contener el material en partículas revestido con resina dentro de la estructura cilindrica y dejar que los fluidos en la formación pasen a través de la misma . Aún cuando se conocen propulsores útiles, serian benéfico proporcionar propulsores que tienen particularidades mejoradas tales como buen contraflujo, buena resistencia a la compresión así como conductividad a largo plazo buena, es decir, permeabilidad, a los esfuerzos de cierre elevados presentes en la formación subterránea. El contraflujo, como se ha discutido en lo que antecede se relaciona a mantener el propulsor en la formación subterránea. La resistencia de compresión se relaciona a permitir que el propulsor resista las fuerzas_ dentro de la formación subterránea. La alta conductividad choca directamente contra el régimen de producción futuro del pozo. Sería especialmente benéfico proporcionar estos propulsores de materias primas que puedan obtenerse y procesarse a costo relativamente bajo y moderado, asi como un proceso para producir los mismos, de tal manera que la partícula formada produzca menos desgaste en el equipo usado para introducirla en el agujero de perforación debido a su densidad volumétrica baja y su superficie lisa. Un área separada de uso propuesto es la filtración de agua. En muchas situaciones industriales y no industriales hay necesidad de ser capaces de extraer sólidos de una corriente de agua. Hay una amplia variedad de sistemas de filtración diseñados para llenar estos requisitos. La mayoría de estos sistemas usan un material en partículas sólido para formar un paquete de filtración a través del cual fluye el agua que contiene el sólido. El material en partículas (medio de filtración) retiene el sólido dentro del espacio de poro del paquete y permite que el agua pase a través del mismo (con un contenido de sólidos más bajo) . Periódicamente, el filtro debe contralavarse para remover los sólidos atrapados de manera que pueda continuar el proceso de filtración. Un medio de filtración debe tener las siguientes características: • un área superficial de partículas elevada de manera que haya muchas oportunidades de atrapar los sólidos. • la densidad posible más baja de manera que el número de kilogramos requeridos para llenar el filtro y el régimen de flujo requerido para contraflujo (un proceso que expande el volumen del paquete de filtro) ambos se reduzcan al minimo. • que sea resistente al ácido/base/solvente de manera que la integridad del medio no sea afectada por la presencia de estos materiales. • que sea de naturaleza no tóxica de manera que las substancias químicas indeseables no se lixivien en la corriente de agua que se está filtrando . • que tenga la capacidad de elaborarse en distintos tamaños (20/40, 16/30, etc.) y densidades de manera que los paquetes de filtro puedan diseñarse para extraer una varieda de partículas . Los ejemplos de medios de filtración usados en la actualidad son arena, cerámica, carbón vegetal activado y cascaras de nuez.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar propulsores que comprenden un material de relleno o carga de minerales finamente divididos o minerales y fibras finamente divididas, ligadas mediante un aglutinante. Otro objeto de la presente invención es proporcionar medios de filtración para extraer los sólidos de una corriente de agua que comprende un material de relleno o carga, de minerales finamente divididos o minerales y fibras finamente divididos, ligados con el polímero.

Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar métodos para usar el propulsor, o los medios de filtración, comprende un material de relleno o carga de minerales finamente divididos o minerales y fibras finamente divididos, ligados con un polímero. Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar métodos de usar el propulsor o medios de filtración que comprende un material de relleno o carga de minerales finamente divididos o minerales y fibras finamente divididos, ligados con un polímero. Estos y otros objetos de la presente invención se harán evidentes de la siguientes especificación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Lo siguiente describe brevemente el dibujo de la presente especificación, en donde los elementos iguales se identifican mediante números iguales. La Figura 1 muestra un diagrama de flujo del proceso de una primera modalidad de un proceso para elaborar partículas de la presente invención. La Figura 2 muestra un diagrama de flujo del proceso de una segunda modalidad de un proceso para elaborar partículas de la presente invención.

- - La Figura 3 muestra un diagrama de flujo del proceso de una tercera modalidad de un proceso para elaborar partículas de la presente invención. La Figura 4 muestra un diagrama de flujo del proceso del proceso de la Figura 3 modificado para incluir el reciclado de partículas. La Figura 5 muestra una primera modalidad de una partícula del propulsor o medio de filtración de la presente invención. La Figura 6 muestra una segunda modalidad de una partícula del propulsor o medio de filtración de la presente invención.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La invención proporciona una partícula compuesta para propulsor o medio de filtración que comprende partículas de relleno o carga, v.g., mineral finamente dividido o mineral y fibra finamente divididos, ligados por un aglutinante orgánico o inorgánico apropiado. Un aglutinante orgánico típico es una resina de resol fenólica o una resina de novolaca fenólica. Los aglutinantes inorgánicos típicos incluyen silicatos, v.g., silicato de sodio, fosfatos, v.g., vidrio de polifosfato, boratos, o mezclas de los mismos, v.g., silicato y fosfato.

Las partículas de relleno o carga pueden ser de cualesquiera de las distintas clases de minerales finamente divididos o minerales finamente divididos y fibras cortas comercialmente obtenibles. Los minerales finamente divididos incluyen por lo menos un miembro del grupo que consiste de sílice (arena de cuarzo) , alúmina, mica, meta-silicato, silicato de calcio, calcina, queolina, talco, zirconia, boro y vidrio. Estas fibras incluyen por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de fibras de vidrio molidas, fibras de cerámica molidas, fibras de carbón molidas y fibras sintéticas, que tienen una temperatura de reblandecimiento mayor de aproximadamente 93°C a fin de que no se degraden, reblandezcan o aglomeren durante la producción o uso. Las partículas compuestas presentes son esencialmente esféricas. Las partículas compuestas tienen una esfericidad de menos 0.7, de preferencia de por lo menos 0.85, y de mayor preferencia por lo menos de 0.90, como se miden de acuerdo con el Método de API RP56, Sección 5. Las partículas compuestas se elaboran mezclando las partículas de material de relleno o carga seleccionadas de por lo menos uno del grupo que consiste de mineral finamente dividido y posiblemente la fibra corta apropiada con por lo menos un aglutinante. En particular, las partículas compuestas se elaboran mezclando las partículas de material de relleno o carga con una primera porción del aglutinante para formar partículas de núcleo esencialmente homogéneas de producto granulado que comprende las partículas de material de relleno o carga y la primera porción del aglutinante. Mediante el término "esencialmente homogéneo" se quiere dar a entender que la partícula del núcleo tiene una ausencia de partícula de substrato grande como es común, por ejemplo, para los propulsores de arena revestidos. Para reforzar las partículas compuestas, una segunda porción del aglutinante puede revestirse en las partículas del núcleo del producto granulado. Los aglutinentes de núcleo de preferencia se precuran. Las resinas de revestimiento externas son curables o precuradas . Para los fines de esta solicitud, el término "curado" y "reticulado" se usan intercambiablemente para el endurecimiento que ocurre en el aglutinante orgánico. Sin embargo, el término "curado" tiene también un significado más amplio ya que abarca generalmente el endurecimiento de cualquier aglutinante, orgánico o inorgánico, para formar un material estable. Por ejemplo, la reticulación, ligazón iónica y/o remoción del solvente para formar un material ligado en su forma endurecida final se puede considerar como curación. De esta manera, la sola remoción del solvente del aglutinante orgánico antes de la reticulación puede o no ser una curación dependiendo de si el aglutinante orgánico seco está en la forma endurecida final . Opcionalmente, las partículas compuestas no revestidas o las partículas de propulsor revestidas se secan, pero no se curan (v. g. , reticulan) , y luego experimentan una refinación mecánica de la superficie para alisarla a fin de que tenga una forma esencialmente e-sférica. Las partículas compuestas, como se describe en esta invención tienen propiedades especiales y singulares tales como comportamiento' controlado de plasticidad y elasticidad. Debido a estas propiedades singulares, las partículas compuestas pueden aplicarse como el solo propulsor en un empaque de propulsor al 100 por ciento (en la fractura hidráulica) o como reposición de una pieza de la cerámica existente comercialmente disponible y/o propulsores a base de arena, revestidos con resina y/o no revestidos, como las mezclas entre aquellos. Las partículas compuestas también se pueden emplear como el medio único en un paquete de filtración al 100 por ciento o mezclarse con otros medios de filtración. Como se aplica, las partículas compuestas usadas como propulsores, y mejoran el control del contraflujo del - lí paquete, y disminuyen la formación y generación de finos cuando se usan para llenar el 100 por ciento de la fractura o se usan en un paquete en combinación con otros propulsores comercialmente obtenibles. Como se aplica, las partículas compuestas también reducen grandemente los efectos perjudiciales de la incrustación y generación subsecuente de finos (que son el resultado del proceso de incrustación) que está asociado comúnmente con el uso de otros propulsores comercialmente obtenibles. La reducción en la incrustación puede atribuirse a la naturaleza elástica del compuesto y su capacidad para distribuir mejor los esfuerzos en el fondo del pozo. Combinando todas estas propiedades de la partícula compuesta, conducirá a un aumento en la conductividad/permeabilidad del paquete. Seleccionando las proporciones en volumen especificadas a continuación de los minerales finamente divididos y el aglutinante sintético proporcionan fuerza de resistencia de flexión sorprendentemente buena, que es también una medida de una resistencia y dureza de punto de bola de acero (Resistencia Brinell) . Este es un factor muy importante para el uso de los materiales presentes como propulsores. Las resistencias de flexión por lo general son algo más elevadas cuando se usa arena de cuarzo como el mineral que con óxido de aluminio. - 9 El propulsor de conformidad con la invención tiene mayor resistencia a las fuerzas de compresión que algunos precursores de cerámica y por lo tanto, tiene menos falla de grano. Esto reduce los esfuerzos de punta y genera menos finos (que pueden dañar la conductividad de la fractura) que la experiencia anterior conducirla a esperarse justamente de los valores absolutos de la resistencia disruptiva. La esfericidad preferida F es mayor que 0.9, debido específicamente al uso de medidas de posprocesamiento apropiadas. La invención proporciona asimismo métodos mejorados de usar las partículas anteriormente descritas como medios para filtración de agua o como propulsores curables y/o precurados para el tratamiento de formaciones subterráneas .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las partículas de material de relleno o carga de la presente invención pueden emplearse con cualquier resina propulsora convencional. El tipo de resina y material de relleno o carga que constituyen el propulsor dependerá de un número de factores incluyendo el esfuerzo de cierre probable, a la temperatura de la formación, y el tipo de fluido de la formación.

- El término resina incluye una amplia clase de substancias sintéticas poliméricas superiores. La resina incluye materiales termofraguables y termoplásticos. Los termofraguables específicos incluyen epoxi, resina fenólica, v.g., resol (una resina termofraguable verdadera) o novolaca (resina termoplástica que se hace termofraguable mediante un agente de endurecimiento) , resina de poliéster, y novolaca modificada con epoxi como se da a conocer mediante la Patente Norteamericana Número 4,923,714 concedida a Gibb y otros que se incorpora en la presente por referencia. La resina fenólica comprende cualesquiera de un polímero de novolaca fenólico; un polímero de resol fenólico; una combinación de un polímero novolaca fenólico y un polímero de resol fenólico; una combinación curada de resina fenólica/furano o una resina de furano para formar una resina precurada (como se da a conocer mediante la Patente Norteamericana Número 4,694,905 concedida a Armburster incorpora en la presente por referencia) ; o un sistema de resina de furano/fenólica curable capaz de curarse en presencia de un ácido fuerte para formar una resina curable (como se da a conocer mediante la Patente Norteamericana Número 4,785,884 concedida a Armbruster) . Los materiales fenólicos de los polímeros de novolaca y resol anteriormente mencionados pueden ser mitades de fenol o mitades de bis-fenol. Las resinas de resol se prefieren.

- Los termoplásticos específicos incluyen polietileno, estireno de acrilonitrilo-butadieno, poliestireno, cloruro de polivinilo, fluoroplásticos, polisulfuro, polipropileno, acrilonitrilo de estireno, nylon, y óxido de fenileno. Otra resina típica es el látex. A. Partículas de Relleno o Carga Las partículas de material de relleno o carga deben ser inertes a los componentes en la formación subterránea, v.g., fluidos de tratamiento de pozo, y ser capaces de resistir las condiciones, v.g., temperatura y presión, en el pozo. Las partículas de relleno o carga, v.g., los minerales finamente divididos o combinaciones de minerales finamente divididos y fibras, de dimensiones diferentes y/o materiales diferentes se pueden emplear juntos. La partícula de material de relleno o carga de preferencia es de naturaleza microcristalina, para ser más resistente a la abrasión y por lo tanto mejorar la capacidad de la partícula compuesta para resistir el transporte neumático. Es importante que las dimensiones y la cantidad de las partículas de material de relleno o carga asi como el tipo y cantidad de resina, se seleccionen de manera que las partículas de material de relleno o carga, permanezcan dentro de la resina del propulsor en vez de mezclarse holgadamente con las partículas del propulsor. La contención de partículas de material de relleno o carga impide las partículas sueltas que obturan las piezas, v.g., las pantallas, de un pozo de aceite o gas. Además, la fijación impide que las partículas sueltas disminuyan la permeabilidad en el pozo de aceite o gas. 1. Minerales Finamente Divididos Los minerales finamente divididos incluyen por lo menos un miembro del grupo que consiste de sílice (arena de cuarzo) , alúmina, mica, meta-silicato, silicato de calcio, calcina, queolina, talco, zirconia, boro y vidrio. La sílice microcristalina se prefiere especialmente. Las partículas de los minerales finamente divididos varían en tamaño de aproximadamente 2 a aproximadamente 60 micrómetros. Típicamente, las partículas de los minerales tienen un d5Q de aproximadamente 4 a aproximadamente 45 micrómetros, de preferencia de aproximadamente 4 a aproximadamente 6 micrómetros. El parámetro d5Q se define como el diámetro para el cual el 50 por ciento del peso de las partículas tiene el diámetro de partícula especificado. El material de relleno o carga preferido seria de forma redondeada en vez de angular o subangular para reducir al mínimo las orillas pronunciadas en la matriz de la partícula formada. Un ejemplo de este material preferido es la sílice microcristalina IMSIL, que puede obtenerse de Unimim Specialty Minerals, de Elco, Illinois.

Los materiales de relleno o carga de sílice microcristalina IMSIL se producen de un alfa-cuarzo que ocurre de manera natural, inerte con morfología semejante a uva. Este material de relleno o carga puede humedecerse y dispersarse en cualquier solvente o cualquiera de los sistemas a base de agua. El Cuadro A enumera estas propiedades del material de relleno o carga.

CUADRO A ANÁLISIS Y PROPIEDADES DEL TAMAÑO DE LA PARTÍCULA Micrones A-75 1240 A-30 % Medio Típico que 300 Pasa en Tamices 212 100.0 Individuales 160 99.89 106 99.39 100.0 75 97.79 99.98 99.99 55 96.15 99.70 99.78 45 95.00 98.60 99.60 40 20 15 10 5 ___ ___ Tamaño de Partícula Mediano (micrómetros) 12.0 8.7 8.2 rea Superficial (m2/g) 1.3 0.9 1.1 Brillo (TAPPI) 82.0 84.1 84.1 Absorción de Aceite (gramo/100 gramos) 27 28 28 Humedad (t) 0.17 0.17 0.17 Peso/Galón Sólido 22.07 libras/galón Valor Volumétrico 0.0453 Gravedad Específica 2 . 65 gramos/era-^ pH 6 . 6 índice Refractivo 1 . 54-1 . 55 Dureza 6 . 5 Mohs CUADRO A (Continuación) A-25 A-15 A-10 A-í % Medio Típico que Pasa en Tamices Individuales 100.0 99.9 96.0 100.0 90.0 98.5 100.0 100.0 77.0 92.0 98.5 99.3 51.0 65.2 76.0 87.0 Tamaño de Partícula Mediano (micrómetros) 6.5 3.9 2.4 2.1 rea Superficial (m^/g) 1.0 1.3 1.6 2.0 Brillo (TAPPI) 84.7 85.2 85.8 86.4 Absorción de Aceite (gramos/100 gramos) 28 29 28 28 Humedad ( % ) 0.18 0.20 0.20 0.20 Peso/Galón Sólido ASTM D-153 Valor Volumétrico ASTM C-29 Gravedad Especifica ASTM C-128 pH AFS 113-87-S índice Refractivo ASTM D-801 Dureza Escala de Moh La ceniza volante, con un contenido típico de SÍO2 entre 40 por ciento y 60 por ciento en peso y el contenido de I2O3 típico entre 20 por ciento y 40 por ciento en peso, también se puede usar como el mineral para ahorrar los costos de los materiales para ciertos requisitos. El tamaño de grano típico de este material (d5o) es hasta de 35 micrómetros, de manera que la trituración hasta el valor preferido de 4 a 6 micrómetros podría todavía llevarse a cabo. La ceniza volante debe tener una cantidad mínima de carbón, cuya presencia debilitaría la partícula del propulsor. 2. Fibras Las fibras pueden ser cualesquiera de varias clases de fibras cortas comercialmente obtenibles. Estas fibras incluyen por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de fibras de vidrio molidas, fibras de cerámica molidas, fibras de carbón molidas, fibras naturales y fibras sintéticas, v.g., fibras de novolaca reticuladas que tienen una temperatura de reblandecimiento por encima de la temperatura de partida típica para mezclarse con la resina, v.g., por lo menos de aproximadamente 93°C para que no se degraden, reblandezcan o aglomeren. Los vidrios típicos para fibras incluyen vidrio-E, vidrio-S y vidrio-AR. El vidrio-E es una clase de fibras de vidrio comercialmente obtenibles empleadas típicamente en usos eléctricos. El vidrio-S se usa para su resistencia. El vidrio-AR se usa para su resistencia alcalina. Las fibras de carbón son de carbón grafitizado. Las fibras de cerámica típicamente son de alúmina, porcelana, u otro material vitreo. Las longitudes de fibra varían de aproximadamente 6 micrones a aproximadamente 3200 micrones (aproximadamente 3.18 milímetros) . Las longitudes de fibra preferidas varian de aproximadamente 10 micrones a aproximadamente 1600 micrones. Las longitudes de fibra especialmente preferidas varían de aproximadamente 10 micrones a aproximadamente 800 micrones. La longitud de fibra típica varía de aproximadamente .0254 milímetro a aproximadamente 1.59 milímetros. De preferencia, las fibras son más cortas que la longitud más grande del substrato. De manera apropiada, las fibras comercialmente obtenibles incluyen una fibra de vidrio molida que tiene longitudes de aproximadamente 2.54 milímetros a aproximadamente 0.80 milímetro; fibras de cerámica molidas de 25 micrones de largo; fibras de carbón molidas de 250 a 350 micrones de largo, y fibras de aramid KEVLAR de 12 micrones de largo. El diámetro de la fibra (o, para fibras de sección transversal no circular, una dimensión hipotética igual al diámetro de un circulo hipotético que tiene un área igual al área de sección transversal de la fibra) varían de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 micrones. El alargamiento (relación de longitud a diámetro) puede variar de aproximadamente 5 a aproximadamente 175. La fibra puede tener una sección transversal redonda, ovalada, cuadrada, rectangular u otra sección transversal apropiada. Una fuente de fibras de sección transversal rectangular puede ser un material en hojas triturado. Este material en hojas triturado tendría una longitud y una sección transversal rectangular. La sección transversal rectangular tiene un par de lados más cortos y un par de lados relativamente más largos. La relación de longitudes del lado más corto al lado más largo típicamente es de aproximadamente 1:2-10. Las fibras pueden ser rectas, rizadas, rebordeadas o combinaciones de las mismas. B. Resinas 1. Resinas de Resol La resina de resol de fenol-aldehido tiene una relación molar de fenol: aldehido de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:3, típicamente de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:1.95. Un modo preferido para preparar la resina de resol es combinar el fenol con una fuente de aldehido tal como formaldehido, acetaldehido, furfural, benzaldehido o paraformaldehído bajo catálisis alcalina. Durante esta reacción, el aldehido está presente en un exceso molar. Se prefiere que la resina de resol tenga una relación molar de fenol a formaldehído de aproximadamente 1:1.1 a 1:1.6. Los resoles pueden ser resoles convencionales o resoles modificados. Los resoles modificados se dan a conocer mediante la Patente Norteamericana Número 5,218,038, incorporada en la presente por referencia en su totalidad. Estos resoles modificados se preparan haciendo reaccionar el aldehido con una mezcla de fenol no substituido y por lo menos un material fenólico que se selecciona del grupo que consiste de arilfenol, alquilfenol, alcoxifenol y ariloxifenol . Las resinas de resol modificadas incluyen resinas de resol modificadas con alcoxi. De las resinas de resol modificadas con alcoxi, se prefieren las resinas de resol modificadas con metoxi. Sin embargo, la resina de resol fenólica que es la especialmente preferida es la resina de resol que contiene éter ortobencílico modificado preparada mediante la reacción de un fenol y un aldehido en presencia de un compuesto de hidroxi alifático que contiene dos o más grupos de hidroxi por molécula. En una modificación preferida del proceso, la reacción también se lleva a cabo en presencia de un alcohol monohidrico. Los catalizadores de ion de metal útiles en la producción de las resinas de resol fenólicas modificadas incluyen las sales de los iones divalentes de Mn, Zn, Cd, Mg, Co, Ni, Fe, Pb Ca y Ba. Los compuestos de tetra-alcoxi-titanio de al fórmula Ti (OR) 4 en donde R es un grupo de alquilo que contiene de 3 a 8 átomos de carbono, también son catalizadores útiles para esta reacción. Un catalizador preferido es el acetato de zinc. Estos catalizadores proporcionan resinas de resol fenólico en donde la preponderancia de los puentes que unen los núcleos fenólicos son puentes de éter orto-bencílicos de la fórmula general -CH2 (OCH2) n~ en donde n es un entero positivo pequeño. 2. Resinas que Contienen Polímero de Novolaca de Fenol-Aldehido Una modalidad de la presente invención emplea resina que incluye polímero de novolaca de fenol-aldehido. La novolaca puede ser cualquier novolaca empleada con propulsores. La novolaca puede obtenerse mediante la reacción de un compuesto fenólico y un aldehido en una región de pH fuertemente acídico. Los catalizadores de ácido apropiados incluyen los ácidos minerales fuertes tales como el ácido sulfúrico, ácido fosfórico y ácido clorhídrico así como los catalizadores de ácido orgánico tales como ácido oxálico, o el ácido paratoluensulfónico. Una manera alternativa para elaborar las novolacas es hacer reaccionar un fenol y un aldehido en presencia de sales inorgánicas divalentes tales como acetato de zinc, borato de zinc, sales de manganeso, sales de cobalto, etc. La selección del catalizador puede ser importante para dirigir la producción de las novolacas que tienen varias relaciones de orto o para-substitución mediante aldehido en el anillo fenólico, v. g., el acetato de zinc favorece la orto-substitución. Las novolacas enriquecidas en orto-substitución, es decir, novolacas de alto contenido de orto, pueden preferirse debido a mayor reactividad en la reticulación adicional para el desarrollo del polímero. Las novolacas de alto contenido de orto se discuten por Knop y Pilato,- Phenolic Resins, p. 50-51 (1985) (Springer-Verlag) que se incorpora en la presente por referencia. Las novolacas de alto contenido de orto se definen como novolacas en donde por lo menos el 60 por ciento del total de la resina de orto-substitución y para-substitución es substitución de orto, de preferencia por lo menos aproximadamente el 70 por ciento de esta substitución total es orto-substitución. El polímero de novolaca típicamente comprende fenol y aldehido en una relación molar de aproximadamente 1:0.85 a aproximadamente 1:0.4. Cualquier aldehido apropiado puede usarse para este objeto. El aldehido puede ser formalina, paraformaldehido, formaldehido, acetaldehído, furfural, benzaldehído u otras fuentes de aldehido. Se prefiere el formaldehído mismo.

Las novolacas usadas en esta invención por lo general son sólidos tales como en la forma de una escama, polvo, etc. El peso molecular de la novolaca variará de aproximadamente 500 a 10,000, de preferencia de 1,000 a 5,000 dependiendo de su uso propuesto. El peso molecular de las novolacas en esta descripción de la presente invención son a base de un peso molecular promedio en peso. Las resinas de novoloca de alto contenido de orto se prefieren especialmente. La composición de resina comprende típicamente por lo menos el 10 por ciento en peso de polímero de novolaca, de preferencia por lo menos aproximadamente 20 por ciento en peso de polímero de novolaca, de mayor preferencia aproximadamente 50 por ciento a aproximadamente 70 por ciento en peso de polímero de novolaca. El resto de la composición de resina podría incluir agentes de reticulación, modificadores u otros ingredientes apropiados . El residuo fenólico del polímero de novolaca se selecciona de fenoles de la Fórmula I o bisfenoles de la Fórmula II, respectivamente: i, - R y R1 son independientemente alquilo, arilo, arilalquilo o H. En la Fórmula II, R y R1 de preferencia son meta con respecto al grupo de hidroxi respectivo en el anillo aromático respectivo. A no ser que se defina de otra manera, el alquilo se define como teniendo de 1 a 6 átomos de carbono y el arilo se define como teniendo 6 átomos de carbono en su anillo. En la Fórmula II, X es un enlace directo, sulfonilo, alquilideno no substituido o substituido con halógeno, cicloalquilideno, o cicloalquilideno halogenado. El alquilideno es un radical orgánico divalente de la Fórmula III: Rl I C . III I R Cuando X es alquilideno, Rz y R^ se selecciona independientemente de H, alquilo, arilo, arilalquilo, alquilo halogenado, arilo halogenado y arilalquilo halogenado. Cuando X es alquilideno halogenado, uno o más de los átomos de hidrógeno del residuo de alquilideno de la Fórmula II se reemplazan por un átomo de halógeno. De preferencia el halógeno es flúor o cloro. Asimismo, el cicloalquilideno halogenado de preferencia se substituye medíante flúor o cloro en el residuo de cicloalquilideno. Un fenol típico de la Fórmula I es el fenol, per se . Los bisfenoles típicos de la Fórmula II incluyen Bisphenol A, Bisphenol C, Bisphenol E, Bisphenol F, Bisphenol S o Bisphenol Z. La presente invención incluye polímeros de novolaca que contienen cualesquiera de los fenoles de la Fórmula I, bisfenoles de la Fórmula II, o combinaciones de uno o más de los fenoles de la Fórmula I y/o uno o más de los bisfenoles de la Fórmula II. El polímero de novolaca puede opcionalmente modificarse además mediante la adición de VINSOL®, resinas epoxídicas, bisfenol, ceras, u otros aditivos de resina conocidos. Un modo para preparar un polímero de novolaca de fenol modificado con alquilfenol es combinar un alquilfenol y fenol en una relación molar mayor de 0.05:1. Esta combinación se hace reaccionar con una fuente de formaldehído bajo catálisis acídica, o catálisis de metal divalente (v.g., Zn, Mn) . Durante esta reacción, la combinación de alquilfenol y fenol está presente en un exceso molar con relación al formaldehído presente. Bajo condiciones acídicas, la polimerización de los fenoles metilolados es una reacción más rápida que la metilolación inicial del formaldehído. Consecuentemente, se constituye una estructura de polímero que consiste de núcleos fenólicos y alquilfenólicos, enlazados juntos mediante puentes de metileno, y esencialmente sin grupos de metilol libres. En el caso de catálisis de ion de metal, la polimerización conducirá a metilol y éteres bencílicos, que subsecuentemente se desintegran en puentes de metileno, y el producto final esencialmente está exento de grupos de metilol. C. Agentes de Reticulación y Otros Aditivos Para fines prácticos, las novolacas fenólicas no se endurecen durante el calentamiento, sino que permanecen solubles y fusibles a no ser que haya presente un endurecedor (agente de reticulación) . De esta manera, en la curación de una resina de novolaca, se usa un agente de reticulación para superar la deficiencia de los grupos de puente de alquileno para convertir la resina en una condición inssluble infusible. Los agentes de reticulación apropiados incluyen hexametilentetramina (HEXA) , paraformaldehído, oxazolidinas, resina de melamina u otros donadores de aldehido y/o los polimeros de resol anteriormente descritos. Cada uno de estos reticuladores pueden usarse por si o en combinaciones con otros reticuladores. El polímero de resol puede contener fenol substituido o no substituido. La composición de resina de esta invención comprende típicamente hasta aproximadamente 25 por ciento en peso de HEXA y/o hasta aproximadamente 90 por ciento en peso de polímeros de resol basados en el peso total de la composición de revestimiento. Cuando HEXA es el agente de reticulación único, el HEXA comprende de aproximadamente 5 por ciento a aproximadamente 25 por ciento en peso de la resina. Cuando el polímero de resol de fenol-aldehido es el único agente de reticulación, la resina contiene aproximadamente de 20 por ciento a aproximadamente 90 por ciento en peso del polímero de resol. La composición también puede comprender una combinación de estos agentes de reticulación. Los aditivos son útiles para casos especiales para requisitos especiales. Los sistemas de resina de la invención pueden incluir una amplia variedad de materiales aditivos. La resina también puede incluir uno o más otros aditivos tales como un agente de acoplamiento tal como silano para promover la adhesión del revestimiento al substrato, un lubricante de silicona un agente de humedecimiento, un agente tensioactivo, colorantes, modificadores de flujo (tales como agentes de control de flujo y mejoradores de flujo), y/o agentes anti-estáticos.

- Los agentes tensioactivos pueden ser aniónicos, no iónicos, catiónicos, anfotéricos o mezclas de los mismos. Ciertos agentes tensioactivos también funcionan como agentes de control de flujo. Otros _ aditivos incluyen aditivos resistentes a la humedad o aditivos de resistencia en caliente. Desde luego, los aditivos pueden añadirse en combinación o individualmente. D. Fabricación de Resoles Una manera típica de elaborar resoles es colocar un fenol en un reactor, añadir un catalizador alcalino, tal como hidróxido de sodio o hidróxido de calcio, y aldehido tal como una solución al 50 por ciento en peso de formaldehído, y hacer reaccionar los ingredientes bajo temperatura elevada hasta que se logra la viscosidad deseada o el formaldehido libre. El contenido de agua se ajusta mediante destilación. Los agentes de elasticidad o plastificantes tales como bisphenol A o aceite de anacardo, también pueden estar presentes para mejorar la elasticidad o plasticidad del aglutinante. Pueden también estar presentes otros aditivos conocidos. E. Método para Elaborar el Polímero de Novolaca Para elaborar los polímeros de novolaca fenólicos con uno o más fenoles de la Fórmula I, el fenol se mezcla con un catalizador acídico y se calienta. Luego, un aldehido, tal como una solución al 50 por ciento en peso del formaldehido, se añade al fenol caliente y el catalizador a temperatura elevada. El agua elaborada mediante la reacción se remueve mediante destilación para dar por resultado una novolaca fundida. La novolaca fundida luego se enfria y se prepara en escamas. Para elaborar los polimeros de novolaca con bisfenoles de la Fórmula II, el bisfenol se mezcla con un solvente, tal como acetato de n-butilo, a temperatura elevada. Un catalizador acídico tal como ácido oxálico o ácido metansulfónico se añade luego y se mezcla con el bisphenol y luego se añade un aldehido, típicamente un formaldehido. Los reactivos luego se someten a reflujo. Se observará que la preparación de la resina de novolaca puede ocurrir bajo catálisis acidica o catálisis de metal divalente (v.g., Zn, Mn) , en donde el bisphenol está presente en una cantidad mayor que la cantidad equimolar relativa a la fuente de aldehido. Después del reflujo, el agua se recoge mediante destilación azeotrópica con acetato de n-butilo. Después de la remoción del agua y el acetato de n-butilo, la resina se forma en escamas para rendir productos de resina. Alternativamente, los polímeros pueden elaborarse usando agua como un solvente. F. Haciendo Reaccionar el Aldehido con Novolacas de Fenol-Aldehido o Novolacas de Bisfenol- Aldehido - - Las novolacas de fenol-aldehido o las novolacas de bisfenol-aldehído pueden modificarse haciendo reaccionar esta novolacas con una cantidad adicional de aldehido usando un catalizador básico. Los catalizadores típicos usados son hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de bario, hidróxido de calcio (o cal) , hidróxido de amonio y aminas. En el caso de los polimeros de fenol-aldehido los polímeros de bisfenol-aldehído, la relación molar del aldehido añadido al residuo fenólico, basándose en las unidades monoméricas del residuo fenólico en la novolaca, varía de 0.4:1 a 3:1, de preferencia de 0.8:1 a 2:1. Esto logra un polímero reticulable (reactivo) que tiene estructuras químicas diferentes y por lo general pesos moleculares más elevados que los polímeros de resol obtenidos medianate un proceso de un solo paso que involucra mezclar inicialmente los monómeros de bisfenol y aldehido con un catalizador alcalino a la misma relación molar del aldehido y bisfenol combinados. Además, es factible usar aldehidos diferentes en diferentes etapas de la preparación del polímero. Estos polimeros pueden usarse solos o con otros polimeros, tales como novolacas de fenol-aldehido, novolaca de bisfenol-aldehído, o combinaciones de los mismos, como un agente de reticulación, o como un componente de agentes de reticulación., Cuando se emplean los polimeros modificados con aldehido como los agentes de reticulación, se pueden usar con otros agentes de reticulación típicos tales como aquellos descritos en lo que antecede para polimeros de novolaca. G. Métodos para Elaborar el Propulsor o el Medio de Filtración Después de elaborar la resina, el agente de reticulación, la resina y las partículas del material de relleno o carga se mezclan a condiciones para proporcionar ya sea una composición de resina precurada o curable, tal y como se desea. Ya sea que la composición de resina sea del tipo precurado o curable depende de un número de parámetros. Estos parámetros incluyen la relación de resina de novolaca con respecto al agente de curación; la acidez de resina de novolaca; el pH de la resina de resol; la cantidad del agente de reticulación; el tiempo de mezclar las composiciones de resina y las partículas del material de relleno o carga; la temperatura de. las composiciones de resina y las partículas de relleno o carga durante el mezclado; los catalizadores (en caso de haberlos) usados durante el mezclado y otros parámetros del proceso como son conocidos por aquellas personas expertas en la técnica. Típicamente, los propulsores precurados o curables pueden contener resina de resol en presencia o ausencia de la resina de novolaca. La Figura 1 muestra un diagrama de flujo del proceso simplificado de una primera modalidad de un proceso para elaborar propulsores o medios de filtración de la presente invención. En el proceso, una corriente 12 del aglutinante y una corriente 14 de partículas del material de relleno o carga se alimentan a un mezclador 9 de alta intensidad para preparar una corriente 5 de suspensión espesa homogénea. La corriente 5 de suspensión espesa alimenta un granulador 10 para producir una corriente 16 de producto granulado. La corriente 12 del aglutinante contiene resina, agua y aditivos convencionales. Típicamente, la resina es un resol y puede actuar como sus propio agente de reticulación. Los agentes de acoplamiento son también aditivos típicos. Un granulador 10 típico es un mezclador Eirich R02 fabricado por Eirich Machines, Inc., de Gurnee, Illinois. Típicamente, el granulador 10 se hace funcionar como un proceso por lote y se hace funcionar como se da a conocer generalmente en la Patente Número EP 308 257 y la Patente Norteamericana de Reexpedición Número 34,371, ambas de las cuales de incorporan en la presente por referencia. Por ejemplo, en la Patente Número EP 308 257 da a conocer la elaboración de partículas de cerámica en una máquina Eirich descrita en la Patente Norteamericana Número 3,690,622. La máquina comprende un envase cilindrico rotatorio, el eje central del cual es un ángulo con respecto a la horizontal, una o más placas deflectoras, y por lo menos un propulsor de choque rotatorio colocado usualmente debajo del ápice de la trayectoria de rotación del envase cilindrico. El propulsor de choque rotatorio acopla el material que se está mezclando y puede girar a una velocidad angular más elevada que el envase cilindrico rotatorio. Ocurre la siguiente secuencia en el granulador de mezcla (granulador 10) : (1) nucleación o sedimentación a la cual la suspensión espesa se añade cerca del propulsor de choque; (2) crecimiento de los esferoides durante el cual gira el propulsor de choque a una velocidad más lenta que durante el paso de nucleación; y (3) pulir y alisar las superficies de los esferoides desconectando el propulsor de choque y permitiendo que gire el envase cilindrico. La cantidad del aglutinante (resina) comprende por lo general de aproximadamente 10 a 30 por ciento de preferencia de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 por ciento en peso de los materiales secos totales (resina, material de relleno o carga, etc.) alimentados al granulador 10. La cantidad del aglutinante siendo de un valor exento de agua definido como la cantidad de resina, v.g., novolaca y/o resol y los aditivos que no sean el agua. Típicamente, el mezclado ocurre en presencia de un agente de acoplamiento tal como gamma/ aminopropiltrietoxisilano . El agente de aocplamiento puede añadirse al mezclador 9 antes, o premezclarse con la corriente del aglutinante 12. Típicamente, de 0 por ciento a 50 por ciento de la corriente 12 del aglutinante total es agua. Típicamente, el tiempo de mezclado varía de 1 a 5 minutos a una velocidad de rotación de la bandeja de 50 a 80 revoluciones por minuto y una velocidad del triturador de 1400 a 1600 revoluciones por minuto. La granulación (tiempo de nucleación) varía de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 minutos en una velocidad del recipiente de 25 a 45 revoluciones por minuto y una velocidad del triturador de 1400 a 1600 revoluciones por minuto. El alisamiento es también conocido como "trituración". La temperatura del granulador 10 durante los pasos anteriormente citados varía de 10°C a 40°C. La corriente 16 del material granulado luego pasa hacia un aparato de curación 50. Típicamente, el aparato 50 de curación es un horno de secado que funciona a un tiempo de permanencia para el material granulado de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2 horas, a una temperatura de aproximadamente 90°C a aproximadamente 200°C, de preferencia da aproximadamente 150°C a aproximadamente 190°C. Esto produce una corriente 52 del producto granulado curado que alimenta un aparato 80 de tamizado para recuperar una corriente 82 del producto propulsor de un tamaño de producto predeterminado. Un aparato 80 de tamizado típico es un tamiz tal como un tamiz vibratorio. Una partícula del propulsor deseada típica tiene un d5Q de 0.4 a 0.8 milímetro, o una escala de diámetro de partícula de malla 20 a 40 (0.425 a 0.85 milímetro) o de 30 a 40 revoluciones por minuto. La Figura 2 muestra una segunda modalidad de un proceso para elaborar propulsores o medios de filtración de la presente invención. Esta modalidad se asemeja al proceso de la Figura 1 con la excepción de que la corriente 16 del material granulado se alimenta seca pero no curada a un aparato 15 de refinación a fin de aumentar mecánicamente la esfericidad del material granulado hasta una esfericidad de por lo menos aproximadamente 0.8, de preferencia por lo menos de aproximadamente 0.85, y de mayor preferencia por lo menos de aproximadamente 0.9, y producir una corriente 17 de este material mecánicamente tratado. Este paso lleva a cabo una refinación mecánica de la superficie para hacerla aproximadamente de una forma esférica. Por ejemplo, esto se lleva a cabo típicamente ya sea colocando los granulos de la Figura 2, secados a 40°C, pero no curados, en una bandeja de granulación con un ángulo de inclinación elevado y una velocidad de rotación elevada o procesando los mismos en un dispositivo SPHERONIZER, fabricado por Calvera Process Solutions Limited, de Dorset, Inglaterra, a de 400 a 1000 revoluciones por minuto durante de aproximadamente 3 a aproximadamente 30 minutos. El alisamiento ocurrió mediante un proceso de remoción (proceso de trituración) en donde las partículas en una bandeja rotatoria perfilada se lanzan hacia afuera contra una pared cilindrica y luego se hacen rodar hacia atrás hacia la placa de la bandeja. De manera alternativa, las partículas pueden alisarse y comprimirse haciéndose rodar antes de la curación. La Figura 3 muestra un diagrama de flujo de proceso de una tercera modalidad de un proceso para elaborar propulsores o medios de filtración de la presente invención. El proceso es semejante a aquel de la Figura 2 con la excepción de que la corriente 52 del producto granulado curado se alimenta a un aparato de revestimiento 60 que reviste/impregna el material granulado curado de la corriente 52 con resina adicional desde una segunda corriente 61 del aglutinante. Esto produce partículas del propulsor que tienen un núcleo de resina y material de relleno o carga, en donde el núcleo se reviste con resina.

En particular, la corriente 52 curada (o parcialmente curada) de las partículas del núcleo se descarga desde el aparato 50 de curación y luego se alimenta al aparato 60 de revestimiento. El aparato 60 de revestimiento típicamente es un tambor rotatorio perfilado o cierta forma de mezclador intermitente o por lotes. Este aparato de tambor rotatorio puede tener una velocidad de rotación de 16 a 20 rotaciones por minuto. Típicamente, la segunda corriente 61 de resina se precalienta a temperatura de 50° a 60°C y se rocia hacia el aparato de tambor rotatorio (que contiene las partículas formadas) a través de una boquilla con atomización de aire. Este aparato de tambor rotatorio funciona como un proceso por lotes o intermitente con un tiempo de proceso de aproximadamente 5 a 20 minutos. Si se emplea un mezclador Eirich R02 como el aparato de revestimiento, funciona a una velocidad de rotación de recipiente de 20 a 40, de preferencia de 30 a 35 rotaciones por minuto y una velocidad del triturador de 700 a 1100, de preferencia de 800 a 1000, rotaciones por minuto con un tiempo de proceso de 2 a 10 minutos, de preferencia de 2 a 5 minutos. La segunda corriente 61 del aglutinante contiene típicamente una solución de resina, agua, y aditivos de resina convencionales. La relación en peso en seco de la corriente 12 del aglutinante a la segunda corriente 61 del aglutinante es de aproximadamente 70 a 60:30 a 40. La segunda corriente 61 y la corriente 52 de preferencia se alimentan al aparato 60 de revestimiento para proporcionar una relación en peso de la segunda resina de la corriente (sobre una base exenta de agua) hacia las partículas del propulsor no revestidas de aproximadamente 1 a 10 partes de resina: 95 partes de las partículas del propulsor no revestidas. La resina en la primera corriente del aglutinante 12 puede ser igual o diferente de la resina y la segunda corriente 61 del aglutinante. De manera alternativa, cuando un propulsor que tiene resina curable en su núcleo es el que se desea, el horno 50 puede hacerse funcionar para solo secar el propulsor revestido. De preferencia, la corriente 16 se alimenta a un aparato de refinación (no mostrado) tal como un aparato de refinación 15 de la Figura 2, antes de la curación de curación/secado en el aparato 50. El propulsor revestido se descarga desde el aparato 60 de revestimiento como la corriente 62 del propulsor revestido y luego se alimenta al aparato 70 de curación. El aparato 70 de curación típicamente es un secador de cámara que calienta el propulsor desde una temperatura de aproximadamente 20°C a aproximadamente 180°C sobre placas planas (o puede ser un secador rotatorio) . El aparato de curación 70 mantiene el propulsor revestido a una temperatura de curación apropiada, por ejemplo de aproximadamente 120°C a aproximadamente 180°C durante un tiempo de curación apropiado, por ejemplo de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2 o más horas. Si se desea, un propulsor que tiene un revestimiento curable, entonces el aparato 70 de curación se hace funcionar para secar, o curar parcialmente, el revestimiento. El propulsor curado se descarga desde el aparato 70 de curación como una corriente 72 de partícula del propulsor curado, que se tamiza en un aparato de tamizado 80 para recuperar una corriente 82 del producto propulsor de una escala predeterminada de tamaño de partícula. Una escala predeterminada típica de tamaño de partícula es de aproximadamente malla 20 a aproximadamente malla 40. Un aparato 80 de tamizar típico es un tamiz de vibración. Las partículas que tienen un tamaño fuera del tamaño de partícula predeterminado, se descargan como la corriente 84. La Figura 4 por lo general muestra el proceso de al Figura 3 con un paso de reciclado. El material granulado se descarga del granulador 10 como la corriente 16 y pasa a un secador 20. Típicamente, el secador 20 es un secador de cámara que funciona a temperatura de aproximadamente 30° a 40°C durante un periodo de tiempo suficiente para remover el agua para ser lo suficientemente seco de manera que las partículas no se peguen juntas. Los tiempos de secado típicos varían de aproximadamente 0.5 a 2 horas. Tal como el proceso de la Figura 3, puede emplearse además en la corriente 16 un paso de refinación. La corriente 22 del material granulado secado se alimenta luego a un tamiz 30. Un tamiz 30 típico es un tamiz vibratorio. Las partículas tamizadas de escala predeterminada del tamaño de malla se descargan como una corriente tamizada 32. Las partículas de un tamaño mayor que la escala de tamaño de malla predeterminada se descargan como una primera corriente de reciclado 34 que se envían a un triturador 40 y luego se hace reciclar hacia el granulador 10. Un tamaño se malla predeterminado típico para estas partículas del núcleo es de malla de aproximadamente 8 a aproximadamente 20. Otra escala de tamaño deseado típica es de malla 20 a 40. Las partículas de un tamaño más pequeño del tamaño predeterminado se hacen reciclar al granulador 10 como una segunda corriente 36 de reciclado. La corriente 32 tamizada pasa hacia el aparato 50 de curación. El aparato 50 de curación puede ser un secador de cámara que cura el material sobre placas planas y que funciona a temperatura de 120°C a 200°C, de preferencia de 150°C a 190°C durante un periodo de tiempo para producir un grado de curación deseado. El tiempo de curación típico varía de 0.5 a 2 horas. Sin embargo, este paso de curación puede omitirse, y las partículas secarse simplemente, si las partículas de la corriente 32 tamizada tienen el grado de curación suficiente (o falta del mismo) . La corriente 52 curada (o parcialmente curada) de las partículas del propulsor se descarga desde el aparato 50 de curación y luego se alimenta al aparato 60 de revestimiento . El material de partida típico para la operación del proceso de la Figura 4 puede resumirse tal como se muestra mediante el CUADRO 1.

CUADRO 1 Material de Partida material de arena de cuarzo dp = p = 2.65 g/cm3 relleno o 8 micrómetros; carga: aglutinante : plastiphan P2102* p = 1.23 g/cm3 (72% de resol sólido en P2102 Composición porcentaje en peso P2102 material resol material de de relleno o relleno o carga carga mezclador Eirich de pregranulado (=QP65) 16 84 12.1 17.9 producto después del revestimiento (= QP65c) 20 80 15.3 14.7 Obtenible de Borden Chemical, Inc.

CUADRO 1 (continuación) Material de Partida material de arena de cuarzo dp = p = 2.65 g/cm3 relleno o 8 micrómetros; carga: aglutinante: plastiphan P2102* p = 1.23 g/cm3 (72% de resol sólido en P2102 Composición porcentaje en volumen P2102 material resol material de de relleno o relleno o carga carga mezclador Eirich de pregranulado (=QP65) 29.1 70.0 producto después del revestimiento (= QP65c) 35 65 Obtenible de Borden Chemical, Inc.

La operación típica del proceso de la Figura 4 se resume como se muestra mediante el CUADRO 2.

CUADRO 2 mezclado/ granulación equipo : mezclador Eirich R02 composición: 84% en peso del material de relleno o carga, 16% en peso de P2102 procesamiento : - proceso intermitente - tiempo de mezclado 2 minutos (recipiente 64 min-1, triturador 1500 min-1) - tiempo de granulación 3-5 min (recipiente 32 min-1, triturador 1500 min-1) - corrección de humedad (dependiendo del tamaño de la partícula del material de relleno o carga mediante adición de agua o material de relleno o carga; Regla: humedad más elevada = granos mayores - control de proceso visual en muestras para tamaño de grano/tiempo de granulación equipo secador de cámara/horno rotatorio de secado: 60°C/1 hora procesamiento : - CUADRO 2 (continuación) equipo tamiz de vibración de tamizado: malla de 18/30 procesamiento : equipo de secador de cámara curación: procesamiento : calentamiento a 20-160°C/2 horas 180°C/l-2 horas material sobre placas planas equipo de placa rotatoria o mezclador Eirich revestimiento : composición: 5% en peso de plastiphen P2102, 95% en peso del proceso intermitente del granulado procesamiento : proceso a) placa rotatoria TRIO rotación de 16 a 20 min-1 precalenta iento de P2102 50...60°C boquilla con atomización de aire tiempo de proceso 10 minutos b) mezclador Eirich R02 recipiente 32 min-1 triturador 900 min-1 precalentamiento de P2102-50-60°C dosificación de líquido en el lote tiempo de proceso 3 minutos equipo de secador de cámara/horno rotatorio curación: procesamiento : 180°C/l-2 horas calentamiento de 20 a 180°C/2 horas material sobre placas planas equipo de tamizado: tamiz de vibración procesamiento: malla 18/30 Los propulsores pueden también elaborarse modificando los procesos anteriormente citados extruyendo los granulos en un aparato de extrusión y luego elaborando mecánicamente los granulos esféricos (en vez de granular los granulos esféricos en un mezclador Eirich. H. Partícula del Propulsor La Figura 5 muestra una partícula 10 del propulsor que comprende partículas 20 del material de relleno o carga, y una resina 15. La Figura 6 muestra una partícula del propulsor revestida 110 que tiene un núcleo 112, de resina 15 y partículas del material de relleno o carga 24 revestidas, mediante un segundo revestimiento de resina 25. I . Parámetros de la Partícula Compuesta Los siguientes parámetros son útiles cuando se caracterizan las partículas del propulsor compuestas y las partículas del medio de filtración compuesto de la presente invención. Las partículas compuestas de la presente invención por lo general tienen una densidad más ligera que la arena convencional. De preferencia, las partículas del propulsor tienen una densidad volumétrica de 1120 a 1520 gramos por centímetro cúhico. Tienen una esfericidad mayor de 0.7, de preferencia mayor de 0.85, y de mayor preferencia mayor de 0.9. El porcentaje del volumen de las partículas de relleno o carga en los propulsores compuestos es de 60 por ciento a 85 por ciento, de preferencia de aproximadamente 60 por ciento a aproximadamente 75 por ciento en volumen de mayor preferencia de aproximadamente 65 por ciento a aproximadamente 75 por ciento en volumen. El porcentaje en peso de las partículas del material de relleno o carga en las partículas compuestas es de aproximadamente 70 por ciento a aproximadamente 90 por ciento. El porcentaje en peso de las partículas del material de relleno o carga en el núcleo de una partícula de propulsor revestida típicamente es de aproximadamente 80 por ciento a aproximadamente 90 por ciento. La partícula compuesta dso varía de aproximadamente 0.4 a aproximadamente 0.8 milímetro. Para un propulsor revestido la relación en peso seco de la primera porción del aglutinante a la segunda porción del aglutinante es de 70 a 60:30 a 40. Las partículas compuestas quedan dentro de una escala de tamaño de malla de aproximadamente 4 a aproximadamente 100 basándose en la Serie de Tamiz Normal de los Estados Unidos de preferencia una escala de tamaño de un material de 20/40 basándose en el Método de API RP 56, Sección 4 (de 0.425 a 0.85 milímetro). Material de aplastamiento <4 por ciento de propulsores precurados a esfuerzo de cierre de 281.20 kilogramos por centímetro cuadrado se define como aquel medido de acuerdo con el siguiente procedimiento. Método de RP 56 de la American Petroleum Institute procedimiento Sección 8. Los niveles de polvo fino se miden como turbidez mediante el Método de API RP 56 Sección 7. La esfericidad se determina mediante el Método de API 56 Sección 5. La inercia química debe ser comparable con la arena de silice Jordán (malla 20/40) con respecto a la resistencia a hidrocarburos y una solución de hidróxido de sodio a pH de 12. La resistencia al ácido se determina mediante el Método de API RP 56 Sección 6. La resistencia alcalina se determina como la resistencia a la solución de hidróxido de sodio a un pH de 12 y 93°C durante 48 horas. El pH debe mantenerse a 12 mediante la adición de cáustico como se requiera. Las propiedades y apariencia del propulsor no deben cambiar cuando se expone a hidrocarburos alifáticos o aromáticos durante 96 horas a 93°C. el hidrocarburo no debe cambiar color durante la prueba. J. Uso de Partículas Compuestas Las partículas compuestas, como se describe en esta invención tienen propiedades especiales y singulares tales como plasticidad y comportamiento de elasticidad controlados. Debido a estas propiedades singulares, las partículas compuestas pueden aplicarse como el propulsor único en un paquete de propulsor al 100 por ciento (en la fractura hidráulica) o como parte de la reposición de la cerámica existente comercialmente obtenible y/o propulsores a base de arena, revestidos con resina y/o no revestidos, o como mezclas entre aquellos. Las partículas compuestas también se pueden emplear como el único medio de un paquete de filtración al 100 por ciento o mezclarse con otros medios de filtración. Cuando el método de la presente invención emplea un propulsor que tiene una composición de resina precurada al propulsor se coloca en la formación subterránea sin necesidad de curación adicional dentro de la formación. Cuando el método emplea un propulsor que tiene una composición de resina curable, el método puede comprender además la curación de la composición de resina curable exponiendo la composición de resina a calor y presión suficientes en la formación subterránea para ocasionar al reticulación de las resinas y la consolidación del propulsor. En algunos casos, puede usarse un activador para facilitar la consolidación del propulsor curable. En otra modalidad que emplea una composición de resina curable en el propulsor, el método comprende además curación catalizada con ácido a baja temperatura a temperaturas tan bajas así como de 20°C. Un ejemplo de la curación catalizada con ácido a baja temperatura se da a conocer mediante la Patente Norteamericana Número 4,785,884 que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad. Asimismo, el material en partículas que contiene resina se puede usar llenando una estructura cilindrica con el material en partículas que contiene resina, es decir, el propulsor y se inserta en el sondeo. Una vez, que está en su sitio, las propiedades mejoradas de esta invención son benéficas debido a que el propulsor se curará y actuará como un material de relleno o tamiz para eliminar el contraflujo de la arena, otros propulsores o partículas de formación subterránea. Esta es una ventaja significativa para eliminar el contraflujo de los materiales en partículas hacia el equipo de trituración o molienda por encima . Las partículas compuestas presentes son especialmente ventajosos debido a su redondez. Esto mejora la conductividad, ya sea que las partículas se usen solas, como un propulsor o junto con otros propulsores, en paquetes de capas múltiples. Los paquetes de capas múltiples mediante definición no son las monocapas parciales usadas en la Patente Norteamericana Número 3,659,651. En las monocapas parciales hay partículas en el pozo que tocan las paredes de la fractura, pero que no se tocan una con la otra. En contraste, en paquetes de capas múltiples el propulsor tiene las fracturas y la producción es a través de la porosidad del propulsor.

Ejemplos 1-12 La invención se explica en mayor detalle a continuación, con doce composiciones como modalidades de ejemplo, y con modificaciones de los procesos anteriormente descritos de las Figuras 1 a 3. Como se manifiesta en lo que antecede, los odibujos que se acompañan, muestran: Figura 1: Una primera modalidad de un proceso para elaborar partículas compuestas de la presente invención . Figura 2: Una segunda modalidad de un proceso para elaborar partículas compuestas de la presente invención. Figura 3: Una tercera modalidad de un proceso para elaborar partículas compuestas de la presente invención. Se elaboraron doce composiciones para tener las composiciones enumeradas en el CUADRO 3. Las proporciones en volumen se refieren a un "propulsor compuesto" finalmente curado mientras que los pesos se refieren a la composición antes de la granulación. La arena de cuarzo ("Q" indica el cuarzo) tiene un contenido de SÍO2 de > 98.3 por ciento, finura de molienda, d5Q = 6 micrómetros y densiad de 2.63 gramos por centímetro cúbico. El óxido de aluminio (indicado mediante "A") tiene un > 99 por ciento de I2O3, finura de molienda, d5Q = 7.5 micrómetros, y densidad de 3.96 gramos por centímetro cúbico. Una resina de resol de fenol-formaldehido fluida (simbolizada mediante "P") y una resina de resol viscosa (indicado mediante "F") se usaron como las resinas sintéticas, con agua como el solvente. Los resoles de fenol-formaldehido, usados en este proceso tienen una relación entre fenol: formaldehído de 1:1.1 a 1:1.9. Las relaciones típicas son de alrededor de 1:1.2 a 1.5. La finura de la arena de cuarzo y otros materiales de relleno o carga pueden también usarse dentro de la escala d5Q = 3-45 micrómetros.

CUADRO 3 No. del Mineral Resina Solvente Ej emplo Sintética 1 860 g 65% Q v/v 215 g 35% P v/v 20 g 2 927 g 70% Q v/v 185 g 30% P v/v 18 g 3 993 g 75% Q v/v 155 g 25% P v/v 15 g 4 1267 g 65% A v/v 215 g 35% P v/v 20 g 1365 g 70% A v/v 185 g 30% P v/v 18 g 6 1492 g 75% A v/v 155 g 25% P v/v 15 g El uso de la resina de resol F a las mismas proporciones de los Ejemplos 1 a 6 proporciona las composiciones de los Ejemplos 7 a 12, respectivamente. Estas composiciones se comprimieron primero a 53 Mpa en barras de prueba con dimensiones de 5 x 5 x 56 milímetros y se colocaron en una caja seca a temperatura de 160°C a 240°C y se curaron durante diez minutos. En vista de la capacidad para granularse, las composiciones con 65 por ciento en volumen mineral, que por lo general tenían la resistencia al doblez más elevada, se prefieren para el procesamiento en granulaciones del propulsor con tamaños de grano de aproximadamente 0.4 milímetro a aproximadamente 0.8 milímetro (tamaño de malla 20/40) de acuerdo con el proceso de la Figura 1.

Ejemplos 13 a 18 Las partículas secadas a 80°C, de conformidad con el proceso de la Figura 2, pero no curadas, se sometieron a refinación mecánica de la superficie para alisarla y para hacerla de forma aproximadamente esférica. Esto se llevó a cabo ya sea colocando los granulos en una bandeja de granulación con un alto ángulo de inclinación y velocidad de rotación elevada, o procesando los mismos en un dispositivo SPHERONIZER a de 400 a 1000 revoluciones por minuto durante de 3 a 30 minutos. El alisado ocurrió mediante un proceso de remoción (proceso de trituración en molienda) en donde las partículas en una bandeja rotatoria perfilada se lanzaron hacia afuera contra una pared cilindrica y luego se hicieron rodar de nuevo hacia la placa. De acuerdo con el proceso de la Figura 3, las partículas curadas acabadas se formaron usando aproximadamente 70 por ciento en peso de su contenido final de resina sintética y luego se revistieron en su superficie con el 30 por ciento restante en peso de la resina sintética en un disco rotatorio. Las partículas individuales enumeradas en el CUADRO 4, numeradas en serie, se produjeron y se examinaron para determinar sus parámetros principales, tales como densidad, esfericidad y dureza Brinell: Ejemplo Número 13, la composición del Ejemplo 1, elaborada de acuerdo con el proceso de la Figura 1. Ejemplo Número 14, la composición del Ejemplo 1, elaborada de acuerdo con el proceso de la Figura 2 con alisado subsecuente en el dispositivo SPHERONIZER. Ejemplo Número 15, la composición del Ejemplo 1, elaborada de acuerdo con el proceso de la Figura 3, con una segunda curación en una caja seca.

Ejemplo Número 16, la composición del Ejemplo 1, elaborada de acuerdo con el proceso de la Figura 3, con segunda curación en un horno rotatorio. Ejemplo Número 17, la composición del Ejemplo 7, elaborada de acuerdo con el proceso de la Figura 1. Ejemplos Número 18, composición del Ejemplo 10, elaborada de acuerdo con el proceso de la Figura 1.

CUADRO 4 No. del Densidad Densidad Esfericidad Dureza Ejemplo volumédel grano Brinell trica (g/cm3) (g/cm3) (Mpa) 13 1.12 1.87 0.82 123.7 14 1.19 1.98 0.84 102.3 1.29 2.15 0.92 151.0 16 1.14 1.90 0.92 129.0 17 1.12 1.87 >0.8 <100.0 18 1.44 2.40 0 .85 105.2 De estos Ejemplos, el Ejemplo 15 se encontró que era particularmente prsmetedor para el uso propuesto, y sus características se estudiaron en mayor detalle. Los siguientes datos del CUADRO 5 se encontraron para el efecto de la temperatura de curación, con un tiempo de curación de 30 minutos, en la resistencia al doblez de las piezas de prueba del Ejemplo Número 15. Permiten también conclusiones acerca de otras características de resistencia: CUADRO 5 Temperatura Resistencia de Curación a la Flexión 160°C 89 Mpa 180°C 72 Mpa 200°C 81 Mpa 220°C 80 Mpa 240°C 72 Mpa 260°C 26 Mpa 280°C 22 Mpa 300°C 22 Mpa Una prueba de aplastamiento de acuerdo con API RP 56/60, que se modificó de la siguiente manera, también se llevó a cabo en una muestra del Ejemplo 15 curada durante 30 minutos a 180°C: a) Se llena una celda de aplastamiento de 31 milíme- tros de diámetro con granulación hasta una altura de 10 milímetros. - - b) Se aumenta la carga de compresión en los pasos hasta aproximadamente 100 Mpa (1019.35 kilogramos por centímetro cuadrado) , se registra la deformación del paquete del material granulado a dos temperaturas de prueba de 20°C y 125°C. Los resultados se muestran en el CUADRO 6: CUADRO 6 Presión Presión Deformación Deformación (Mpa) (kg/cm2) (mm) a 20°C (mm) a 125°C 0.29 2.95 0.06 0.54 5.48 0.08 0.60 6.12 0.10 1.16 11.81 0.16 1.23 12.51 0.13 2.90 29.53 0.27 3.10 31.56 0.23 5.92 60.32 0.40 6.29 64.11 0.34 12.00 122.25 0.65 12.60 128.37 0.50 24.25 247.06 0.95 25.19 256.60 0.77 36.57 372.59 1.36 37.69 383.98 1.03 49.10 500.25 1.80 50.15 510.94 1.31 61.48 626.37 2.21 61.98 631.50 1.60 74.33 727.27 2.55 75.77 771.96 1.90 87.27 889.15 2.83 88.58 902.51 2.1Í 98.12 999.67 3.01 99.30 1032.78 2.37 Los siguientes valores de los CUADROS 7 y también se determinaron para la misma muestra: CUADRO 7 Resistencia a la rotura en el paquete del propulsor compuesto 52 Mpa rotura de 0.99% en peso 69 Mpa rotura de 2.39% en peso 86 Mpa rotura de 4.18% en peso 103 Mpa rotura de 7.10% en peso CUADRO 8 Distribución del Tamaño de Partícula Ancho de malla Retenido, Acumulativo del tamiz en % en peso % en peso milímetros 1.0 0.0 100.00 0.8 1.32 98.68 0.71 4.62 94.06 0.63 15.47 78.59 0.50 48.15 30.44 0.40 27.06 3.38 0.25 3.88 0.00 <0.25 0.0 La solubilidad del ácido de este Ejemplo Número 15, mediante API RP 56/60, era de 4.4 por ciento en peso.

Ejemplos_ 19 a 21 Los CUADROS 9 y 10 muestran valores de parámetro recomendados y parámetros reales de los Ejemplos 19 a 21 elaborados mediante el proceso de la Figura 3.

CUADRO 9 Propiedad Medida Límites Ejemplo Ejemplo Ejemplo Recomen19 20 21 dados Malla de API, Tamaño Nominal 20/40 20/40 20/40 20/40 Contenido de Resina, pérdida durante el encendido (LOI), % en peso 14.6 16.7 15.5 Contenido de Resina Curable, % de LOI 0.2 0.4 Distribución del Tamaño de Partícula % en peso retenido Tamiz Normal de Ejemplo Ejemplo los Estados Unidos 20A 20B Número (mm) "tal y "re- como tamiestá" zado" 16(1.19) <0.1 0.0 0.0 0.0 — 18 (1.00) — — — 0.0 (0 84) 0.0 0.0 0.0 -23(0 80) 1.3 (0 71) 13.5 1.3 1.5 4.6 -28 (0 63) — — — 15.5 (0 589) 41.0 16.7 18.7 — 35(0 50) 26.0 29.4 33.0 48.2 40(0 42) 14.6 41.8 46.8 — -42(0 40) — — — 27.0 50(0 297) 4.8 10.7 0.0 — 60(0.25) bandeja (<0.297 o <0 25) <1.0 0.1 0.1 0.0 0.0 TOTAL 100+0.5 100.0 100.0 100.0 100.0 en tamaño, malla de 20+40, (0.84-0.42mm) >90.0 95.1 39.2 100.0 95.3 diámetro de partícula 0.59 0.50 0.52 medio, (milímetros) Turbidez, NTU (FTU) <500 60 80 CUADRO 10 Propiedad Medida Limites Ejemplo 19 Ejemplo 20 Ejemplo 21 Recomendados Resistencia al Aplastamiento @ Esfuerzo de Cierre, (Mpa) en peso de finos generados 103 < 10 5.4 12.8 7.1 86 3.4 8.5 4.2 69 1.9 5.5 2.4 52 0.9 3.6 1.0 41 2.6 — 36 2.2 — 28 < 4 2.0 — 21 1.8 — 14 1.6 — Factores redondez > 0.9 0.8 0.7 0.9 de forma esfericidad > 0.9 0.8 0.8 0.8 de Krumbein Solubilidad en Acido, % en peso < 1. ,0 4.4 0.27 < 1 Aglomerados , % en peso < 1. ,0 1.1 1.5 5 Densidad, Volumen gramo/cm^ < 1. ,6 1.29 1.21 1.22 Densidad, Absoluta (partícula) gramo/c ^ < 2. .65 2.22 2.13 2.10 en peso de finos generados Resistencia al Aplastamiento** 5.5 6.12 @ Esfuerzo de Cierre, (69 Mpa) Efectos del Solvente Aromático: 93°C, 96 horas, solvente aromático ND.

El CUADRO 11 muestra los datos de conductividad y permeabilidad. El CUADRO 12 enumera los procedimientos de prueba para las propiedades enumeradas para el propulsor de los distintos ejemplos.

CUADRO 11 Conductividad y Permeabilidad a Corto Plazo de los Propulsores del Ejemplo 20 93°C agua desionizada Ejemplo 20A Ejemplo 20B entre las cuñas de acero inoxidable muestra excluyendo "tal y como partículas de está" > 40 Esfuerzo de Cierre, MPa Conductividad, (Permeabilidad, darcy) 14 143 181 28 53 47 41 11 13 56 4 5 CUADRO 12 Propiedad Medida Procedimiento Solubilidad en Acido API RP-56, sección 6 Densidad, Absoluta (Partículas; API RP-60, sección 8 Densidad, Volumen API RP-60, sección 8 Agrupaciones (aglomeración) API RP-56, sección 5.5 Resistencia al Aplatamiento API RP-56/60, sección 8/7 Distribución de Tamaño de Partícula API RP-56/60, sección 4, Conductividad a Corto Plazo API RP-61 Turbidez API RP-56, sección 7, Método 1, modificado Aún cuando las modalidades específicas de la composición y aspectos de método de la invención se han mostrado y descrito, debe ser evidente que pueden hacerse en las mismas muchas modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Por consiguiente, la invención no debe limitarse mediante la descripción que antecede, sino que sólo se limita mediante el alcance de las reivindicaciones anexas a la presente.

Claims (48)

REIVINDICACIONES :

1. Una partícula compuesta que comprende: una partícula formada esencialmente homogénea que comprende: una primera porción de un aglutinante y partículas del material de relleno o carga dispersas a través de la primera porción del aglutinante, en donde la primera porción por lo menos se ha curado parcialmente; el tamaño de la partícula de las partículas de material de relleno o carga varía de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 60 micrómetros, la partícula compuesta tiene una esfericidad de por lo menos aproximadamente 0.7;

Y una segunda porción opcional de un aglutinante que reviste la partícula formada; la partícula compuesta siendo de un porcentaje en volumen de 60-85 de las partículas del material de relleno o carga. 2. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde la esfericidad es por lo menos de aproximadamente 0.85.

3. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde la esfericidad es por lo menos de aproximadamente 0.9.

4. La partícula compuesta de la reivindicación 1, que comprende además un miembro que se selecciona del grupo que consiste de fibras de vidrio molidas, fibras de cerámica molidas, fibras de carbón molidas, fibras naturales y fibras sintéticas que tienen una temperatura de reblandecimiento de por lo menos aproximadamente 93°C.

5. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde la densidad volumétrica de la partícula compuesta varía de aproximadamente 1120 a 1520 gramos por centímetro cúbico.

6. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde el aglutinante consiste esencialmente de por lo menos un miembro del grupo que consiste de un aglutinante inorgánico, una resina epoxídica, resina de novolaca y resina de resol y consiste esencialmente de agentes de reticulación opcionales y aditivos convencionales.

7. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde el aglutinante comprende una resina de alto contenido de orto, hexametilentetramina, un promotor de adhesión de silano, un lubricante de silicona, un agente humectante de agente tensioactivo.

8. La partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde las partículas compuestas tienen diámetros de entre malla 20 y 40 y comprenden un revestimiento de una capa de resina sintética.

9. La partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde las partículas compuestas tienen diámetros de entre malla 30 y 40 y comprenden un revestimiento de una capa de resina sintética.

10. La partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde las partículas compuestas tienen diámetros de entre malla 8 y 20 y comprenden un revestimiento de una capa de resina sintética.

11. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas del material de relleno o carga son un mineral finamente dividido.

12. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas de material de relleno o carga están presentes en una proporción de aproximadamente 60 por ciento a aproximadamente 75 por ciento en volumen de la partícula compuesta.

13. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde la proporción de partículas del material de relleno o carga es de aproximadamente 65 por ciento a aproximadamente 75 por ciento en volumen de la partícula compuesta.

14. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde el aglutinante comprende un miembro del grupo que consiste de resina fenólica/furano, una resina de furano y mezclas de las mismas.

15. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde el aglutinante comprende un polímero de novolaca bisfenólico-aldehído.

16. La partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera porción del aglutinante comprende una resina de resol.

17. La partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera porción del aglutinante comprende la resina de resol modificada con gamma-aminopropiltrietoxi-silano que actúa como un agente de acoplamiento entre el material de relleno o carga y la resina sintética.

18. La partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera porción del aglutinante comprende resina de resol con una relación de fenol: formaldehído de 1:1.1 a 1:1.95.

19. La partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera porción del aglutinante comprende una resina de resol con una relación de fenol: formaldehído de 1:1.2 a 1:1.6.

20. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde la primera porción del aglutinante comprende un aglutinante curado.

21. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde la primera porción del aglutinante comprende un aglutinante curado, y la segunda porción del aglutinante comprende un aglutinante curable.

22. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas del material de relleno o carga por lo menos son de un mineral seleccionado del grupo que consiste de silice (arena de cuarzo) , alúmina, mica, meta-silicato, silicato de calcio, calcina queolina, talco, zirconia, boro y vidrio.

23. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas de relleno o carga son por lo menos de un material que se selecciona del grupo que consiste de arena de cuarzo y óxido de aluminio.

24. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas del material de relleno o carga comprenden ceniza volante.

25. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas del material de relleno o carga son un mineral que tiene un tamaño de grano, d5Q de 4 a 6 micrómetros .

26. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas de material de relleno o carga son un mineral que tiene un tamaño de grano, d5Q/ de 4 a 10 micrómetros .

27. La partícula compuesta de la reivindicación 1, en donde las partículas de material de relleno o carga son de una substancia mineral y la proporción de la substancia mineral es de aproximadamente 70 por ciento a 90 por ciento en peso de la partícula compuesta.

28. Un método para producir una partícula compuesta de conformidad con la reivindicación 1, que comprende mezclar las partículas de material de relleno o carga, la primera porción del aglutinante, por lo menos un miembro del grupo que consiste de agua y un solvente orgánico y aditivos opcionales para formar una mezcla y para ajustar el comportamiento de la aglomeración de las partículas de relleno o carga; someter la mezcla a granulación aglomerativa y curar la primera porción del aglutinante .

29. El método de conformidad con la reivindicación 28, en donde la granulación aglomerativa de la mezcla se lleva a cabo poniendo en contacto la mezcla con un disco rotatorio.

30. El método de conformidad con la reivindicación 28, en donde la granulación aglomerativa de la mezcla se lleva a cabo rociando la mezcla.

31. El método de conformidad con la reivindicación 28, en donde las partículas de relleno o carga, la primera porción del aglutinante, por lo menos un miembro del grupo que consiste de agua y un solvente orgánico y aditivos opcionales, se mezclan para formar la mezcla y para formar la plasticidad de la mezcla; la mezcla se granula en el estado plástico para formar las partículas formadas; y la primera porción del aglutinante en las partículas formadas se cura.

32. El método de conformidad con la reivindicación 28, en donde la granulación aglomerativa se lleva a cabo mediante extrusión de las hebras, cortando la hebras en fragmentos, y configurando los fragmentos bajo la influencia de la fuerza centrífuga en granulos esféricos.

33. El método de conformidad con la reivindicación 31, en donde las partículas formadas se alisan y comprimen haciéndolas rodar antes de la reticulación del aglutinante.

34. El método de conformidad con la reivindicación 31, en donde después de que la primera porción del aglutinante se ha curado, las partículas formadas se revisten con la segunda porción del aglutinante y se curan de nuevo.

35. El método de conformidad con la reivindicación 31, en donde después de la granulación del solvente se seca, después del secado pero antes de la curación de la primera porción del aglutinante, las partículas formadas se revisten con resina.

36. Un método para tratar una fractura inducida hidráulicamente en una formación subterránea que rodea un sondeo que comprende introducir las partículas compuestas de la reivindicación 1, dentro de la fractura.

37. El método de conformidad con la reivindicación 36, en donde se forma en la formación un paquete de capas múltiples que comprende las partículas compuestas .

38. El método de conformidad con la reivindicación 36, en donde la primera porción del aglutinante consiste esencialmente de resina de resol.

39. El método de conformidad con la reivindicación 36, en donde el propulsor además comprende introducir partículas que se seleccionan de por lo menos un miembro del grupo que consiste de arena, partículas de cerámica sinterizadas y cuentas de vidrio.

40. El método de conformidad con la reivindicación 36, en donde las partículas de arena comprenden partículas de arena revestidas con resina.

41. El método de la reivindicación 36, en donde la esfericidad de las partículas compuestas es por lo menos de aproximadamente 0.85.

42. El método de la reivindicación 36, en donde las partículas compuestas tienen diámetros de entre malla 20 y 40 y comprenden un revestimiento de una capa de resina sintética.

43. El método de la reivindicación 36, en donde las partículas compuestas tienen diámetros de entre malla 8 y 20 y comprenden un revestimiento de una capa de resina sintética.

44. El método de la reivindicación 36, en donde las partículas de material de relleno o carga son un mineral finamente dividido.

45. El método de la reivindicación 36, en donde la proporción de la substancia de partículas de material de relleno o carga es de aproximadamente 65 por ciento a aproximadamente 75 por ciento en volumen de la partícula compuesta.

46. El método de la reivindicación 36, en donde las partículas del material de relleno o carga comprende ceniza volante.

47. El método de la reivindicación 36, en donde las partículas del material de relleno o carga son un mineral que tiene un tamaño de grano d5Q de 4 a 10 micrómetros .

48. Un método para filtración de agua que comprende hacer pasar el agua a través de paquete de filtración que consiste de las partículas compuestas de la reivindicación 1.